ルービックキューブロボよ、ちゃんと解いてね

ルービックキューブロボよ、ちゃんと解いてね

ルービックキューブロボが抱える問題

ルービックキューブのロボットを作りました。
解き方を自分で考えるためのコンピューターやモーターが入っています。
ルービックキューブロボは揃った状態から人がどの面をどの方向に回しているのかを知ることで自分のどの場所に何色が移動したのかを理解しています。
しかしそれがわからなくなり解けないことがたまにあります。


どうやって回転を知るのか?

ロータリーエンコーダという部品を使っています。
つまみを回転するとONとOFFが切り替わるスイッチのような構造をしています。
回し続けるとONとOFFの切り替えを繰り返します。
この切り替えを数えることで回転した角度を知ることができます。
これが正しく動作していないのか?

ロータリーエンコーダがOFFからONに切り替わる瞬間を見る

電気の変化を見ることができる装置 "オシロスコープ" をルービックキューブロボにつなげました。

ルービックキューブを手で回したときにロータリーエンコーダがOFFからONに切り替わる瞬間を捉えました。
なんと切り替わる直前の約0.001秒の間に何度も細かくOFFとONが切り替わっていることが判明。

これを人がルービックキューブを超高速で回転させたとロボが勘違いして色の配置がわからなくなっていたようです。
ロータリーエンコーダやスイッチのように接触したり離れることでON, OFFする部品はその瞬間に非常に速い機械的振動が発生して複数回のON, OFFを繰り返すらしいです。

対策

コンデンサーという電子部品を追加してゆるやかに切り替わるようにすることでON,OFFの高速繰り返しが無くなりました。

さらにSN74HC14Nという電子部品を追加するとOFFからONへビシッとと切り替わるようになりました。

結果

https://www.youtube.com/watch?v=qt_YYSK889k&feature=youtu.be

ルービックキューブロボはちゃんと仕事するようになりました。

Keysight InfiniiVision 1000Xシリーズ・オシロスコープ

使用したオシロスコープ Keysight DSOX1102G は「キーサイト×DMM.make AKIBA 春のオシロスコープキャンペーン」からお借りしました。
"高値の花じゃない本格派!"のキャッチコピーの通りKeysight InfiniiVision 1000Xシリーズは1台6役の測定器で、コストを抑えかつスペースを節約できます。
今回はオシロスコープ機能しか使いませんでしたが、ズーム機能が操作し易く良かったです。

Keysight InfiniiVision 1000 Xシリーズ オシロスコープ
http://www.keysight.com/ja/pcx-2759552/infiniivision-1000-x-series-oscilloscopes?cc=JP&lc=jpn

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