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ダンボー [ダンボー 製作記]

ダンボーを製作しました。

ツイッターで盛り上がり、みんなでDORO☆OFF展示会に持ち寄る事になった、コトブキヤさんのダンボー。
仕事も忙しく、展示会の準備もあるので、製作するのは無理かと思いましたが、「できませんでした~テヘペロ」とは行かないので、製作してみました(^_^*)
電撃ホビーの8月号で桜井総統氏による、超リアルなダンボール加工をした作例を見て、ボクもそんな加工をしてみようと思っていました(^^♪
が、しかし。時間がありません(-_-;)
ダンボーのカワイイを前面に押し出し、お子さんでも遊べるフレンドリーなダンボーを目指しました。
ダンボーの塗装.jpg
パッと見ると、全くの素組みですね(^_^*)
でも、実はPICマイコンを組み込み、お金を入れると動き出します(^^♪
ダンボー完成.jpg
ベースはダンボールの様な加工をして、お金の投入口も付けました。
原作通り、「わたしはお金でうごく!」というワケです(^_^*)
なんと、製作日数5日で完成という、ムチャクチャ手抜きな作品ですが、大人も子供も楽しめる作品に仕上がったと思います(^^♪

ただ、とにかく時間が無いので、ブログで製作記を書く事をあきらめ、途中経過の写真も数枚しか撮影していません(^_^;)
どんなギミックが内蔵されているのかは、DORO☆OFF展示会で実際に見て、動かして確かめて頂きたいと思います(^^)/
実はまだ未完成なので、DORO☆OFF展示会が終わったら、もう少し手を加えた後、動画も交えてご紹介したいと思っています。

さて、そのDORO☆OFF展示会もいよいよですね(^^♪
どんな作品が展示されるのか、ボク自身も楽しみにしています(^^)/

日時 9月15日(土) 11:00~17:00
      16日(日) 10:00~17:00
場所 浅草橋 東商センター

詳細は公式サイトでご確認を
http://www.geocities.jp/yatasith_net/dorooff/de2.html

特に、毎日4回行われる電飾タイムは、他の展示会には無い見所となっています(^^)/
入場無料ですので、みなさん是非お出掛け下さい。
スタッフ一同、心よりお待ちしておりますm(__)m


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コメント(3) 

ダンボー 製作記 [ダンボー 製作記]

DORO☆OFF展示会でみんなで持ち寄る事になった、コトブキヤさんのダンボー。
準備やらなんやらで忙しく、製作期間は5日しかありませんでした(^_^;)
アイディアは固まっていたので、突貫工事で製作しています。
そのため、製作記として公開する事をあきらめて、途中写真もほとんど残していませんでした。
でも、会場では思いの他好評で、どんなシカケなのかたくさんの質問が寄せられたため、簡単ではありますが製作記として記事にしたいと思います(^^♪

ダンボー自体は、ダンボールの折込みをスジ彫りした程度で、ほとんど素組みです(^_^*)
ダンボー・システム.jpg
10円を入れると、ダンボーが動いてしゃべって挨拶するギミックを盛り込んでみました。
内部にアンプを組み込む時間が無くて、音声は外付けのスピーカーから発声させています(^_^*)
展示会では、特にお子さんが喜んで何度も10円を入れていて、製作者としては最高に嬉しかったです(^^♪

動作の様子ですが、文章で書くより見て頂いた方がわかりやすいと思うので、YouTubeに動画としてアップしました。

10円を入れると、頭をあげて、両手を挙げたりパタパタした後、おじきをします(^^)/
動作に合わせて、口が光ったり声が出てくるので、見ていて楽しいギミックになったと思います。
一見、複雑な動きに見えますが、実はとっても単純な構造になっていて、使用しているモーターは1個だけです(^_^;)
ダンボー内部.jpg
A ラジコン用のサーボモーターです。
  出来るだけ小型のものが良かったので、トルクに不安を感じつつ、秋月さんで800円で
  購入しました。

頭部や腰は、回転軸を作りなおし、スプリングで保持されています。
サーボモーターのトルクが小さいので、スプリングで重量バランスを調整し、少ない力で大きな動きが出来るように工夫しています。

動作は全て、1枚のプラ板の平行移動から作り出しています。
動作の仕組み.jpg
A 首を上げるためのアーム部分です。
  完全に上を向いても、スプリングのおかげで更に上に移動できる仕組みになっています。
B 更に上に移動すると、この磁石が腕の動作ロッドの間に入り込みます。
  両腕の動作ロッドの根元には、磁石が取り付けられています。
  普段は引き付けあって腕が閉じていますが、NS逆になっているBの磁石が入り込むと、
  両方の磁石が反発して腕を押し出し、両腕が開く構造になっています。
C 腕の付け根に仕込んである磁石です。
  挙げた時にプラにぶつかってカチンと音がしてしまうので、マスキングテープを巻いて消音
  しています(^_^*)
  消音の効果はイマイチで、突貫工事であるが故の手抜き部分ですね。
D サーボモーターの回転は、このクランクで上下運動に換えられます。
  ハトメを使って、出来るだけ摩擦を減らす工夫をしています。
  この部分に全ての力が集中するので、金属を使って耐久性を上げました。
E 腰の部分も回転軸を新規に作りました。
  スプリングは、回転させるとテンションを調節できる構造にしておき、最後に重量バランス
  を見ながら固定しています。
  突起部分が下に移動する事で腰が曲がり、戻りはスプリングの力に頼っています。

今回はロボットらしさを表現したかったので、サーボモーターも回転速度の制御をしませんでした。
キュッと回ってピタッと止まる動作なので、スプリングによる揺れが加わり、ロボットダンスみたいな動きになりました(^^♪

目と口にもLEDを仕込んで発光させています。
目と口にLED.jpg
目はパイプに白色LEDを2個仕込んで、同時に発光させています。
口は開口して裏側を削り、赤色のLEDを内蔵しました。
遮光のためにプラ板とパテで囲みましたが、スキマを作っておいて画像の様に紙を差し込んでマスキングしてあります。
塗装後に紙を抜いてスモークのプラ板を差込み、またパテを盛って遮光する手順としました。

サーボモーターの制御と、MP3のコントロールはPICマイコンです。
ダンボーご挨拶回路.jpg
今回も制御する本数が少なくて済みますので、8PINのPIC12F675を使用しました。
GPIO3以外は全てデジタル出力モードで使用しています。
入力はプルアップされたスイッチの接点を監視する事でスタートさせています。
GPIO3は、内部でプルアップされているので、こうしないとうまく動作しません。
サーボモーターとMP3プレーヤーは、電源を切るためにリレーを使いました。
9V電池でも動作できるようにしたかったので、消費電力を抑えるために電源を切る機能を付けています。
その後の実験で、9V電池ではサーボモーターの電力が不足する事がわかったので、実は無駄な追加機能でした(+_+)
でも、MP3プレーヤーへのスタート信号としてリレーは必要だったので、こちらは活用しています(^_^*)
PICの出力ではリレーを動作させられないので、トランジスタを使ってスイッチングしています。
GPIO4は、サーボモーターへのパルス出力です。
サーボモーターはパルス幅を変える事で回転角が決まり、電源を切ってもその位置を保持してくれます。
待機時の位置、頭を上げるだけの位置、両手を挙げる位置、おじぎをする位置と、それぞれのパルスを与えることでサーボモーターの回転角をコントロールします。
このパルス幅は微妙なのですが、現物合わせで調整しています(^_^;)

ベースは、100均のケースを利用しました。
ケースの加工.jpg
A 波型のモールドが付いたケースに、0.3ミリのプラ板を貼り付け、ダンボールの断面に
  見える加工をしました。
  その後消しゴムでこすって微妙な凹凸を付けておき、塗装後に指にパステルを付けて
  こする事で表情を付けています。
B 当初はNapionという赤外線人体感知センサーを使い、人が近付くと動き出すダンボー
  にする予定でした。
  でも、センサーの感度が良すぎて2m先からでも動き出してしまい、展示会ではあいさつ
  しっぱなしになります(^_^*)
  コミック原作の「ボクはお金で動く」に習い、お金を入れると動き出す仕様に変更しました。
  この時すでに締め切り2日前です(^_^;)

ベースの内部です。
ベースの内部.jpg
A 100均の、シガーライターからUSB電源を取るコンバーターです。
  USB端子からMP3プレーヤーの電源も供給していますが、リレーを通してありますの
  で、普段はOFFです。
B MP3プレーヤーです。
  今回はアンプの製作が間に合わなかったので、後ろからヘッドフォン端子を出しました。
C PIC制御基盤です。
  8本足のICがPICですが、こんな小さなチップがダンボー全てを動かしているんですよね
D 10円を感知するマイクロスイッチです。
  重さの僅かな動きでスイッチがONになる位置で固定しています。

MP3プレーヤーで、音声も再現しています。
MP3プレーヤー.jpg
A 秋葉原で500円で購入したMP3プレーヤーです(^_^*)
  電源投入で、MicroSDに入っている音楽を最初から再生します。
  高級なMP3プレーヤーは、前回中断した位置を覚えているので、途中から再生が始ま
  ってしまいますが、このプレーヤーはアンポンタンなので、常に最初から再生します。
  常に最初から再生してくれるので、今回の製作には好都合でした(^^♪
B 分解して、バッテリーやスイッチなど、余分な部分を取り外して設置しました。
  音声はMicroSDに記録しますが、一連の動作が出来てからタイミングを合わせて編集
  したデータを書き込んでいます。
  容量はそれほど必要ではないので、古い携帯のSDカードを流用しました。
C ダンボーはカクンカクンとした動きになるので、ベースへはネジ留めでしっかり固定しま
  した。

10円の投入口周辺です。
コイン投入口.jpg
A マイクロスイッチは、10円玉の重みでONになりますが、あまりリーチがあると取り出し
  口から出しにくくなります。
  ちょうど僅かに沈めばONになる位置に、ビスで固定しました。
  10円玉の重みでもONになるように、3ミリ角棒で引き伸ばした位置に設置しています。

余談ですが、全てプログラミングが終わって動作テストをしている時、10円が取り出し口に残っているとまた挨拶が始まってしまう事に気付きました(^_^;)
挨拶が終わったら取り出し口をチェックして、10円玉が残っている時は取り出されるまで待つようにプログラムを変更しています。
これも一種のバグだと思いますが、実際に動作させないとわからない事がありますね(^^♪

簡単ではありますが、一通りの製作内容を記事にしてみました。
途中経過の画像がほとんどありませんので、ちょっとわかりにくい部分もあると思います(+_+)
展示会の後、アンプとスピーカーを内蔵させようと思っていたのですが、どうせ12Vのアダプタが無いと動かないので、このままいじらないでおきます。
今後は色々な展示会に連れて行って、みなさんにごあいさつさせようと思いますので、見掛けたらぜひ遊んであげて下さいね(^^)/

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コメント(24) 

自前で発声 [ダンボー 製作記]

アンプとスピーカーを内蔵しました。
また、電池駆動も可能になりました。

もうすぐModeler’s Expo 2012ですが、そちらにダンボーも展示したいと思っています(^^♪
DORO☆OFF展示会では、時間が無くて音声用のアンプとスピーカーを外付けにしましたが、コンセントを2つ使うし、何より見た目がかっこ悪いです(+_+)
ボクは一度完成とした作品は手を入れない事が多いのですが、今回はアンプを内蔵させ、自前で発声できる様に改良してみました。

MP3プレーヤーは500円の安物ですが、どうせなら新品に換えようと最近購入したものをバラしてみました。
開けてみてビックリ。あれから回路が変更になったらしく、部品点数も減ってメッチャ簡略化されていました。
MPプレーヤー ばらし.jpg
以前はバッテリーの線が部品の一部にハンダ付けされていたのですが、今度は専用端子に接続されています(^_^;)
でも、USBポートから電源を入れてあげると、ストレージモードになってしまうらしく、自動で再生してくれなくなりました(+_+)
バッテリーだけで電源をONにすれば、自動的に再生してくれます。
と、いう事は、バッテリーが繋がった時と同じ電圧を与えれば大丈夫という事ですね(^^♪
バッテリーをフル充電して電圧を測ってみたら、4.01Vでした。
この電圧を作ってあげれば、バッテリーだけで動いた時と同じ動作になるハズです(^^)/

電源には、100均の車のシガーライターからUSB電源を取れるコンバーターを使います。
100均コンバータ.jpg
最近では、ダイソーにも同じ機能のコンバーターがありますね(^_^;)
あちらの方がコンパクトなので、機会があれば実験してみたいです。
こちらのコンバーターをバラすと、USBコネクタが付いたスイッチング電源の基盤が表れます。
MC34063Aというコンバータを、データシートの通りに作ってある感じですが、これだけの部品を集めたらとても100円では収まりません(^_^;)
この回路の場合、出力電圧は2つの抵抗値の差で決まります。
出力電圧の変更.jpg
基盤裏のR2とR3が電圧を決める抵抗です。
計算の方法もデータシートに記載されており、次の式で求められます。
出力電圧=( R3 + R2 ) / R2 × 1.25
この基盤にはチップ抵抗でR2は1kΩ、R3は3.2kΩが付いていましたので、
(3200+1000)/1000×1.25 = 5.25 V
という設定になり、実際の出力もほぼ合っていました。
今回欲しい電圧は4Vなので、R3=2.2k、R2=1k となりますが、ある程度使用した電圧がベストな状態だと思うので、5%程落とした3.8Vを作ります(^^♪
R2を1kのままで、R3を2kにすれば、
(2000+1000)/1000×1.25 = 3.75 V
となって、ほぼ目的の電圧となりますね(^^)/
実際には3.79Vとなりましたが、そんなにシビアなものでもないのでオッケーです。
基盤はピンクの線でカットして、コンパクトにしました。
また、初めから付いていたブルーのLEDがメチャクチャ明るいので、低光度の赤LEDに取り替えています。

この電源をMP3プレーヤーに入れます。
MP3プレーヤーに接続.jpg
バッテリーが繋がっていた場所にそのまま繋ぎました(^^♪
電源スイッチはONにしておき、通電すれば再生されるという使い方になります。
イヤホンジャックは、ちょうど上に金属端子が出ていましたので、Left,Right,GNDをシールド線で取り出しました。
これなら後からイヤホンでも使えますね(^^♪

次に、アンプを自作します(^^)/
TA7368P.jpg
音質に拘るワケでもありませんので、ポピュラーなアンプICである386を使ったアンプを組めば充分です(^_^;)
でも、せっかく3.8Vを作ったので、アンプもこの電圧で動かそうと思います。
386は4.0V以下では動作しませんので、2Vでも動作してくれるTA7368Pを使いました。
こちらも少ない外付け部品でパワフルに鳴ってくれます(^^♪
入力に差圧吸収用に電解コンデンサを入れ、半固定抵抗を5kにした以外はデータシートの回路そのままです。
アンプ.jpg
多少ノイズが乗りましたが、回路をシールドしていないので当たり前です(+_+)
デカップリング回路を追加するスペースも確保しておいたのですが、MP3プレーヤー自体から出ているノイズもあり、面倒臭いのでそれほど目立つノイズでも無いのでこのまま使用しました(^_^*)

全ての回路を繋いでみました。
音声回路できた.jpg
MP3プレーヤーとアンプ用に、12Vから3.8Vを作るスイッチング電源、電源が入れば自動再生するMP3プレーヤー、充分な音量で再生してくれるアンプ、そして100均のスピーカー(^_^*)が接続されました。
PICでコントロールされるリレーは、スイッチング電源への12VをON/OFFさせました。
そのほうがやさしく電源が立ち上がり、やさしく切れてくれるので、「ボッ」という音が小さく済みます(^_^*)

でも、一番の理由は乾電池で動作させたかったからです(^^)/
ベースに取り付け.jpg
前回9V電池では動作しないと書きましたが、回路的に電圧が不足しているとは思えず、ためしに新品の電池を繋いでみたらアッサリ動作しました(^_^*)
どうやら電池が古くて、DCコンバータが電圧を出し切れなかったみたいです。
と、いうワケで、めでたく電池とACアダプタのハイブリッド動作が可能になりました(^^♪
10円が入れられるのを待つ間は、サーボモーターやMP3プレーヤー、アンプの電源を切って、出来るだけ消費電力を抑えました。
PICの待機電力だけになりますし、スイッチング電源の変換効率も良い(85%)ので、角型電池1個でも充分持つはずです。
ベースの内部は様々な自作回路がギュウギュウ詰めですが、これでやっと安心して大阪にもって行けます(^^♪
会場で見掛けたら、是非遊んであげて下さいね(^^)/

ありがとうございました~♪
ありがとうございました.jpg


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