3Dプリンターでロボット作ってみる 多脚ロボット編17
このロボットの3Dデータは下のリンクのものを使用しています
昨日はマイコンをArduino UnoからArduino nanoに変更しました。
今日はこれを一枚の基板上に実装してみます。
電源は6.6V700mAhのバッテリーです。
充電器はGoolRC B6でLiFePoを選択すれば可能でした。
このバッテリーの放電能力は通常5Cで瞬間的には10Cあります。
これはどういうことかというと通常で700mA×5=3500mA=3.5A、瞬間的には700mA×10=7000mA=7Aあるということです。
この電流の量が足りないと、Arduinoの分の電流を使い切ってしまい、電圧が下がってArduinoの電源が切れてしまいます。
このサーボモータは瞬間的に400mAの電流が流れるらしいです。*1
合計12個なので4800mA。バッテリーの放電能力は十分そうです。
さて、サーボモータの電源はバッテリーで十分そうですが、ここで問題があります。
それはArduinoの電源です。
商品紹介ページだと電源は
- 6V～12Vの無調整電源
- 5Vの安定化電源
の二種類のどちらかを使用する必要があると書いています。
マイコンは5V、3.3V、1.2V等の一定の電圧でしか動きません。
このArduinoは5Vで動いています。ある程度はマージンがありますが、高すぎると焼けてしまいますし、低すぎると動きません。
マイコンに動作電圧の電源を入力する場合、厳密に調整された電圧で電気を流してやる必要があります。
Arduinoは電圧調整素子を内蔵しているので、6V～12Vの電圧の電源を入力端子に繋いでやれば、Arduinoは問題なく動作します。
ただ、この6Vというのが商品のページによっては7V～12Vだったりするので6.6Vの電池を直結しても動くか怪しいですし、サーボモータを動作させると電圧が6Vを下回ってArduinoが動かなくなる可能性もあるので動作が心配です。
かといって5V電源用の入力端子に接続するには電池の電圧6.6Vは高すぎます。
USBケーブルを繋ぎっぱなしにしておくと動きますが、流石にそれは見た目がアレです。
これ以上電池の電圧を上げるとサーボモータに悪影響があります。
初期のように電源用に9V電池を搭載すると重くなります。
昇圧回路をかませて電圧を上げるとかさばります。
ここはArduinoの内蔵の電圧調整素子を使用するのはやめたほうがよさそうです。
なので6.6Vの電池でも安定して5Vの安定化電源を得ることができる電圧調整素子を使います。
akizukidenshi.com秋月の低損失三端子レギュレーターを使います。5Vより0.65V高い電圧を入力してやれば5Vの電源を簡単に作ることができます。5.65Vより高い電圧でいいのなら、多分大丈夫でしょう。
電圧安定用のコンデンサーも入って100円のセットです。
このキットで5Vの安定な電源を作ってArduinoの電源端子に入力してやります。
さらに電池からの電圧を安定させてやるために1000μFの電解コンデンサを２つ接続してやります。
こういたサーボモータを安定動作させる経験則としてサーボモータ一つにつき100μFの電解コンデンサを電源に繋いでやるというのが知られています。サーボモータが12個なので1200μF必要なので、適当なところで1000μFのコンデンサを2つ繋ぎます。
1000+100+100とかでもいいのですが、ハンダ付けが増えるのでやめておきます。
部品を揃えるのに何日かかかりましたが、揃ったのでハンダ付けしていきます。
特に問題なく完成しました。
裏面はこんな感じです。
結構適当です。
テスターでショートしていないか確認した後、サーボモータを繋いで動作確認をしました。
特に問題が無かったのでグルーガンで固めてしまいます。
前回みたいにショートでマイコンを焼いてしまうのはこれっきりにしたいです。
今日はここまでです。
*1:測ったわけではないので伝聞ですが。
