2017年11月19日日曜日

虹色イルミネーション(Rainbow Illuminations)

前回、カラフル インフィニティミラーを作りましたが
そのときに使ったテープLED(ネオピクセル系のもの)を
ダイソーのおもちゃのボウリングのピンに入れてみると
とても綺麗だったので、こんなものを作ってみました。

「虹色イルミネーション」

ダイソーのおもちゃのボウリングピンを6本並べ
縦方向に虹になるもの、横方向に虹になるもの、
全部で8パターンを繰り返すようにしてみました。

<縦方向の虹色>
虹が上向きに動いたり下向きに動いたり
交互に動くパターンもあります。

<横方向の虹色>
写真では青、緑、シアンの区別がほとんどつきませんが・・・()

ダイソーのボウリングピンの頭部分をカットしました。

キャンドゥのPVC製の透明カードケースに
ミラーシートを貼り、穴を開けて、①を差し込んでいます。

テープLEDの裏側に木材を貼って 順に繋いでいます。
テープLEDは144個/m のもので
1本あたり12個のLEDを貼っています。

③を②の中に入れて、木材とボウリングピンは
上部と下の方の2箇所ネジ留めしました。
周囲の枠はキャンドゥのA4サイズのフォトフレームを使うことにしました。

フォトフレームの裏側にはアクリルミラーとカードケースを置いて
ボウリングピンに入れた木材やフォトフレームにネジ留めしています。
今回、一番難しかったのが ボウリングピンを
真っ直ぐ、シッカリと台に固定することでした。

写真を撮り忘れたのですが、
フォトフレームの内側周囲に青色のテープLEDを貼っています。
ミラーシートとアクリルミラーによって、
前回のインフィニティミラーのように多重反射する仕組みです。
ボウリングピンの方も少し多重反射してるようですが、
よく見ないとわからない程度です。

点灯パターン8種類は、Arduino mini(互換品)で制御しています。
(縦方向の虹色はAdafruit製のライブラリ付属のサンプルを元に少しずつ書き換えたもの、
横方向の虹色は、私が適当に作ったものです。)
電源は5V 2Aの電源アダプターです。
ネオピクセル系は定格5Vなので、問題ないのですが、
今回使用した青色LEDテープの定格は12Vなので、
ジュールシーフ回路で昇圧し、光らせることにしました。


写真や映像ではあまり綺麗に撮影出来ず
青・緑・シアンの区別がわかりにくいです。
実際にはもう少し鮮明で、透明感もあって綺麗に見えると思うのですが・・・(^^;

2017年11月3日金曜日

カラフル インフィニティミラー(Colorful infinity mirror)

フルカラーのテープLED(WS2812B)を使って
インフィニティミラーを作ってみました。

キャンドゥで購入した時計の枠&前面のガラスを
使用して作ることにしました。

テープLED(WS2812B)は
マイコン(arduino)を使って色を変化させることが出来ます。
マイコンを使わず、リモコンでも操作できます。
(点灯パターンは決められたものだけになります。)
上は1m当たり30個、下は1m当たり60個のLEDがついたテープです。

私が作ったものですが、
テープLEDは外周と内周(2重)の3重になっています。
(内周は60個/m、外周は30個/m のテープLEDをそれぞれ12LEDずつ使っています。)
内周の2重の方は円形にすると、
外が長く必要になるので、数か所テープLEDを切り離し
リード線をハンダ付けして長さ調整をしています。
2本のテープLEDの間に小さな木片を入れて
LED以外のところは熱収縮チューブで固定しました。

これをアクリルミラーに貼り付け

最初は裏から数か所ネジ留めしたのですが、
出来上がったとき、ミラーにひずみが出来て綺麗に写らず
結局ネジは1か所のみとし、
他は強力両面テープで貼ることにしました。

②を時計の枠に入れたところです。

時計枠に外周のテープLEDを貼りました。

時計についてる前面ガラスにミラーシートを貼り、
(オートバックスで購入したものを貼りました。)
④の上にガラスと青枠のカバーをネジ留めします。
⑤とマイコンを木板に固定しました。

マイコンは
CPU ATmega328P 搭載のArduino UNO R3 互換ボードを使用しました。
(約300円程度のものです。)

今回、アクリルガラスの裏側から中心を少し押さえ、
ほんのわずかに円錐状になるようにしています。
(目で見ても、円錐状とはわからない程度です。)

円錐状にすることで、奥の方の光が中心へ集まって見えます。

中心を押さえず、フラットな状態のときはこんな感じです。

(あまり、違いないでしょうか?(^^;
フラットな状態のときの 左の真ん中には カメラが写っています)

ビデオで撮ってみました。

上の映像では、4種類の点灯パターンを繰り返しながら光っています。
1種類は、Adafruit製のライブラリ付属のサンプルを使用し
3種類は私が適当に作った?改ざんした?ようなものです(笑)


2017年10月30日月曜日

宮沢賢治の「銀河鉄道の夜」をイメージして作った光のオブジェ

宮沢賢治の「銀河鉄道の夜」をイメージしながら
光のオブジェを作ってみました。

鏡に点状の傷をたくさんつけ、その後ろからLEDを当て、
その前面にミラーシートを置くと、
奥の方にたくさんの光の点が広がっていくように見えます。


「銀河鉄道の夜」はジョバンニが親友のカムパネルラと一緒に
銀河に沿って、北十字星から南十字星まで列車で旅をする物語。
私の作ったものは、列車が銀河に沿ってじゃなく、
銀河に向かってになってしまいましたが・・・(^^;

約30cm×40cmの箱を作り、
青色のテープLED(LED個数 約230個)を貼り、
左上にはさそり座をイメージしたものを砲弾型のLEDで作成
光が漏れないように、しきり板を取り付けました。

さそり座は、アンタレスが赤色LEDで、それ以外は紫色のLEDです。

鏡はダイソーの約30cm×40cmのミラー250円です。

 この裏側から、星に見立てたたくさん点状の傷(大小さまざま)
を付けました。

②を①の上に置きました。

ミラーシートはオートバックスで購入した車用のものです。
キャンドゥで買ったA3のカードケースを切って
その上に貼りました。
ミラーシートを貼る作業が一番大変でした。
3回失敗し、4回目で取りあえず使えそうなものが出来ましたが
あちこち小さな気泡があります(^^;

ミラーシートを箱にネジ留めしたあと、
その前方に線路に固定した列車を取り付けています。

列車はトミカの No135 D51 蒸気機関車ロングタイプを使用しました。
物語のイメージからして、客車が欲しかったので3両目を作ることに・・・
ダイソーの「プチ電車」シリーズの窓のところをカットして
組み立てて色を塗りました。
中にはオレンジ色のLEDを入れています。
線路は洋蘭支柱の鉄の棒と銅の針金をハンダ付けして作りました。

前照灯として白色LEDを取り付けました。


金沢・金の科学館代表・金沢高等学校講師の四ヶ浦 弘先生は
難解な宮沢賢治の世界を、
彼が大好きだった実験を取り交ぜながら、
そして、細川理衣さんの描かれた素敵な絵を見ながら
物語の世界の中に連れて行って下さる
「賢治講座」をされてることで有名ですが、
その「賢治講座」の中で、
このオブジェも使って頂けることになりました。
四ヶ浦先生、ありがとうございます。

四ヶ浦先生の講座、
私は今年の3月のファラデーラボにて、
「実験でたのしむ宮沢賢治・サイエンスファンタジーの世界」
を受講させて頂きましたが
とても感動し、数日間 その世界に入り込んでしましました。
四ヶ浦先生の講座は 本当に素晴らしく、ぜひまた受講したいです。


2017年9月20日水曜日

リモコンやラジコンで動く「2足歩行ロボ」

以前、「2足歩行ロボ」や
「方向転換する2足歩行ロボ」
を作りましたが
今回はこれらをリモコンで動くようにしてみました。
①1番右と左が、100均のリモコンカーを使ったもの (有線)
②左から2つ目が、前後のみ動くラジコンを使ったもの(無線)
③右から2つ目が、前後左右に動くラジコンを使ったもの(無線)

①100均のリモコンカー使用
歩行時にコードが邪魔になるので、斜め後ろにいくようにしています。
電源は手元スイッチのところの単3乾電池2本です。

②前後のみ動くラジコン使用
このようなラジコンカーから取り出した基板をロボに貼り
無線で歩かせます。


前部に貼ってるのが、ラジコンカーから取り出した基板です。

電源は単3アルカリ乾電池3本直列です。

 ③前後左右に動くラジコン
数か月前にダイソーでこのようなR/Cカーを購入しました。
車の中には 前後に走らせるためのモーターと、
左右に旋回させるためのモーターの
2つが内蔵されています。


ロボでは足元に取り付けたモーターを回転させることで
方向転換する仕組みです。
モーターは車に付いていたモーターではなく、
もう少し小さくて回転速度の速いモーターにタイヤを付けて使用しています。
方向転換用のタイヤが地面に軽く接したときにクルッと回ります。
・左足が浮いてるときはモーターは回転しますが、
タイヤが地面に接してないので、ロボは回りません。
・左足が真下に来たときは
タイヤが地面に強く接触するため、トルク不足でモーターは回りません。
・軽く接するときのタイミングにより回転する角度が変わります。

背中の上の方の緑のものが、R/Cカーから取り出した基板です。
下の方は、電源(850mAhのリポパック)です。

有線方式のリモコンを使って、
方向転換するロボを作ってみたのですが、
線が邪魔になって、あまり良くなかったです。

上の3種類をビデオで撮影してみました。
どのロボも前進するときのみ、目が光ります。


最後の方向転換するロボは、走らせる場所の素材によっても
方向転換しやすさが変わるようです。
当初、紙の上で走らせると、回転の仕方が悪かったのですが
木の机の上で走らせると
よく回転するようになりました。

2017924() 13時~16
「サイエンスヒルズこまつ」のエントランスで
「身近な材料から生まれたおもちゃ」として
この2足歩行ロボをはじめ、20数種類のおもちゃを持って行こうと思っています。
お近くの方、見に来て頂けると嬉しいです♪
https://science-hills-komatsu.jp/wp/event/robot201709/


2017年9月13日水曜日

四輪駆動方式の4足歩行ロボ

以前にも「四輪駆動方式の4足歩行ロボ」を作りましたが、
以前のものより もう少し、シッカリしたものを作ってみました。

4足歩行ロボは、リンク機構方式で 作る方法もありますが、
この場合は後ろ足を引きずるように歩きます。
四輪駆動方式にすることで、後ろ足が持ち上がります。

以前のものは、四輪駆動方式にするために、
ダイソーの「リモコンカー」から取り出したギア(2組)で、
ドライブシャフトを作成しましたが、
今回はタミヤの「シャフトドライブユニット」を使用しました。

タミヤの「シャフトドライブユニット」を使うと六角シャフト限定となるため、
安価な中国製のギアモーター(ttモーター)は
私の知る限り1種類限定となりました。(ギア比94:1)
これに電圧3V、または3.7Vかけると速度が速過ぎて、
モーター速度を落とすために、何らかの対策が必要になります。
(1.5Vでは力不足で動きが悪いです。)

私が思いついたものは
トランジスタのベースに可変抵抗を入れて速度調整する。
   →コレクタ損失が大きく、かなり大きなトランジスタが必要。
放熱板を付けるなどスペース的に難しい。

抵抗を直列に入れて、電流を下げる。
   →私の持っている1/2W抵抗では数本並列接続にしないといけない。

ダイオードを2個 直列に入れて 1.21.4V程度電圧を下げる。
(510Aのダイオードが無難?)

ギアモーターに付いている、モーターそのものを
回転数の遅いモーターに変える。

 PWM モーター速度コントローラーで速度を調整する。
(先日加古川で開催されている「ファラデーラボ」に参加したときに
円尾先生から頂きました。円尾先生ありがとうございます。)

今回は③~⑤の3種類試してみました。
またギアモーターをタミヤの「シングルギアボックス」
にしたものも作ってみました。

青いケースが中国製のギアモーターで
手前の緑のギアの繋がっているものが、
シャフトドライブユニット」です。

トグルスイッチでオンオフしますが、
スイッチに尻尾をつけてみました。

目はペットボトルキャップで、LEDを埋め込んでいます。

電源はリポパック(3.7V)を使いました。

<上記 対策③のダイオードを2個 直列にしたもの>

<上記 対策④のギアモーターのモーターを変えたもの>
モーター部は隠れて見えませんが、
モーター速度は変更前の2/3~半分近くのような気がします。
下の写真の抵抗は目のLED対策用です。

<上記 対策⑤の PWM モーター速度コントローラーを使ったもの

タミヤのシングルギアボックス&単3乾電池2個を使ったもの
ギアボックスは 114.7:1 で組み立てました。


右の黒い箱は、ダイソーのリモコンカーに付いているものです。
赤いボタンを押すと前進し、青いボタンを押すと後進します。
リード線は長くてシッカリしたものに取り換えました。

単3乾電池2個使用の場合、モーターとLEDを並列接続にすると、
LEDの方に電流が流れにくく、光り方が悪いので
ジュールシーフ回路で光らせるようにしました。(緑の基板部分)
(リポパックを電源にした時は、問題なくLEDも光ります。)
右の丸い物は、重さバランス調整のナットとワッシャーです。

ビデオ撮影してみました。


9月24日に石川県小松市の「サイエンスヒルズこまつ」で
開催されるイベントに持って行こうと思います。
子供さん達がこれで遊んでくれると嬉しいな・・・