センサーキャリブレーション用ロボット（構想編）

みなさん，こんにちは
おかしょです．

地磁気センサーに限らず，センサーのキャリブレーションを行うにはセンサーをさまざまな方向に向ける必要があります．以前まではセンサーを持ってぐるぐる回したり，椅子の上で自分が回りながら手に持っているセンサーを回したりしていました．
しかし，自分もぐるぐる回るためやりすぎると気分が悪くなってしまいます．先日は本当に気持ち悪くなって，しばらく動けなくなりました．

このようなことをなくすために，センサーを自動でぐるぐる回してくれるロボットを作ろうと思います．
この記事は構想編ですので，現在考えているふわふわしたアイディアをメモ書きとして残しておこうと思います．

この記事を読むと以下のようなことがわかる・できるようになります．

キャリブレーションロボットの構想
ロボットを作る手順

この記事を読む前に
センサーを回転させる方法
搭載する機能
機体の構想
まとめ
続けて読む
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この記事を読む前に

この記事ではロボットを作る一番最初の構想を説明します．

ロボットを作る手順を知りたい方は以下の記事を先に読んでおくことをおすすめします．

センサーを回転させる方法

まずはどのようにしてセンサーを回転させるのかを考えます．

回転させることができる電子部品と言えば，このブログでも使用したことがあるモーターです．
モータードライバーを使えば回転方向や回転数を制御できるので，モーターを3つ使えばあらゆる方向にセンサーを向けることができそうです．

しかし，センサーはArduinoと接続する必要があるため導線がつながっています．そのため，センサーだけを回転させると導線が巻き込まれて大変なことになってしまいます．導線が巻き込まれても問題ないくらい余裕持った長さで用意すればいいかもしれませんが，あまり見栄えが良くなさそうです．
センサーだけ回転させるのがだめなら，センサーとつながっているArduinoごと回転させれば，導線が巻き込まれることはないとも考えましたが，電池なども回転させるとなると，モーターへの負荷がかなり出てしまいます．
また，モーターとモータードライバーを3つずつ用意するのは費用的にもきつそうです．

てことで，モーターは無しです．

他に回転させることができるのは，サーボモーターです．

サーボモーターはよく人型ロボットの関節などで利用されています．これを使えば，回転の角度を指定できるので導線が巻き込まれることなく，センサーをあらゆる方向に向けることができそうです．
個人的に人型ロボットもいつか作りたいと思っていたので，ここでサーボの使い方を確認しておこうと思います．

搭載する機能

さて，センサーを回転させるためにサーボを使うことが決定しました．
次に考えるのは，どのような機能を搭載するかということです．

今回考えている機能は以下になります．

機体はできるだけ小型にする
有線でパソコンと接続する
センサーがすべての方向に向くようにサーボを制御する
全ての方位を向いたか確認するためにProcessingで可視化する
できるだけ部品は見えないようにする

機体はできるだけ小型

このロボットの収納スペースのことを考えると，できるだけ小型にしたいです．それにセンサー自体が非常に小さいのに，キャリブレーションをするためだけのロボットが大きいのは不格好だと思ったので小型化を目指します．

有線で接続

電源の供給などもパソコンから優先で行います．
最初はXBeeで無線化をしようと思っていたのですが，無線化する必要もないし電池がもったいないのでやめました．

センサーがすべての方位を向くようにサーボを制御

先程から言っていますが，センサーのキャリブレーションをするにはあらゆる方向にセンサーを向けなければなりません．そのため，サーボの角度や角速度を制御する必要があります．
この制御関連については別の記事で解説します．

Processingで可視化

これは機体に搭載する機能ではないのですが，キャリブレーションを行っている様子を見たいのでProcessingで可視化を使用と思います．完成したらきっと面白いものが見れると思うのでワクワクしています．

できるだけ部品は見えないように

これは人によって分かれるかもしれませんが，私は部品ができるだけ見えない方がロボットはかっこいいと思っています．歯車やコイルなどが見えていた方がメカメカしていてかっこいいという気持ちもわかりますが，今回はできるだけ部品が見えないようにしようと思います．
また，機体の作成は最近我が家にやってきた3Dプリンター（Adventurer 3）でやろうと思います．

機体の構想

だいたいのイメージができたので，作りたいロボットを絵にかいてみました．

だいたいこんな感じになると思います．

まとめ

この記事ではキャリブレーションロボットの構想を説明しました．

この構想を基にロボットの設計を行っていきます．

続けて読む

このキャリブレーションロボットの開発の続きは以下の記事で解説しています．

興味のある方は読んでみてください．

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それでは最後まで読んでいただきありがとうございました．