NanoBoardを使ってみた

Index

• 概要
  • Picoボード互換いろいろ
• NanoBoard・なのか〜を作る
  • Scratch1.4のインストール
  • なのか〜の組立て
  • Bluetoothデバイスの追加
  • Scratchの起動
  • モーターの確認
  • モーターが動かない
  • モーター音がするのに、回らない
  • 車輪をつける
  • 車輪を付けたら回らなくなった
  • 超音波センサーを付ける
  • Scratchで動かしてみる
• USB接続
  • ジャンパ設定変更
  • ドライバインストール
  • 動作確認

概要

• Scratchで、スライダーとか抵抗とかのインターフェースを持ったブロックがあって
• これはどういうものなのか、ちょっと気になっていた。

• どうやら、Scratchでいろいろコントロールできる
• PicoBoardというのがあるらしい
• 現在は、 SparkFunで扱っているが、ちょっと高価だ。

Picoボード互換いろいろ

• PicoBoardの互換ボードは、国内だと、以下のようなものがあるようだ
• スイッチサイエンスの NecoBoard2
• ちっちゃいものくらぶの NanoBoardAG

• これらは、ArduinoにPicoBoard互換のファームを載せたもののようだ。

NanoBoard・なのか〜を作る

• NecoBoard2はたまたま在庫切れだったので、 NanoBoard（なのぼ〜ど）にした
• NanoBoardを使ったキットの なのか〜が面白そう

• なのか〜は、Scratchでコントロール可能な小さなラジコンカーという感じで
• NanoBoardAGも同梱
• Bluetoothボードが付いていて、無線接続できる
• NanoBoardでコントロール可能な、小さなモーターが２個付いている
• 超音波センサーも付属

• ということで、Nanoboardだけで良かったんだけど
• ついつい なのか〜 を買ってしまった

• Bluetoothが使えるとリモートでコントロールできるが、
• Bluetoothがなくても、USB接続すれば、有線でのコントロールは可能
• 例えばPLANEX BT-Micro4とかの、Bluetoothアダプタを使っても良い

• ちなみに、自分のPC環境は、Windows7 64bit

Scratch1.4のインストール

• なのぼ〜どAGの使い方を参照

• NanoBoardは、Scratch2.0では動かないらしいので、
• Scratch1.4をダウンロードして、インストール
• さらに、 なのぼ〜どAG用Scratchファイル一式もダウンロード、
  • 展開したファイルを全部、Scratch1.4をインストールしたディレクトリに上書き

なのか〜の組立て

• なのか〜の作り方を参照

• 部品はこれだけ！

• 電池ボックスの配線を切る

• 自分の場合は、赤が長くなるように右側に配線を引っ張り配線を揃えて、
• １回折り曲げた形で、上の写真のように持ってから、
  • 長い分の黒線を切断 →これは後で、電池ボックス内の短絡に使用する
  • 折り曲げた中間で、赤線、黒線を切断 →これは左側のモーター用配線
  • 残りの電池ボックスからはみ出た部分の真ん中ぐらいで、赤線、黒線を切断 →これは右側モーター用配線

• こんな感じで切ったら、左側モータ用配線が長め、右側モータ用配線がちょっと短めだった。
• 一応、OKだったんだけど、図のように、若干、折り曲げ部分よりズラして切る方がよさそう。

• 配線の両端の被覆を2mmぐらい剥がして、ハンダめっきしておく。
• モーターと、コネクタの端子にも、同様にハンダめっきを忘れないように

• で、ハンダ付けしたもの（熱収縮チューブを被せてある）

• NanoBoardを電池ボックスに載せて、配線してみる
• 左右のモーターを電池ボックスの＋端子の穴からネジ止め、
• NanoBoardは、電池ボックスの内側から皿ネジを入れて、基板側をナットで止める

• なのか〜の電源は、NiH充電池1.2Vｘ3本＝3.6V¹なので、１本分は余った黒線で短絡しておく

• ここで、一旦、動作確認した方が良い。

Bluetoothデバイスの追加

• なのか〜の使い方を参照

• なのか〜の電源を入れると、Bluetoothモジュール基板の裏側の赤色LEDが点灯する
• それから、PC側のBluetoothのデバイスの追加で、BTCOMを選択して、次へ
• デバイスのペアリングコードの入力を選択して、次へ
• ペアリングコードを、1234と入力して、次へとすると、デバイスが追加される

• コントロールパネル→デバイスとプリンターで、BTCOMのプロパティを確認
• ハードウェアのタブで、COMポート番号を確認、自分の場合はCOM13だった

Scratchの起動

• インストールしたScratchを起動する。
• インストールディレクトリの、NanoBoardAGWithMotors.imageをダブルクリック（Motors、sの付いてる方）
• 起動プログラムを聞かれた時は、同じでぃれくとりのScratch.exeを指定する

• で、Scratch1.4が起動するが、左上にBased on Scratchと表示されていることを確認すればOK

• 最初に、調べるの下の方にある「スライダーセンサーの値」とブロックを右クリックして、
• Scratch Board 監視板を表示を選択すると、監視板が表示されるので、
• 監視晩を右クリックして、シリアルかUSBのポートを選択、前項で確認したCOMポート番号を設定

• NanoBoardのBluetooth接続が成功すると、
• Bluetoothモジュール基板の赤LEDが消灯して、監視板に値が表示される。
• スライダーを動かして、数値が変わることを確認しておく。

• Bluetooth接続は、1回はダメな場合が多いので、COMポート番号の設定を何回かやり直してみると良い。

モーターの確認

• 動きの下の方に、「モーター□をオンにする」、「モーター□をオフにする」というブロックがあるので、
• プログラムエリアに持ってくる

• □の部分を右クリックすると、A,Bが選べるので、例えばAにして、
• 「モーターAをオンにする」、「モーターAをオフにする」として、
• 「モーターAをオンにする」をクリックすると、モーターが動く
• 「モーターAをオフにする」をクリックすると、モーターが止まる

• モーターBも同様に確認する

モーターが動かない

• まず、監視板の動作を確認する
• Bluetoothモジュール基板の裏側の赤色LEDが消灯していることを確認
• スライダーを動かしてみて、ちゃんと値が変化することを確認

• これでダメなら、Bluetooth接続の設定をやり直してみる
• それでもダメなら、Scratchを一旦終了して、もう一度最初からやってみる
• COMポート番号の設定は、１回ではダメな場合が多いので、何回もやってみること
  

• 次に、モーターをオンにした時、モーター音が聞こえるかどうか確認
• モーターが回らなくても、うなるような小さな音が聞こえれば、接続はされている

• 何も音がしない場合は、配線をもう一度、チェックする

モーター音がするのに、回らない

• モーター音がするのに、回らない場合は、
• ハンダ付けの際に熱を掛けすぎて、モータの端子が変形したりしていないか確認
• それでも回らない場合は、ギアモーターが内部で引っ掛かっている可能性がある

• 自分は、分解した。 →これは、おすすめしない。最悪、完全に壊れてしまう可能性がある
• Scratchを終了して、NanoBoardの電源スイッチをOFFにしてから、電池を抜く
• モーターを固定しているネジを取って、電池ボックスから、モーターを外す

• モーターを分解
• モーターの裏側の小さな＋ネジ２つをはずしても、分解できない
• さらに、回転軸の中心のもっと小さな＋ネジを外すと、回転軸のギアが抜ける
  • でも、このネジは逆ねじになってるので注意！それに、かなり柔いので、力を入れると壊れます

• 白いギアをピンセットで抜いてみた。ギアの噛み合わせをよく見ると、
• プラスチックのギアの成型がちょっと甘い感じ。でも回らない程ではなさそうなので、
• グリスは出来るだけ取らないように、ギアのゴミを確認して、嵌め直した。

• 白いギアの中心の棒は抜けるので、嵌めるのにちょっと難儀した。無くさないように！
• ネジを締めるのは、力を入れないように。緩く締めれば十分。力を入れると絶対壊れます。

• もう一度、接続してチェックすると、今度はモーターが回ってくれた。
• もう一つのモーターに較べると、ギアの音が大きいんだけど、まぁ良しとする。

車輪をつける

• モーターが回転するのを確認したら、車輪をネジ止めする。
• ギアモータの回転軸の突起が、車輪のリムに引っ掛かるようにネジ止めするんだけど、
• 突起がちょっと長いので、少し車輪が斜めになるかも。まぁでもそれは気にしなくても良い
• 自分は薄いワッシャーもってたので、それでちょっと調整しました

車輪を付けたら回らなくなった

• 車輪を付けたら、モーターが回らなくなってしまった。
• よくみると、ギアモーターに小さな突起が２つあって、それが邪魔している。
• もう一つのモーターは回るんだけど、そっちは突起が削ってあったので、同じ様にニッパー等で削る
• 裏側、電池ボックス側にも突起が2つあって²、これはモーターの固定の際に邪魔なので、これも削った

• これで、ちゃんとモーターが回るようになった！

超音波センサーを付ける

• 超音波センサーを付けて、完成！

• これだけの部品で、ちゃんと形になってるから凄い。感心する。
• これ以上シンプルにするのは、難しいんじゃないかなぁ

Scratchで動かしてみる

• Scratchでプログラムを書いて動かしてみた

• 要するに、壁が無ければ直進する、壁があればターンする、というのを繰り返すだけ
• 最初の開始は、カメラ構えながらだと難しいので、声でスタートするようにした

• 適当に書いた割には、けっこうちゃんと動いているようだ

• でも、Bluetooth通信の所為か、時々Scratchが応答なしになってしまうことがある
• そうなると、Scratch終了して、NanoBoardの電源入れなおしになるので、それがちょっと面倒。。

USB接続

• なのか〜は、Bluetooth接続だったので、
• 一応、USBによる有線接続で、NanoBoardを使えるかどうか確認しておこう。

• これは、ドライバインストールで嵌った。
• というか、基板のジャンパ設定変更が必要だったのに気がつかなかったので、時間を喰われてしまった。。

• NanoBoardAGの回路図をみて、やっと分かった。。。

ジャンパ設定変更

• 最初に必ず、ジャンパ設定を確認する

• NanoBoardAGの回路図を見ると、
• Bluetooth基板を使う場合、VccとTxのジャンパを切り離さなければならない³
  
  • Bluetooth基板は3.3V電源なので、Vccを接続して5Vが供給されるとマズイ⁴
  • それに、電池とUSB電源が直結してしまうのは、もっとマズイ

• USB接続の場合、USBシリアルブリッジのPL2303は5V電源なので、
• USB電源を使うため、電池は必ず外す必要がある
  
• VccとTxのジャンパ接続が必要となる
  

• 自分は、USB接続の場合、ジャンパ接続が必要なことがわからなかったので、
• ドライバをいろいろ入れなおしても動かず、半日ぐらい悩んでしまった。

ドライバインストール

• なのぼ〜どAGの使い方を参考に、
• まず、Scratch1.4のインストールをして、（これは、前項でインストール済み）

• 次に、 なのぼ〜どドライバのインストールWindows編の指示通り、
• こちらから、ドライバをダウンロードして、インストール

• USBケーブルを接続、しばらくしてからドライバが正常にインストールされればOK!
• マイクロUSBケーブルではなく、ミニUSBケーブルなので注意！

• 動作確認で動かない場合は、ドライバをアンインストールして、別のドライバを試す。
• 自分の場合は、pl2303_prolific_gps_allinone_1013.exeで動いた

動作確認

• なのぼ〜どの動作確認 を行う。

• まず、デバイスマネージャで、ポート（COMとLPT）を開いて
• Prolific USB-to-Serial Comm Port の COMボート番号を確認（自分の場合はCOM19だった）

• Scratch1.4を起動して、「調べる」の「スライダーセンサーの値」ブロックを右クリック、
• ScratchBoard監視板を表示を選択して、
• さらに、表示された監視板を右クリック、
  • シリアルかUSBのポートを選択で、確認したCOMポート番号を指定する（自分の場合はCOM19を選択）

• しばらくすると、ScratchBoard監視板の値が表示されるようになる
• スライダーを動かすと、スライダーの値が変化するし、
• 光センサーに手をかざすと、明るさが変化する
• 声を出すと音の値が変化し、ボタンを押すと、False→Trueになる

• なのか〜のモータ配線が接続されていると、モーターが唸るので、
• モータ接続は抜いておくこと

• とりあえず、これでNanoBoardが、PicoBoard互換として動作していることが確認できる
• やっぱりBluetooth接続の方が面白いな〜。

• でも、PicoBoardのプロトコルがちょっと知りたくなってきたかも。。