藤咲まりもの工作日記

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　センサーの信号を扱ったりモーターの制御をしたりするのに、マイクロコンピュータ(マイコン)が必要であると感じました。これは、人間がプログラムを入れてやることで、ある端子に何か入力があったらこういう動作をする、とか、こういうタイミングでこういう動作をする、という命令を実行してくれます。というわけで、マイコンがあったらすごく色々なことができそうなので、マイコンを扱う環境を整えたいと思いました。マイコンについてちょっと調べてみたら、PICかAVRというマイコンが手に入りやすいマイコンで、価格もそんなに違わないみたいです。先日作ったオシロスコープのキットには、PICが入っていました。開発の仕方の違いとかよくわからないのですが、どうやらPIC派とAVR派で大きな対立があるみたいで(?)、どっちを使うかというのは性能差というより好みの問題なのでしょうね。
　たまたま、AVRマイコンにプログラムを書き込むデバイス(ライタ)を使える機会があったので、これを使って自分用のAVRマイコンのライタを作ってみました。ライタとパソコンとプログラムを作るためのソフト(AVRの場合はAtmel Studio)があれば、マイコンに好きな動作をさせることができます！千秋ゼミさんのページを参考に、HIDaspxというAVRマイコン用プログラマを作りました。

　こんな感じの回路を描いてみて頑張って作りました。USBケーブル(オス)は、4色の4本線が通ってますが、赤(5V)、黒(GND)、緑(D+)、白(D-)で繋ぎました。上の左図の�@の部品は、TA48033Sという三端子レギュレータを使いました。USBで供給される5Vを3.3Vにしています(何で3.3Vにしてるのかはわかりません(^_^;)もし5Vのまま使うなら、USBのD+とD-のところにツェナーダイオードが必要になるみたいです)。また�Aの部品は、AVRマイコンのATTINY2313です。後述しますが、別のAVRライタを使ってあらかじめライタとして動作させるのに必要なソフト(ファームウェア)を書き込んでおきます。MISOとかMOSIとか書いてあるところのピンソケットは、プログラムを書き込みたいマイコン側にリード線で(マイコンのデータシートで確認できるMISOとかMOSIに対応しているピンに)繋ぐためのものです。ちなみに、33μFの電界コンデンサは買い忘れてしまったので、手元にあった47μFのものを使いました。これらの部品は全部秋月電子通商で揃えました。秋月は安くて便利ですね。家の近くに電子部品屋さんがあればいいのになー。

　手のひらサイズのAVRライタが作れました！箱は、壊れたSDカードリーダーの箱を再利用しました。USBケーブルもついていたので、丁度良かったです。LEDは手元にアノードコモンの赤・青のものがあってそれを使ったので、回路図の緑色LEDは青色LEDにしてます。
　AVRライタのファームウェアの書き込みですが、たまたま借りて使えたライタもHIDaspxで、hidspxというソフトを使って書き込みました。千秋ゼミさんのダウンロード用ページでhidspx-2012-0326.zipをダウンロード(2016/5/4時点)しました。この中のbinフォルダの中のhidspx-GUI.exeを起動して、AVRライタをATTINY2313と繋ぎ、パソコンにライタのUSBケーブルを挿して、bin>firmwareのフォルダにあるmain-12.hexというファイルのファームウェアをATTINY2313に書き込みました。マイコンのヒューズビットも、デフォルトのLo:64、Hi:DFから、Lo:FF、Hi:DBに書き換えました。一回書き換えると、12MHzの発振器を繋げないと読み込めなくなってしまうので注意です。

　AVRライタが無い場合、RC232Cコネクタを使ったファームウェアの書き込み方法があるらしいです。

　一応ちゃんと動いていますが、市販品のライタを買った方が安心感はあるかもしれません。

　一週間前に頑張るぞ！っと組み立て始めたオシロスコープ、やっとできましたー。

抵抗もたくさん種類があって分けるの大変だったし、グラウンドのところのハンダ付けがすぐ熱が逃げちゃって大変だったし、思ったよりすごく時間がかかりました〜〜(>_<;)
　40kHzのサンプリング周波数で20Vの電圧まで測れるみたいなので、これからもいっぱい使えそうです。仕組みの理解はまだまだ…。どうやってパソコンと通信できてるんだろ？

きれいな富士山にハンダがなかなかなってくれません

　ドローンを作るためには、モーターを制御するための信号を確認したり、センサからの出力を見られるようにした方が便利だと思いました。そのために、テスターやオシロスコープなどが必要になります。
　偶然にも、良さそうなオシロスコープのキットが手に入りました！まだ電子工作はほとんどやれてないので、キットでハンダ付け練習も兼ねて頑張ります（*^o^*）


いっぱい部品があります…。どの部品がどんな役割をしているのかも覚えていかないとですね。

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　ドローンを作ってみたい！とはいいつつも、実はほとんどドローンについて調べていませんでした…。
というわけで、自分のためにも、ざっくりと調べてみました。

ドローンって？
　Wikipediaで軽く見てみました。Droneはもともと、♂のハチを指す英語らしいです！これにちなんで、ブーンと自律飛行する飛行物体のことをドローンと呼ぶみたいです。たまにニュースで見ていた無人航空機なんかもドローンです。最近はドローンといえば、マルチコプター(回転する翼が3つ以上あるヘリコプター)のことを指すのが一般的です(私もドローンといえばこれしか無いと思ってました。)ここでは、マルチコプターという意味でドローンという言葉を使います(^_^;)

ドローンと法律
　最近、ニュースでドローン絡みの問題をたくさん見るようになりました。ドローンの普及はどんどん進んでいるので、将来ドローンによる事故を減らすために、法律規制もどんどん進んでいくでしょう。
現在、200g以上の重量があるドローンは、航空法で定める以下の飛行ルールに従わなければならないようです。
飛ばす場所について
・空港周辺、人口集中地区、150m以上の高度
は許可を受けないかぎりは飛行禁止！
飛行方法について
・太陽が沈んでいる時間
に飛行させることはダメ！
・目視できない範囲、他人または物件から30m未満の距離、イベントが開催されている場所の上空
で飛行させることはダメ！
・危険物を輸送する、物を投下させる
ことはダメ！です！
200g以下の重量のドローンなら、基本的に制限は無いのかな？
人に迷惑をかけずに安全に運用したいですね。

ドローンの構造
　ドローンといえば、たくさんあるローター(回転翼)です！ローターの数によって別に名前があって、ローターが4つだとクアッドコプター、6つだとヘキサコプター、8つだとオクトコプターと呼ばれます。とりあえず翼が付いたモーターがたくさんあれば適当に飛ぶのかと思っていましたが、ちゃんと細かくモーターの動きを制御しないと全然だめなんですね。そのためにモーターの他に、ドローンの脳みそになるマイクロコンピュータ、ドローンの姿勢を知るための色々なセンサを搭載しなければなりません。


　ドローン自作への道は長そうです。少しずつ少しずつ頑張ります(*^_^*)

　プロフィールのアイコン画像を作りました！
surface pro2を使っていますが、ペンで直接タブレットにお絵かきができるので、便利です。

　藤咲まりもといいます(*^_^*)
自分でドローンを作ってみたくて、電子工作をはじめました！
まずは簡単なことから、ちょっとずつ学びながらがんばっていきたいです！