RoboZak奮戦記

デジタルポートの割付けの確認をしてみることにした。

【MR-C3024左側】
ポート11：光センサー（左足）
ポート10：光センサー（本体）
ポート 9：左手サーボ
ポート 8：左腕サーボ
ポート 7：左腕サーボ
ポート 6：左肩サーボ
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ポート 5：首サーボ　←　ポート16へ移動
ポート 4：左股サーボ
ポート 3：左腿サーボ
ポート 2：左脛サーボ
ポート 1：左脛サーボ
ポート 0：左足サーボ

【MR-C3024右側】
ポート17：光センサー（右足）
ポート16：サウンドセンサー　←　センサーを削除
ポート15：右手サーボ
ポート14：右腕サーボ
ポート13：右腕サーボ
ポート12：右肩サーボ
--------------------
ポート23：LED電光掲示板　←　PWM2ポート1へ移動
ポート22：右股サーボ
ポート21：右腿サーボ
ポート20：右脛サーボ
ポート19：右脛サーボ
ポート18：右足サーボ

　空いているポートは１つしかことになり、股サーボの追加でポートが足りないことになります。音声認識が稼動してので、サウンドセンサーは外して、そこに首のサーボを移動させて、ポート5とポート18を股サーボに割り付けることにします。結局、サウンドセンサーは何だったのだろうか？

　それにしてもアナログポートだけでなくデジタルのポートも一杯となり、股サーボを追加すると残っているポートは、PWM0〜PWM1の２ポートのみとなることになる。RZ-1がここまで増強してくるとマイコンボードのスペックとして不足を感じる。

ROBOZAKから今まで各種センサーを提供してきましたが、すでに、破綻を来たしているのではないでしょうか？

整理すると下記のようになっていると思います。
ＡＤポート０：ジャイロの入力端子
ＡＤポート１：タッチセンサー
ＡＤポート２：距離センサー
ＡＤポート３：サウンドセンサー
ＡＤポート４：ジャイロの出力端子
ＡＤポート５：加速度センサー
ＡＤポート６：内蔵されたバッテリー電圧検出回路 × 加速度センサー
ＡＤポート７：リモコンの赤外線センサー
デジタルポート１０：本体上の光センサー
デジタルポート１１：左足裏の光センサー
デジタルポート１７：右足裏の光センサー

　ＡＤポート６がショ−トしています。バッテリー電圧検出回路は高抵抗の分割でV+/2なので、壊れることはないと思いますが、こんなことしていいのでしょうかね。(V+:バッテリ電圧、Vcc：5V）

　私はＡＤポート１のタッチセンサーはポートが足りないので捨てました。その代わりに、デジタルポート１０の本体上の光センサーを暗くすると、機能が停止するようにして代替機能としました。また、加速度センサーはどのＡＤポートでもセッティングできるようにケーブルで接続するようにしました。これも前後方向の検出だけにして、左右方向の検出は諦めました。

　しかし、ジャイロを２つ載せるためには、次のようにしないとセッティングしないといけないことになります。
ＡＤポート０：ジャイロAの入力端子
ＡＤポート１：ジャイロBの入力端子
ＡＤポート２：距離センサー
ＡＤポート３：加速度センサー
ＡＤポート４：ジャイロAの出力端子
ＡＤポート５：ジャイロBの出力端子
ＡＤポート６：内蔵されたバッテリー電圧検出回路
ＡＤポート７：リモコンの赤外線センサー
デジタルポート１０：本体上の光センサー
デジタルポート１１：左足裏の光センサー
デジタルポート１７：右足裏の光センサー
デジタルポート１６：サウンドセンサー

どうみても、ＡＤポートが足りないので苦労しますね。

　V850の裏表（ハーフ＆ハーフ）の写真です。外側は塗装でなくて、ソフトな感触の合成皮のシートを貼りました。裏側のボード脇に手持ちのCdSと100KΩのVR（調整用）で明るさを検知できるようにして、V850の空いているA/D入力端子に接続しました。これで暗くなると、LEDを点灯させて動くことも可能になりました。LED点灯には、V850を使う必要はなく、Trと抵抗で可能です。

　VRが調整しやすいように音声出力のVRの近くに設置しました。A/Dの値は、真っ暗になると、1023になり、明るさに応じて下がるようにしました。通常の明るさで1023の半分以下になっており、問題なく動作しました。

　V850ボードの音声出力がいつまでも「アタリー」では情けないので、変更することにした。そこで、V850特集でInterfaceのCDにはＮＥＣエレクロニクス製のフリーソフトのCvADPCM（掲載している画面）がすばらしいツールで初心者にはとても簡単に扱えます。音質もMSのレコ−ダーよりも格段と品質が良いものです。

　これで、早速、自分の声で「何か御用ですか？」と「誰かお呼びですか？」というのを吹き込み、まず、wavファイルで保存しておき、そのファイルを元に、データ形式ADPCM 32KHz(8KHz 4bit)と ADPCM G.726 Ver.0.1.0.0を選択し、出力先をC言語ソースファイルを選択して、実行してファイルを保存します。これで出来上がりですが、ファイルが１つの場合はこのままビルドできます。

　しかし、２つ以上の音声を吹きこむには、出来上がったC言語ソースファイルの一部を変更します。６行目を変更します。
/*
* Type: ADPCM 32kbps
* SampleCount: 0x000036B1
* Size: 0x00001B59
*/
const unsigned char adpcm32k[7001] = {
0x77,0x77,0x77,0x57,0x56,0x44,0x33,0x33,0x33,0x33,0x33,0x23,0x32,0x32,0x23,0x4F
0xF3,0x34,0x23,0x23,0x32,0x32,0x31,0x23,0x22,0x23,0x32,0x22,0x23,0x22,0x23,0x22
・
・

adpcm32kを区別できるように別の名称に変更します。ソースのその部分は修正しますが、それだけでビルトすれば、出来上がりです。

　これで、RZ-1用のV850ボードには私の声を吹き込むことが出来ました。私の分身ができたようですね。これからも楽しみです。調子に乗って、折角、加速度センサーがあるので、「起こしてください」というのも作ろうかなと考えています。

　その前に、マイクを購入して首の向きを決めるプログラムを完成させなければ。

　ここまでいろいろと検討してきましたが、そろそろV850ボードをどのように活用するか概要仕様をまとめようと考えています。

　右側のボードがUSB学習リモコンで、すでに、動作確認できていますので、フラッシュにソフトを書き込んで、ケースに収めれば出来上がりです。但し、テストした３軸加速度センサーは外して、もう１つのボードに移します。

　左側のボードは音声出力ができるようになっています。そこで、このボードには次の機能を要求仕様として開発しようと思います。参考書が全くないV850のソフト開発ができるか、不安ですができるかな？
（１）各センサーとアナログ入力
　・３つのマイクアンプを追加して、音の方向がわかるようにします。
　・３軸加速度センサーを追加して、姿勢の向きがわかるようにします。
　・光センサーを追加して、明るさがわかるようにします。
　　（アナログ入力は12chあるので、残り5Chです）
（２）出力はまずは出来る範囲の動作
　・音声出力（上記に対応した６種類ぐらいの短い音声を内臓します）
　・音に反応して首を回すサーボへのパルス出力
　　（ワンショットパルスにして、消費電力を稼ぐ予定です）
　・暗い時に、RZ-1の手から懐中電灯（白LED）で照らす
　　（手の中に、LEDを内蔵させる）

　RZ-1の背中に、マイコンボードを取り付けたところです。ボードの上部端子部分には、透明な端子カバーが被せてありました。マイコンボードの回路図ぐらいはほしい所ですね。また、LEDはコネクター合わせてを交換する予定です。

　マイコンボードは予想したよりも小型で小さく感じます。残念ながら電源がありませんので、動作出来るようになるのは当分先のようです。

　V850ボードの活用方法の検討も本格的にしなければと、通勤電車の中で考えています。RZ-1の改造は最小限とする条件にして、ドキッとする動きにしたいという現在の構想は、V850にはMIC Ampを搭載して音声／音の方向を感知して、首が音の方向に回り、「何か御用ですか？」または「お呼びですか？」と話しかけてくるという動きをさせようと考えています。これなら自律動作なので、リモコンも関係なく、ソフトもあまり苦労しないで出来そうです。

　もう１つのV850ボードはUSB学習リモコンとしてPCからのコントロールができるようにすることにしました。これは雑誌に出ていたものそのままで、ケースに格納すれば、出来上がりです。後は、リモコンが供給されるのを待つだけです。その時に、リモコン信号を学習して出来上がりとなります。

　USB学習リモコンすれば、リモコンのコマンドの連続送信をして動作の組み合わせが容易にかつプログラムの可能性も出ます。

　V850ボードにマザーボードを付けてUSB型学習リモコンがやっと完成したので、１ステップクリアです。次のマザーボードを付けて、そこには音声出力の回路を組み込みます。V850ボードからの音声出力にチャレンジします。
　InterFace６月号の第４章にV850を使ってADPCM音声出力させる「しゃべる抽選機」の事例であるので、まず、この基本形をマスターすることにします。

　早くも音声出力に成功しているブログを発見しましたので、参考にさせてもらいことにしました。

　音声出力はなんのトラブルもなく、呆気なく音声が出てしまいました。「う、残念！」「アッタリー」という声がしました。スピーカーが２cmとRZ-1に内蔵することを考慮したので、音質はよくないが聞き分けられました。スピーカーをどうするかが今後の課題かも。

　２ステップ目をクリアしたので、本格的に、リモコン操作で音声が出るようにプログラムして、２つを合体していくことになります。リモコン操作すると「電源をONにします」とするのでなく、RZ-1をリモコン操作すると音が出るようにしたいのです。

　CPUボードに小さなマザードードを付けて、そこにテスト回路をいろいろと搭載して勉強中です。

　まずは、赤外線受光モジュールと赤外線発光ダイオードとヘッドピンをマザーボードに半田付けして、学習リモコンの例題をちょこっとテストしています。赤外線受光モジュールが５Ｖ仕様なので、なかなかうまく動作しませんでしたが、何とか動作するようになりました。

【追記】
　ソフトとハードを全てチェックして、出来る限りオリジナルに近い形にして、周辺回路の電源も適正化したことで安定して動作するようになりました。これで、一応、USB対応の学習リモコンが出来た。PCで操作できるので、APIを利用して自分のソフトから複合した動作をリモコン操作することができることになった。学習リモコンは全てのフォーマットに対応しているので、RoboZakのリモコン操作も出来ると思います。

　USBコネクタやピンヘッドなどを別に購入して、簡単な半田付けですぐに組立は完了します。添付されているドライバやソフトをＰＣにインストールするのも、ほとんど自動的に次々と実行していきました。

　早速、ショートピンを外して実行モードにしてから、USBケーブルを接続するとCPUボード上のLEDが点滅します。ターミナルを設定するとすでにフラッッシュメモリに簡易ソフトが入っているため、データ転送するようになりました。これで一応、初期のテストは完了です。

　信号インターフェイスと電源供給がUSBだけなので、簡単に行うことができました。マザーボードがないので、簡単なｉ／Ｆができるように検討してます。

ROBOZAKは定期購読に切替えたので、来週、２冊まとめてくることになります。そのため今週は、本屋で別の雑誌を購入してしまいました。

　現在、発売中のInterfaceという雑誌に、CPUボードが付いてきます。NECのV850ESという低消費電力の32bitマイコンが搭載されています。I/Fがありませんが、開発環境としての開発用ソフトが一式揃っていますので、I/Fさえ揃えてやれば、かなりのことはできそうです。これで、１６８０円は安いです。ROBOZAKのボードよりも安い。

　ROBOZAKのサーボモーターは専用のボードにして、それ以外の処理は、このCPUにでも処理させて、２CPUで動作さえようかと将来の構想を検討しています。
例えば、音声合成、音声認識などのサーボ動作とはあまり関係しないものを動作させるのはどうでしょうか。