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プローブなしで波形を見る

プローブを作らずPCのライン入力に直接、サーボモータのコントロール信号を接続して、ハンディ・オシロスコープで見たら、こんな波形でした。ちょっと変な波形ですが、一応、周期とパルス幅がわかります。GNGが上がるのはプローブを作らないと直らないと思われます。材料を揃えて、暇な時にでも作ろうと思います。

 同じように、V850ボードからの『何かお呼びですか?』という音声出力をハンディ・オシロスコープで見てみました。音が割れているので、調整が必要かもしれない。
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    フリーソフトのオシロを発見

     Googleで検索していたら、偶然にも、ハンディ・オシロスコープというフリーソフトを発見しました。正式なプログラム名称はHandyOscilloです。パソコンのオーディオ機能を利用し,パソコンの画面出力に、スペクトル表示機能が付いたオシロスコープにするという優れものです。基本的には、オーディオでの利用を想定しているようでようですが、サーボをコントロールする信号は見えるのではないかと思います。
     これは試す価値があります。オーディオ周辺回路にあるA/D変換で取り込みますから、16Bitの分解能でサンプリング速度は48KHzなので、この範囲で利用できます。但し、入力インピーダンスが10KΩ前後と低いことと入力電圧は5Vmaxということになります。そこで、簡単なプローブを作る必要がありますが、サーボ波形の確認ぐらいであれば利用できそうである。

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      V850に自分の声を吹きこむ

       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。
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        アクチュエータを簡単に造る技術が開発される。

         Tech-ONというところに新しいアクチュエータの開発記事が載っていました。

        『記事からの抜粋』
         形状記憶合金薄膜アクチュエータを従来よりも簡単に造る方法を開発したという発表がありました。新開発の方法では,300℃程度に加熱した基板にTi-Ni-Cu(チタン-ニッケル-銅)3元系合金薄膜をスパッタ蒸着して可逆的なアクチュエータを造る。製造方法が簡単なため,用途の拡大と製造コストの削減を期待できる。
         形成した薄膜は,室温以上の変態温度を示すだけでなく,膜自体が2方向性の形状記憶特性を持つ。このため,ポリミド樹脂に成膜したものは,フレキシブルな基板として利用可能。アルミニウムなどの金属箔に成膜すれば,簡単に加工して形状を変えられる。紹介記事では、ポリミドフィルム/形状記憶合金薄膜アクチュエータをトンボのおもちゃに搭載した。羽を動かすのにアクチュエータを利用する。
        ーーここまで抜粋ーー

         このような部品が秋葉原で入手できると、ロボットの手を作るのが、誰でも簡単にできるのでにと思います。いつになることやら。電気で繋ぐだけで動作しますので、マイコンからコントロールでき、5本指の手も夢ではないですから楽しみです。
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          試作プログラムの動作検証(1)

           今週の土日はお天気が悪いので外出しないで、仕様も固まり試作プログラムを作成してみました。首部を取り付けたホイルが少しずれているのと、サーボモータのオフセットを加味して少し補正して、初期化が済んだ後は正面に向くようにしました。この状態で待機しています。

           向って左側から声をかけるとこちらに向きます。向きがわかるように青LEDを点灯して首が廻ります。現状の音声は「アッタリー」のままですが、ここでの音声は「何か御用ですか?」とする予定です。

           逆に、右側から声をかけると向こう側に向きます。音声は同じにします。

           後から声をかけるとこのように真横を向きます。サーボの可動範囲で後側に最大になる方を向きます。ここでの音声も「はずれ」のままですが、「お呼びですか?」とする予定です。後から声をかけて返事をすれば、少しドキッとしますよね。どの向きになっても10秒ほどで正面に戻ります。まあ、スピーカーが小さいのであまり良い音質ではありませんが、何を言っているか認識できれば、いいと思っています。

           来週には、マイクからの入力でA/D変換のプログラムの作成をする予定です。なかなか先に進みませんが、勉強しながらですからしょうがないです。格納方法を少し検討してみましたが、スタイルを犠牲にしないで入れる方法はあるのか?

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            音がする方に首を回す(2)

             首部のオフセット補正を行うことを加味して、オフセット補正することでサーボの動作範囲が偏るので、「音がする方に首を回す」の仕様を見直しておきました。

            サーボパルス幅に変換すると
            ・左右135°の範囲に音源がある場合
             ⇒1650±450µSの範囲で可変
            ・それより後方に音源がある場合
             ⇒900µSの範囲の真横に向く
            となります。


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              首部のサーボ制御について

               V850ボードでサーボをコントロールできるようになったので、いろいろとテストした結果、首部のホイール取り付けが特殊な為、オフセット調整が必要でした。穴の位置から予想するに、

               オフセット調整すべき角度は、45°/2=22.5°
               補正すべきパルス幅は、600*(22.5/90)=150µS
               サーボへのパルス幅は、1500µS(既定値の中心)+150=1650µS

              計算上はこのようになり、実際にテストしてみるときちんと正面を向きました。
              今度は、パルス幅の最大がスペック上2100µSなので、反対側も同じ角度になるようにするには、1200µSとなります。かなり可動角度が小さくなりますが、首なのでOKとします。

              したがって、1650±450µS というのが、首のサーボモータのコントロール範囲となります。これも実際の動作を確認してみると真横には向けていませんでした。計算上は、±67.5°だけ向くことになります。
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                予備部品で左足が組上るか?

                 久しぶりに、予備部品を使って左足を組んでみましたが、サーボとU型ブラケットが不足しており、まだ、組み上がりませんでした。残念!!

                 でも、足のサーボが出来上がりました。U型ブラケットがあれば、足首が出きるので、写真に写っているU型ブラケットを臨時で組んでみたが、ネジが足りなかったのでやめました。次回の配達を待つしかありませんね。

                 そこで、足の裏に滑り止めも兼ねて、ゴムシートを貼りました。サーボモータのところがちゃんと土踏まずになっているのがいいですね。歩行時の安定化にも役立つはずですが、実証は当分先ですね。
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                  左腿ができる

                   【組立-23】
                   テスト済みのサーボモータを使って、左腿を組立てます。今回は、サーボモータを取付ける角度に気をつけてネジ留めします。こんなに曲げて組立てて大丈夫なのだろうかと思うぐらいです。

                   足の部品が来たので、予備のサーボで組み立てようとしましたが、まだ完全な左足にならないので、今回は部品保存としました。足の裏に圧力センサーをつけて見るのも面白いですね。

                   この足の部品には方向がないようで、左右共通のために、取り付けの穴が4つあります。

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                    突然、日曜日に23/24号が届く

                     日曜日なのに、突然、23/24号が届きました。今回は発馬日の火曜日でなく、2日も早く届きました。しかし、組立は23号だけで24号の部品は保存となります。

                     24号にはマイコンとの接続用のRS232Cのケーブルがあります。マイコンボードの素性がわからないので、まだ、電源も入れられずケーブルもこのまま保存です。PCはディスクトップなのでコネクターは問題なしですね。
                     仕舞い込んであったLibretto60(CPU=60MHzと遅い)があり、これにはRS232Cのインターフェイスがるので、RZ-1専用に復活させようと考えています。

                    【23号部品一覧】
                    a.U型ブラケット×1
                    B.ボトムケースB×1
                    C.厚型スプラインホーン×1
                    D.厚型ホイールホーン×1
                    E.M2x18mmタッピングネジ×2
                    F.M2x12mmタッピングネジ×2
                    G.M2.6x6mmタッピングネジ×2
                    H.M2x5mmタッピングネジ×2
                    I.ワッシャー×1

                    【24号部品一覧】
                    A.ボトムケースA×1
                    B.フットブラケット×1
                    C.薄型スプラインホーン×1
                    D.薄型ホイールホーン×1
                    E.シリアルケーブル×1
                    F.M2.6x6mmタッピングネジ×2
                    G.M2x12mmタッピングネジ×4
                    H.ワッシャー×1
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                      カレンダ

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