うちには３歳になる子どもがいますが、子どもって踏切とかパーキングゲートって好きですよね。
鉛筆やレゴブロックを使って踏切を作り、トミカのクルマでよく遊んでいます。
今回、そんな子どものためにパーキングゲートを作ってみました。
1. 仕様
ゲートバーは絶対に壊れると思い、サーボホーンとゲートバーはマグネットで簡単に外れる仕組みにしました。
また毎度のことながら、放置されることも考えられるので、節電のためスリープモードも有効化しています。
- ボタンを押すとゲートバーが上がり、またボタンを押すとバーが上がる
- 主要部品は、PICとサーボ
- ゲートバーは、磁石でサーボホーンに取り付け（過電流&ゲートバー破損防止のため）
- ５分以上放置するとスリープ
2. 製作概要
製作工程はこんな感じです。
今年3Dプリンタを購入したので、今回はケースやゲートバーを一から設計して製作してみることにしました。
積層跡は目立つものの、殆どケース加工に時間がかからず、かなり正確に組み込み思った通りの出来になるので、一からケースを作るのはオススメですね。
ただ、ケース設計もこだわってしまうので、設計時間はかかりますね。
まあ、作る工程が好きなので苦にはなりませんが笑
- 回路設計＆ベース基板製作
- PICプログラミング
- ケース製作
- 組み立て
3. 回路設計＆基板製作
どうしてもPICを使いたくて、今回もPICを主要部品として利用しています。
その他、サーボ、電源部として18650リチウム電池、電源制御モジュールを使って、以下のようににしてみました。
＜回路図＞
＜基板＞
＜パーツ一覧＞
| ＃ | 部品名 |
| 1 | ユニバーサル基板(32x42mm) |
| 2 | PIC12F683 |
| 3 | ICソケット8pin |
| 4 | R1/10KΩ |
| 5 | R2/220Ω |
| 6 | 積層コンデンサ/0.1μF |
| 7 | フォトリレー/TLP241A |
| 8 | 2Pコネクタ |
| 9 | 3Pコネクタ |
| 10 | ピンヘッダー |
| 11 | DCDCコンバータ(5V昇圧) |
| 12 | バッテリー充電モジュール(TP4056) |
| 13 | Li-ion電池18560 |
| 14 | 18560電池ボックス |
| 15 | LED-Red（5mm） |
| 16 | R3/100Ω |
| 17 | スライドスイッチ |
| 18 | プッシュスイッチ |
4. PICプログラミング
サーボのプログラミングが一番苦労しました。
当初は、TRM1とCCPを組み合わせてPWM信号を作り出していましたが、サーボがカクカクした回転が治らず、最終的にはGP2へのON/OFFをdelay関数で時間調整した方が、スムーズな動きになりました。
今回プログラムの公開に関しては、残念ながら私のミスで消してしまったため、ありません。
時間ができた時に改めてバージョンアップを目的に再作成して公開したいと思います。
PICからHEXを読み込んで公開もできるかと思いますが、リクエストあれば公開します。
5. ケース製作
今年妻の許可が下り、ようやく我が家に3Dプリンタをお迎えすることができたので、ケースから製作してみました。
作りは結構単純ですが、中身の基板取り付けやサーボの取り付け方法にはこだわり、かなり精密に作り込めば、組み込みもかなり簡単にできました。
サーボに取り付けるサーボホーンも3Dプリンタで作り込んでます。
サーボホーンの製作は、東京バードさんのブログを参考にさせていただきました。
ただ、やはり気になるのが積層痕。ここは今後の課題です。ヤスリがけは時間かかるので、タミヤのホワイトパテで埋めて、ヤスって、サフって、塗装した方が良いかもしれません。
6. 組み立て
組み込む基板など正確に計測し設計し、適度なクリアランスも取れたので、ほぼ差し込むだけで固定できたりネジ留めで済みました。
特に充電モジュールのTP4056はピッタリハマり、ネジ留め不要な状態ができています。
ネジ用の穴もネジ山なしで作っていますが、タカチケースの2mmネジで簡単に留められました。
電池ボックスに関しては、ネジ穴にケースに作った突起部を電池ボックスのねじ穴に入れ、ハンダゴテでPLAを溶かしてリベット接合を試してみましたが、焦げずにうまくいきました。
7. あとがき
出来上がって子どもに渡すと喜んで早速遊び出しましたが、やはり早速ゲートバーを顔に当てたり鼻に入れたりして、バーが外れる事態が頻発。磁石固定してよかった。
難点としては、ボタンを押すたび、毎回ブザーがなるのでうるさいですね。
そして１週間後、妻がうるさいとキレ出して子どもの手の届かない場所に保管される状態となりました。
コメント