2016年8月17日水曜日

ぶつからない車(赤外線LED、赤外線フォトトランジスタを利用)

先日「机から落ちない車」を作りましたが、
今回は、「物にぶつからない車」を作ってみました。

「落ちない車」と大きく違う点は、赤外線LEDと赤外線フォトトランジスタを利用したことです。

止まる仕組みは
①赤外線LEDが前方にある物体に照射される。
(光っていることは目では見えない)
②フォトトランジスタが物体に照射された光を検知する。
③受信回路で増幅し、リレーのスイッチをオフにする。
④モーターが停止する。

<作り方>

ギアモーターに2mmφ×2cmのシャフトを差し込み
ゴムタイヤを取り付けたプーリーを差し込んでいます。

今回使用したのは、こちらの中国製のギアモーターです。
(リンク切れになっていたら「ttモータ」で検索してみて下さい。)
送料込みで100円少々で購入出来ます。(届くまでに2~3週間かかります。)


タイヤはこちらのプーリー
こちらのゴムを取り付けました。

送信部に赤外線LED、受信部に赤外線フォトトランジスタを使用して
回路を組み立てました。

太陽光がたくさん入る部屋では
赤外線フォトトランジスタの反応が良すぎて モーターの動かない状態が続きます。
(この装置では、赤外線を検知するとモーターが停止)
なるべく太陽光の入りにくい部屋の方がいいと思います。

フォトトランジスタに直列に接続した抵抗1~3MΩですが、
抵抗値が大きいほど、フォトトランジスタの反応が良くなります。
太陽光が少し入る部屋では、500k~1MΩくらいの方がいいかもしれません。
ここで撮影したビデオは、太陽光は全く入らない状態で
2.2MΩを使用しました。
(当初3MΩで組みましたが、反応が良すぎてだいぶん手前で停止してしまいました。)

組み立てた回路を、ベニヤ板に貼り付けました。
赤外線LEDと赤外線フォトトランジスタは前部に取り付けています。
角度を微調整できるように、足を少し残して基板に接続しています。


③を①に乗せてホットボンドで貼り付けました。

前輪は「どこでもキャスター」を使用しています。


ビデオで撮ってみました。


「落ちない車」のときは赤色LEDの光を机に当てて、
可視光のフォトトランジスタで受けて
モーターを停めたり、反転させたりしました。
LEDから机までの距離が 1cm程度だったので
これで十分認識してくれました。

しかし、10cm以上離れると、これでは認識が難しくなります。

赤外線LEDは100mAの電流を流すことが出来ます。
(「落ちない車」で使用した 赤色LEDは20mA程度)
さらに、発振回路(周波数10kHz以上、Duty比 1/100以下)にすれば 
なんと!!  1Aまで電流を流すことが可能だそうです。

今回は発振回路にせず、70~80mA程度の電流を流し
さらに3個並列にして認識力を高めました。

発振回路を使って さらに応用性のあるものを作るときは
PICやマイコンを使用するのがいいのかな? と思います。

ここで作った回路は、色んな回路図を参考にしながら
私が考えたものなので、もっといい方法があるかも知れません。
間違い等、あれば教えて頂けると幸いです。




これ以外の実験や工作も掲載していますので、
是非こちら ↓ も見てみて下さい。

(Flashで作成しているため、スマホや携帯で見えない場合もあります。)

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