ＥＡＳＹ８４シリーズは今回で最終回である。
今回はパソコンとの接続その２とモータ制御がテーマである。
このテーマに格好の材料がある。
イーケイジャパンから発売されているロ ボットアーム（ＭＲ−９９９）という電子工作キットである。
ロボットアームは５関節のマニュピレータである。
ぜいたくにも関節全てにそれぞれモータを使っていて、コントローラで独立に動かすことができる。
ステッピングモータではないので、精度のある動きは不可能であるが、玩具としてはよくできている。
このロボットアームをＰＩＣを介してコンピュータと接続しようというのが、今回の目的である。
実は、コンピュータインターフェースも同社から発売になっているが（ムー ビットラボＩＦ−９９）、それとは全く関係なく独自仕様で実現する。
さらに、動作シーケンスデータをコンピュータからＰＩＣへ転送し、コンピュータなしでも動作する機能を搭載する。
名づけて、プロジェクト・アームジョーである。（名前変わってるやん。って、このネーミングが使いたかっただけです。）
さて、まずオリジナルのしくみを見てみよう。
これが本体底面を開けた様子（というかキットなので、完成時の状態で）である。単１電池を４本使用している。
しかし、６Ｖで動作しているわけではない。
２本ずつ３Ｖの２組に分けてモータの回転方向によって使用する電池を切り換えるのである。
なるほど、このようにするとモータ１つにつき、スイッチが１つで済む。
私ははじめ、これでは一方向に使用が偏れば電池の消耗具合に差が出てしまうのではと思っていたが、それはありえないことだ。各関節は行き着くとこまでいく と戻るしかないのだから。
とはいえ負荷のかかり具合は方向によって違うから、やはり消耗具合も変わってくるだろう。
では、３Ｖ１組、つまり電池２本だけで動作するようにするにはどうすればよいか。
連動するスイッチを２つ用いて図のように接続すればよい。（こちらの方が一般的であろう。）
このスイッ
チをＰＩＣで制御するわけであるが、実はこのスイッチの代わりをしてくれるＩＣがある。東芝のモータドライバＩＣ（ＴＡ７２９１）である。
構造は図のようにトランジスタのブリッジ接続になっていて、コントロール信号（ＩＮ１、ＩＮ２）によって、各トランジスタが ＯＮ／ＯＦＦし、スイッチと同じ働きをする。
| 入力 | 出力 | モード | ||
| IN1 | IN2 | OUT1 | OUT2 | |
| L | L | ∞ | ∞ | ストップ |
| H | L | H | L | CW/CCW |
| L | H | L | H | CCW/CW |
| H | H | L | L | ブレーキ |
∞はハイインピーダンス
このコントロール信号をＰＩＣから供給する。
モータは５つなので、５×２＝１０本。アタタ！全部つなげると、ＰＩＣのＩ／Ｏが３本しか残らない。
ここは、ちょっと工夫をして、１本を共通にしよう。そうすれば、１＋５＝６本で済む。次のような動作になる。
| MOTOR1を正転させるには | MOTOR1を逆転させるには | ||||||
| IN1 | IN2 | モード | IN1 | IN2 | モード | ||
| MOTOR1 | H | L | CW | L | H | CCW | |
| MOTOR2 | L | ストップ | H | ブレーキ | |||
| MOTOR3 | L | ストップ | H | ブレーキ | |||
| MOTOR4 | L | ストップ | H | ブレーキ | |||
| MOTOR5 | L | ストップ | H | ブレーキ | |||
同時に２つ以上のモータを独立して動かすことはできなくなるが、それはよしとしよう。
次にコンピュータとのインターフェースであるが、今回は、パラレルインターフェースを使用する。
前回のシリアルインターフェースでは、一度に１ビットのデータしか送れなかったが、パラレルインターフェースでは、一度に８ビットのデータ転送ができる。
でも８ビットはいらないし、だいいちそんなにつなげられない。
では、コンピュータからの信号は何ビット必要だろうか？
同時に動かせるモータは１つということであれば、動作状態数は、モータの数５×回転方向２＋停止状態１＝１１であり、これだけ区別できればよい。
従って４ビットあればいい。
その他、データを読み取るタイミングを通知するストローブ信号が要る。
これで、Ｉ／Ｏの数はモータ制御の６本とコンピュータ接続の５本で合計１１本。
その他に、状態を示すＬＥＤを点灯させる出力１本と、オート動作スタートの入力１本を加えて、合計１３本。
ＰＩＣのＩ／Ｏポートは全て埋まった。
で、回路図である。
電源は回路用には９Ｖからレギュレータで５Ｖを作り供給する。
モータ駆動用には、３Ｖ・・・のはずであったのだが、モータドライバの出力で１Ｖ近く落ちてしまうことが 判明した。（って、あとの祭り。）
これではパワー不足なので、やむなく電池１本増やし４．５Ｖとした。
オリジナルでは、モータの動作と同時に並列接続された豆電球が点灯するようになっているが、豆電球にはかなり電流が流れるため、モータドライバで駆動する にはつらい。よってアームジョーは、豆電球は非点灯とする。
またこの改造によって、コントローラでの操作はできなくなる。
製作
１．基板の製作
ユニバーサ
ルＰ板上に回路図どおり結線する。組み立て作業やメンテナンスを考えて、Ｐ板上にのらない部品との接続は極力コネクタを使用する。
２．本体の改造
２−１．基板をはずし、モータへのリード線をコネクタにつけかえる。
２−２．各関節の豆電球は結線を切る。
２−３．電池の接点金具の結線を変更する。
当初は電池２本で動かす予定だったので、１列使えばよいはずであったが、３本になってしまった。 これがどうもうまく固定できない。
そこで、こんなものを利用して、中で端子をリード線でショートし、
このダミー電池を含めて直列接続し、モータ駆動用電源とした。
２−４．ＬＥＤとスイッチを取り付ける。
３．
コネクタケーブルはシールドケーブルか多線のものを使い、シールドや余った線はグランドに接続しておく。
完成である。
次回ソフト編へつづく。
