5月15日開院から、受付一芸ロボがデビューします。
Ottoに必要な部品を調達、作成して、動かし一連の流れを確認することが目標です。
左側が ”受付一芸ロボ” 、右側がオリジナル ”Otto DIY Humanoid”です。オリジナルの構成部品は次の通りです。（Otto DIY Humanoid – 🛒 Otto DIY Storeより）
今回は、一部センサーは使用せずchinaより部品を調達し、骨格は３Dプリンタで作成しました。オリジナル品で購入すると一式で１００€ほどします。
OttoDIYは、オープンソースになっており、Arduino回路およびソフトが自由に使用できる教育を目的に開発されたものです。そのため、色々なセンサーやアクチュエータなどを自由に組み合わせたり、３Dプリンターを使用できれば構造も自由に作成でき、ソフトの開発もパソコンでアイコンを組み合わせるとプログラムができてしまうような楽しい環境が用意されています。
よろしければ、Otto DIY をのぞいて見てください。電子部品はchinaメーカーから安価で購入できますが、品質は価格なりと思ってください。
内部の構成接続です。ライブラリをそのまま使用することもあり、I/Oピンも右にならえにしています。
”受付一芸ロボ”の仕様（第一段階）
・LEDの文字表示は、流れるような表示をさせる。
文字は、ひらがなにする。
・受診者が来られたら、挨拶する。
（超音波センサーで一定距離内に近づいたかを検知）
ギミック音、LED表示
・ギミック音、LED表示を合わせ、簡単な動きをする。
両腕を水平に上げる⇒
前進⇒
右腕を垂直に上げる⇒
左にムーンウォーカー⇒
右腕を水平に、左腕を垂直に上げる⇒
右にムーンウォーカー⇒
右に大きく傾き一本足立ちで左腕を振る⇒
姿勢を戻す⇒
右腕を垂直に上げ、左腕は水平に。
左にムーンウォーカー⇒
両腕を下げる
後退⇒
LED表示
・次の受診者が来られるまで静かに待つ。
(一定時間以上連続で一定距離内に検知しないと診療終了と判断）
ということで、いとも簡単にできたかと言うとそうでもありませんでした。大きく悩んだのが次の２つです。
・体重が４００ｇ程あり、これを小さなサーボモータで動かすには５Vの電流容量が不足して思うように動きません。Webの動画を見ると同じ機構でいともスムーズに動いているのですが？。サーボモータの回転負荷が違うのでしょうが、現実の調整ではまだ、断定できる原因はわかりません。今回の経験値としてサーボモータのギヤボックスを固定しているねじが２本あるのですが、この締め具合で回転負荷が変わりました。また、モータのピーク電流波形を調整するには、サーボモータの回転命令の出し方もあると思われます。
・プログラム（Arduinoでは、スケッチと呼んでいます。）の作成で、ライブラリーと自作部分との両立で悩みました。プログラム作成能力不足なのですが(^_^;)。今回は、ライブラリーの内部まで踏み込めませんでした。
まず、モータ電流確保の経過ですが、次の通り（予定も含む）です。それぞれの問題点、懸念点です。
①第一段階
モータ電圧 ５V は、AMS1117-5 より供給（ピーク１A）
アルミ電解コンデンサ470μFｘ4個まで５Vラインに追加してみましたが、ピークに流れる電流を補えませんでした。
問題点、懸念点 モータ電流不足
②第二段階（現状）
モータ電圧 ６V は、単三電池ｘ４本 より供給(モータ電源ライン分離）
AMS1117-5の入力電圧は、６V
問題点、懸念点 AMS1117-5の入力電圧値が最低値（入力電圧は、６V以上）
単三電池４本で重量増
電池電圧が5.4V位まで低下すると、マイコンがリセットされました。
③第三段階（降圧電源基板の入手待ち）
（今後の予定）
モータ電圧 サーボモータの入力電圧仕様は、4.8～6Vなので9Vを直結はできません。
そのたは、５Vの降圧電源基板を追加して供給（定常４A、ピーク５A)
ASM1117-5には、９Vを供給(ニッケルイオン電池）。入力電圧に２V以上の余裕有り
問題点、懸念点 組込上のスペース確保
降圧電源基板の放熱度合い
９V二次電池の出力追従性
とりあえず、基本的なI/Oが利用でき動くまでの道のりの理解には達しました。
しかし、ライブラリーの内部の理解が十分できないため、うまく動かなかったり無駄のあるプログラムになっていると思います。このあと、必要に応じて機能の追加を考えたいと思っています。
遠くの目標は、動作に制御が関わる物の作成へのチャレンジです。
その後の経過（５月１６日）
５Vの降圧電源基板を入手できました。早速組み込みです。
電池も単３電池４本から００６P型の充電式電池に変更して、体重４００ｇから３２０ｇへのダイエット成功。
発熱も問題なく、モータ起動時のピーク電流カバーのためのコンデンサを付加して完了です。
これで、患者さんを迎えられます。
