2016年7月2日土曜日

机から落ちない車(光センサーを利用)

先日、かんばこうじさん作の「落ちない車」を見て感動し
https://www.youtube.com/watch?v=uBbRtdOLFxQ
私も作ってみました。

かんばさんの作品とは仕組みが違っていますが、
ちゃんと落ちることなく走り続けます。

私が作った「落ちない車」は
光センサー(フォトトランジスタ)を使って 机上に照らしたLEDの光を認識して前進し、
机からはずれて光を認識しなくなると左側のタイヤがStop又は逆転する仕組みです。

<①左側のタイヤがStopするタイプ>

フォトトランジスタは可視光センサーと赤外線センサーがありますが、
可視光センサーを使用します。

基板は右前方にネジ留めしています。
フォトトランジスタと赤色LEDは下向きに並べています。
(LEDの光が机に当たっているときはフォトトランジスタは光を認識し
机から外れると認識しなくなります。)

ギアモーターはこちらで購入しました。
(1個当たり送料込みで100円少々と超格安です。)
ゴムタイヤはこちらを使用しています。
前輪は「どこでもキャスター」を使用しています。
車体はベニヤ板(14cm×7cm)。
左のタイヤがStopするタイプは、
フォトトランジスタから後輪までの長さが15cmくらいないと落ちるかも知れません。

 セラミックコンデンサはモーターに直接接続しました。

運転手を乗せてみました。 
(ネクタイをしてる!?)
スイッチオンで目が青く光ります。


<②左側のタイヤが逆転するタイプ>

①の回路とリレーを組み合わせて
光を認識しなくなると 左側のタイヤが逆転する回路を考えてみました。

当初 電池はリレー用とモーター用を 併用して試作していました。
ところがリレーがオフ状態からオン状態に変わるときに 
ギギー、ジジー、ガガーと異常な音がします。
チャタリングかな?と思ったのですが、それにしては異常すぎる音です。
モーターの種類を色々と変えて調べると、内部抵抗の小さいモーターほど音が大きい!!
異常音の原因は、モーターに流れる電流が大きければ大きいほど
フィトトランジスタの電流が減って、反応が悪くなり、
リレーのオンオフが正常に行われなくなるのでは?と考え
結局、電池を分けることにしたのです。 
(もし別の原因をご存知の方、
或いは電池の併用方法をご存知の方がおられたら是非 教えて下さい。)

下図が回路図ですが リレーは回路図で書くと
どこをどう接続すればいいのか?わかりにくいので
こんな図にしてみました。



リレーはC接点(8本足)のものを使用していますが、
下図のような仕組みで モーターが正逆反転します。


ほんの少し左側のモーターの回転が遅いようで、左寄りに進むので、
右側のモーターには2Ωの抵抗を直列に入れました。

フォトトランジスタと赤色LEDは下向きに並べています。
(LEDの光が机に当たっているときはフォトトランジスタは光を認識し
机から外れると認識しなくなります。)

こちらのタイプは機敏に動くので
フォトトランジスタから後輪までの長さが12cmくらいでも落ちません。

動かすときは、均一の明るさの机上において
光センサーがうまく働くように、可変抵抗の抵抗値をドライバーで調整します。

①は極端な鋭角を曲がることは出来ませんが
②は曲がることが出来ます。

子供の科学2013年7月号」に掲載されています。
Amazonで古本を購入して、その仕組みを見て 改めて感動 !!
電子部品等は全く使用せず、
主にモーター2個、手作りプーリー、ピンポン玉で構成されています。
電池は単3乾電池1本で動いています。
一見の価値ありです!


(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見れない場合があります。)






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