回路集

知能ロボコン用3色カラーセンサ (回路図)

解説

ピンク・緑・黄色のボールを判別するための回路です。赤・緑成分の光を抽出するのに120円のカラー下敷を利用しています。他の部品も汎用品なので、1000円そこそこで作る事ができます。 青色のフィルタには青色ビニールテープを使っていますが、Cdsセルは青色の光に対して感度が弱いので、このフィルタは光量を調節する働きしかありません。 Cdsセルでブリッジを作っているのがミソで、かなりの照度変化に対応できます。調整用の半固定抵抗には15回転タイプを使用しています。

上の回路図はやや旧版で、「たまちゃん」に搭載されている回路ではブリッジとコンパレータの電源を12Vに上げて精度を改善しています。 最初はセンサーのモニタに3色LEDを使っていましたが、赤と黄色が区別しにくかったので最終的にはロジック部分を変更して各色のLEDを点灯するようにしました。

補足

とりあえず実用にはなる回路ですが、一週間に一度くらい調整する必要があります。また、Cdsに安物を使うと個体差に苦しみます。 というわけで、改良版を鋭意製作中です。フォトトランジスタを使った差動増幅回路とかを検討しています。

TAOSの半導体カラーセンサTSLR257,TSLB257,TSLG257がシリコンハウスに置かれるようになったので、この回路はもう出る幕がありません(^^;最近は色に応じて出力されるパルスの周波数が変わるという便利なセンサーも売られているので、今後はそちらを利用するようになると思います。(2004/1/8追記)

モータ・ドライバ回路 (回路図)

解説

25AまでドライブできるFET Hブリッジモータドライバです。 初期バージョンが開発されたときから何回ものバージョンアップを繰り返して、かなり高性能なドライバ回路に仕上がりました。 2SJ334,2SK2232の高速スイッチング性能を出し切るため、FETのドライブには74AC245をバッファとして用いて立ち上がり、立ち下がり性能を高めています。といってもp-MOSを普通にLogicでドライブしようとすると電圧が違うのでうまく行きません。そこで7905を使ってVcc-5[V]を作り、フォトカプラで絶縁するというトリッキーな技を使っています。 これにより発熱がかなり小さくなり、周波数応答も改善されて、PWM制御にかなり適した回路になっています(PWM周波数5kHzぐらいまでは動作確認済み(だったと思う))。改良点としてはフォトカプラをより高速なタイプに載せ変えることぐらいでしょうか。 2SJ334,2SK2232はサトー無線で売っています。かなり利用価値が高いFETなのでおすすめです。

補足

このモータードライバはOBの方が作られた物で、今現在も機械研で使用中です。 最近はより高性能なFETが入手できるようになり、ハイサイド・ローサイド共にNchで組むことが多くなったので, 新規にこのドライバが製作される事は無くなっています。

赤白判定センサ回路 (回路図)

解説

NHKロボコンでは赤と白の風船を判別する必要があったため開発された回路です。 市販の三色カラーセンサの赤と緑のセンサ出力をログアンプに突っ込んで、コンパレータで比較にかけて、赤か白か判定するものです。テレビ撮影する環境では照明がきつくて大変だったようで、調整が結構微妙だったようです。 僕としては赤と青を使うべきだったような気もしますが、とりあえずこれでも実用になっているので問題ないでしょう。あと、僕が昔同様の回路を作ったときにはログアンプではなく単なるリニアアンプでやっても大丈夫でした。あと、OPアンプはFET入力のものを使ってください(フォトダイオードの出力電流は非常に小さいので、バイポーラのOPアンプでは流れ込む電流が無視できないのです)。

補足

この回路の要である3色カラーセンサは現在入手不可能になっています。ロボコンでは頻繁に色の判別をやるので、この部品が使えなくなったのは残念です。


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