手乗りサイズの小さい2足歩行ロボットを自作してみる⑤基板の収納、配線、組立て、プログラムを入れて動作確認

前回、ロボットの筐体を3D CADでスケッチし、プリンターで印刷するところまで進めました。↓

手乗りサイズの小さい2足歩行ロボットを自作してみる④3D CADでロボットの筐体をス...

https://denkenmusic.com/手乗りサイズの小さい2足歩行ロボットを自作し-4

　前回、PCA9685の小型化加工についてまとめました。↓　これで内部に収める部品は全て小型化できましたので、今回はロボットの筐体を作成していきたいと思います。まず、3D CADでスケッチを書きます。ソフトはfusion360を使いました。ちなみに、前回ロボットを作った時は、採寸するのに定規を使ってかなり苦労した（ミリ単位がズレにズレる。。）ので、今回はデジタルノギスを購入しました。結論、ノギスは必須です。定規は無謀です。　　3D CADスケッチ動体部サーボ格納部ミニサーボを採寸し、しっかりと固定できるようにしました。こ...

今回はいよいよ最終段階、印刷したボディ内部に基板やサーボモータを収納し、配線作業に入ります。

配線が終われば、ロボットを組立て、プログラムを入れて動作確認までやってみます。

ではまず、基板の収納と配線作業から。

1 基板の収納と配線
- 1.1 基板、サーボモータの収納
2 配線
3 プログラム
- 3.1 Tiny Pico側(micropython)
- 3.2 M5Stack CORE2側(micropython)
4 完成組立て
5 動作確認

基板の収納と配線

基板、サーボモータの収納

何とか収まった。次は基板とバッテリーの収納部だな🤔 pic.twitter.com/QJ5TBNpehm
— ロビヲ (@ketunorobio) June 2, 2022

サーボモーターを収納、うまく収まってくれて一安心。

TinyPicoとPCA9685。

こちらも良い感じで収まっています。

PCA9685のピンソケットは配線の際に場所を取るので、全て外しました。またコンデンサの足を延長して寝かせています。

しかしTinyPico、小さい！これでESP32同等の機能を持ってるのが素敵すぎる。

では、地獄の配線作業にとりかかります。。。

配線

配線完了ー!次歩行テストー! pic.twitter.com/xySgXPYenr
— ロビヲ (@ketunorobio) June 7, 2022

TinyPico – i2c – PCA9685 – サーボモータ　のような感じで配線を施していきます。

ソケットを抜いたので、半田で直付けになるのが大変でした。せめて温度調整できる半田こてがあればまだ楽だったのですが、いかんせんコーナンで買ったどでかい一本ものの温度調整もなにもないただの半田こてしかなかったもので(-_-;)。。こても買いたいんだけど、高いんだよね。。

ってことで配線終了！続いてプログラムを書き込みます。

プログラム

Tiny Pico側(micropython)

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
import time
import network
from machine import Pin, I2C
import pca9685
import servo
import _thread

p = 90
i = 95
n = 93
t = 80
a = 105
b = 85
x = 90
z = 95


i2c = I2C(0, scl=Pin(22), sda=Pin(21))
sev = servo.Servos(i2c)

p0 = Pin(19, Pin.OUT)
p1 = Pin(23, Pin.OUT)
 
HOST = "TinyPicoのIP"
PORT = ポート番号
 
wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():
    print('connecting to network...')
    wlan.connect('SSID', 'PASS')
    while not wlan.isconnected():
        pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
 
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
 
s.bind((HOST, PORT))
print("bind")

msg = "nane"

def recieve():
    while(True):
        global msg
        msg = s.recv(64)    
        msg = msg.decode()
        print(msg)
        time.sleep(0.01)

_thread.start_new_thread(recieve, ())
    
while(True):
    if msg =="F":
        while(n <= 133):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n + 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if t <= 95:
                t = t + 1
        while(i >= 55):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i - 1
        while(n >= 93):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n - 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if t >= 80:
                t = t - 1
        while(i <= 95):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i + 1
        while(t >= 40):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t - 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if n >= 78:
                n = n - 1
        while(p <= 130):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p + 1
        while(t <= 80):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t + 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if n <= 93:
                n = n + 1
        while(p >= 90):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p - 1
    elif msg == "B":
        while(n <= 133):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n + 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if t <= 95:
                t = t + 1
        while(i <= 135):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i + 1
        while(n >= 93):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n - 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if t >= 80:
                t = t - 1
        while(i >= 95):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i - 1
        while(t >= 40):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t - 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if n >= 78:
                n = n - 1
        while(p >= 50):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p - 1
        while(t <= 80):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t + 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if n <= 93:
                n = n + 1
        while(p <= 90):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p + 1
    elif msg == "L":
        while(t >= 40):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t - 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if n >= 78:
                n = n - 1
        while(p >= 50):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p - 1
        while(t <= 80):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            t = t + 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if n <= 93:
                n = n + 1
        while(p <= 90):
            sev.position(1, p)
            time.sleep(0.005)
            p = p + 1
    elif msg == "R":
        while(n <= 133):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n + 1
            a = a - 1
            b = b - 1
            if t <= 95:
                t = t + 1
        while(i <= 135):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i + 1
        while(n >= 93):
            sev.position(5, t)
            sev.position(4, n)
            sev.position(0, a)
            sev.position(2, b)
            time.sleep(0.005)
            n = n - 1
            a = a + 1
            b = b + 1
            if t >= 80:
                t = t - 1
        while(i >= 95):
            sev.position(3, i)
            time.sleep(0.005)
            i = i - 1
    elif msg == "on":
        p0.on()
        p1.on()
    elif msg == "off":
        p0.off()
        p1.off()
    time.sleep(0.01)

100

101

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from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

import time

import network

from machine import Pin, I2C

import pca9685

import servo

import _thread

p = 90

i = 95

n = 93

t = 80

a = 105

b = 85

x = 90

z = 95

i2c = I2C(0, scl=Pin(22), sda=Pin(21))

sev = servo.Servos(i2c)

p0 = Pin(19, Pin.OUT)

p1 = Pin(23, Pin.OUT)

HOST = "TinyPicoのIP"

PORT = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)

wlan.active(True)

if not wlan.isconnected():

print('connecting to network...')

wlan.connect('SSID', 'PASS')

while not wlan.isconnected():

pass

print('network config:', wlan.ifconfig())

s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

s.bind((HOST, PORT))

print("bind")

msg = "nane"

def recieve():

while(True):

global msg

msg = s.recv(64)

msg = msg.decode()

print(msg)

time.sleep(0.01)

_thread.start_new_thread(recieve, ())

while(True):

if msg =="F":

while(n <= 133):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n + 1

a = a + 1

b = b + 1

if t <= 95:

t = t + 1

while(i >= 55):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i - 1

while(n >= 93):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n - 1

a = a - 1

b = b - 1

if t >= 80:

t = t - 1

while(i <= 95):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i + 1

while(t >= 40):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t - 1

a = a - 1

b = b - 1

if n >= 78:

n = n - 1

while(p <= 130):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p + 1

while(t <= 80):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t + 1

a = a + 1

b = b + 1

if n <= 93:

n = n + 1

while(p >= 90):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p - 1

elif msg == "B":

while(n <= 133):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n + 1

a = a + 1

b = b + 1

if t <= 95:

t = t + 1

while(i <= 135):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i + 1

while(n >= 93):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n - 1

a = a - 1

b = b - 1

if t >= 80:

t = t - 1

while(i >= 95):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i - 1

while(t >= 40):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t - 1

a = a - 1

b = b - 1

if n >= 78:

n = n - 1

while(p >= 50):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p - 1

while(t <= 80):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t + 1

a = a + 1

b = b + 1

if n <= 93:

n = n + 1

while(p <= 90):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p + 1

elif msg == "L":

while(t >= 40):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t - 1

a = a + 1

b = b + 1

if n >= 78:

n = n - 1

while(p >= 50):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p - 1

while(t <= 80):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

t = t + 1

a = a - 1

b = b - 1

if n <= 93:

n = n + 1

while(p <= 90):

sev.position(1, p)

time.sleep(0.005)

p = p + 1

elif msg == "R":

while(n <= 133):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n + 1

a = a - 1

b = b - 1

if t <= 95:

t = t + 1

while(i <= 135):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i + 1

while(n >= 93):

sev.position(5, t)

sev.position(4, n)

sev.position(0, a)

sev.position(2, b)

time.sleep(0.005)

n = n - 1

a = a + 1

b = b + 1

if t >= 80:

t = t - 1

while(i >= 95):

sev.position(3, i)

time.sleep(0.005)

i = i - 1

elif msg == "on":

p0.on()

p1.on()

elif msg == "off":

p0.off()

p1.off()

time.sleep(0.01)

PCA9685関連のライブラリは別途WEBからDLして、TinyPicoのフラッシュに書き込んでいます。

UDPでM5Stackと通信しています。

特筆する点は、「UDPのデータ受信」と「サーボ駆動」を並列で処理している所です。

ここを１つにまとめてしまうと、処理がおっつかなくなって意図する動作になりません。

M5Stack CORE2側(micropython)

from m5stack_ui import *
from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM
import time
import network
from m5stack import *
#from m5stack import lcd
from machine import Pin
from uiflow import *

screen = M5Screen()
screen.clean_screen()
screen.set_screen_bg_color(0xFFFFFF)

dstip = "TinyPicoのIP"
dstport = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
if not wlan.isconnected():
    print('connecting to network...')
    wlan.connect('SSID', 'PASS')
    while not wlan.isconnected():
        pass
    print('network config:', wlan.ifconfig())
print('network config:', wlan.ifconfig())
s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)
#s.bind((dstip, dstport))

touch_button0 = M5Btn(text='Button', x=110, y=10, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)
touch_button1 = M5Btn(text='Button', x=10, y=80, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)
touch_button2 = M5Btn(text='Button', x=210, y=80, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)
touch_button3 = M5Btn(text='Button', x=110, y=150, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)
touch_button4 = M5Btn(text='Button', x=116, y=100, w=40, h=40, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)
touch_button5 = M5Btn(text='Button', x=165, y=100, w=40, h=40, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)


def touch_button0_pressed():
    global data
    data = "F"
    
def touch_button3_pressed():
    global data
    data = "B"
    
def touch_button1_pressed():
    global data
    data = "L"
    
def touch_button2_pressed():
    global data
    data = "R"
    

#touch_button0.pressed(touch_button0_pressed)
# ボタン"A" が「離された」時の処理
def touch_button0_released():
    global data
    data = "S"
    
def touch_button4_pressed():
    global data
    data = "on"
    
def touch_button5_pressed():
    global data
    data = "off"
    
#data = touch_button0.released(touch_button0_released)
data = "nane"
stamp = 0

while(True):
    #global data
    touch_button0.pressed(touch_button0_pressed)
    touch_button1.pressed(touch_button1_pressed)
    touch_button2.pressed(touch_button2_pressed)
    touch_button3.pressed(touch_button3_pressed)
    touch_button4.pressed(touch_button4_pressed)
    touch_button5.pressed(touch_button5_pressed)
        #data = "A"
    touch_button0.released(touch_button0_released)
    touch_button1.released(touch_button0_released)
    touch_button2.released(touch_button0_released)
    touch_button3.released(touch_button0_released)
    
    s.sendto(data, (dstip, dstport))
    print(data)
    #print(Slider2.get_value())
    time.sleep(0.1)

from m5stack_ui import *

from socket import socket, AF_INET, SOCK_DGRAM

import time

import network

from m5stack import *

#from m5stack import lcd

from machine import Pin

from uiflow import *

screen = M5Screen()

screen.clean_screen()

screen.set_screen_bg_color(0xFFFFFF)

dstip = "TinyPicoのIP"

dstport = ポート番号

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)

wlan.active(True)

if not wlan.isconnected():

print('connecting to network...')

wlan.connect('SSID', 'PASS')

while not wlan.isconnected():

pass

print('network config:', wlan.ifconfig())

s = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM)

#s.bind((dstip, dstport))

touch_button0 = M5Btn(text='Button', x=110, y=10, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

touch_button1 = M5Btn(text='Button', x=10, y=80, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

touch_button2 = M5Btn(text='Button', x=210, y=80, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

touch_button3 = M5Btn(text='Button', x=110, y=150, w=100, h=80, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

touch_button4 = M5Btn(text='Button', x=116, y=100, w=40, h=40, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

touch_button5 = M5Btn(text='Button', x=165, y=100, w=40, h=40, bg_c=0xFFFFFF, text_c=0x000000, font=FONT_MONT_14, parent=None)

def touch_button0_pressed():

global data

data = "F"

def touch_button3_pressed():

global data

data = "B"

def touch_button1_pressed():

global data

data = "L"

def touch_button2_pressed():

global data

data = "R"

#touch_button0.pressed(touch_button0_pressed)

# ボタン"A" が「離された」時の処理

def touch_button0_released():

global data

data = "S"

def touch_button4_pressed():

global data

data = "on"

def touch_button5_pressed():

global data

data = "off"

#data = touch_button0.released(touch_button0_released)

data = "nane"

stamp = 0

while(True):

#global data

touch_button0.pressed(touch_button0_pressed)

touch_button1.pressed(touch_button1_pressed)

touch_button2.pressed(touch_button2_pressed)

touch_button3.pressed(touch_button3_pressed)

touch_button4.pressed(touch_button4_pressed)

touch_button5.pressed(touch_button5_pressed)

#data = "A"

touch_button0.released(touch_button0_released)

touch_button1.released(touch_button0_released)

touch_button2.released(touch_button0_released)

touch_button3.released(touch_button0_released)

s.sendto(data, (dstip, dstport))

print(data)

#print(Slider2.get_value())

time.sleep(0.1)

ボタン操作のプログラムはUIFlowを使いました。

設置したボタン毎に値を振り分け、TinyPico側で値に応じた動作をするようにしています。

また、ボタンを押し続けている間はその動作をし続けるようにしています。（あ、これはTinyPico側か。）

完成組立て

さあ組みあがりました！

手乗りサイズロボの完成（仮）です。

早速動作確認をしてみます。

動作確認

https://twitter.com/ketunorobio/status/1535007895955324928

中々いいんじゃないでしょうか。個人的には上出来でございます。

これでほぼ完成でございますが、目を光らせたいので、次回その部分を追加して、終わりとしたいと思います。

基板の収納と配線

基板、サーボモータの収納

配線

プログラム

Tiny Pico側(micropython)

M5Stack CORE2側(micropython)

完成組立て

動作確認

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