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Wio Terminal でパルスオキシメータを制作

前回はWio Terminalの基本機能の一部を堪能させていただきました。

Wio Terminal でカメラ画像を表示2 ー LovyanGFX 編 ー

今回は少し応用でWio Terminal を用いてパルスオキシメータを作ってみました。
トレンディーでしょ?ウフフ

 

 

心拍数センサ MAX30105

センサにはMAX30105を使用しました。
赤、緑、赤外線LEDと高感度光子検出器を搭載したモジュールで、
粉塵や血中酸素飽和度(SpO2)などを測ることができます。

Wio Terminalとの接続

MAX30105をWio Terminalの4ピンのGroveコネクタに接続します。

 

Wio Terminalの回路図を紐解くと2個のGroveコネクタの左側がハードウェアI2Cとつながっておりました。

 

パルスオキシメータ動作

酸素飽和度(SpO2)、脈拍数と心電図を表示しています。
心拍に合わせてブザーで音も出しています。

ブザー音の演出も功を奏し、いい感じの仕上がりとなりました♪

Arduino コード

MAX30105のライブラリは以下にございます。
 https://github.com/sparkfun/SparkFun_MAX3010x_Sensor_Library

以下のサンプルコードを参考にコーディングしました。

 

Wio TerminalのLCD表示は以下を参考にいたしました。
 https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-LCD-Linecharts/

 
ブザー音出力は以下を参考にしました。
 https://wiki.seeedstudio.com/Wio-Terminal-Buzzer/

 

 

参考

PovRanian の筐体を3Dプリンタにて

昨年末に購入した3DプリンタでPovRanian の筐体を作ってみました!
今までは木とか金具で構成していたので。。。

 

 

回転部

今回は満を持してFusion360で設計することといたしました!

マイコンやフォトリフレクタの3Dモデルも販売元から提供されており設計の助けとなりました♪

 

 
めちゃくちゃ試行錯誤して製作を進めました。。。

 

うまいこと中に詰め込み配線

 
回転部完成!

 
黒フィラメントでシックに仕上げました。

乾電池

電池もスマートに内蔵したいと考え電極を購入し、電池ボックスの設計も実施いたしました。

これまた試行錯誤して、なんとか電極を固定し単三電池をピッタリ入れるボックスが作製できました。

 

取っ手部

試作機1号

電池を持ち部分に収納する形で製作してみました。
DCモータもネジ穴を設けてきっちり固定します。

 
乾電池4本を並列に配置しましたので取っ手が太くなり過ぎました。。。

試作機2号

電池を2直列2並列に配置するようにして取っ手を細く持ちやすくしました。

 
また電源スイッチにラッチスイッチを採用しました。

試作機3号

各種微調整し、電池の極性を明示するためにケースには文字を入れてみました。

 

 

モータ収納部が円形のためか出力の際にベッドから離れて反ってしまうことがありました。

 
これはモデルを下敷き(ブリムというらしい)の上に出力することで解決しました。
意外にもブリムは簡単に取り外しできました。

 

おわりに

正月休みのほぼすべてとその後も仕事終わりに深夜まで夢中になって、筐体設計を頑張りました。

ツールの使い方から学習し、さらには形状によって変わりゆく3Dプリンタの出力具合いに悩み 試行錯誤を繰り返しメチャクチャ時間を使いました。

そのぶん木や金具を組み合わせていたのとは比べ物にならないほどに狂おしい新生PovRanianが爆誕しました。

引き続き3Dプリンタで色々なものを製作してゆきたいです!

 

レシピ販売

ShopでPovRanianの製作レシピの販売を開始しました。

レシピは 全22ページ 税込み¥500です。
筐体3Dモデルとサンプルコードは以下リンクで無料でダウンロードできますのでデータだけでもDLしてみてください。

PovRanian の製作レシピ

 

自作コントローラで制御 ーロボットアーム自作への道5ー

Arduino Advent Calendar 2019 | 19日目

さてここまでは主に逆運動学によってロボットアームを制御してきましたが、やっぱり物理コントローラでグリグリしたくなるのが摂理。

ロボットアームを2対用意して、一方を手で動かして他方が追従するみたいのがやりたかったのですが、
それはPWMサーボでは無理で位置検出可能な高級なシリアルコマンドサーボというのが必要であると教えていただきました。

 
今からシリアルコマンドサーボ買って2対のロボットアームを作る金など当然なく途方に暮れていたところ、
可変抵抗でサーボを動かす用例を紹介いただきました!

参考:割り箸でロボットアームを作ってみる(中編)

これだ!これでいい!これならPWMサーボによる自前のロボットアームがそのまま使えますよ!

ということで、ここでは可変抵抗を用いたロボットアームコントローラを製作しましたので報告させていただきます。
 

 

構成

ロボットアームはこれまでのPWMサーボを3つ使用したもので、それぞれの角度を可変抵抗で制御します。可変抵抗はBカーブの10kohmを使用しました。

部品

  • Arduno UNO

     
  • サーボモータMG995

     
  • サーボモータDS3115

  • 可変抵抗 10kohm

     

コントローラ製作

先日購入した3Dプリンタでコントローラの筐体を作りました。
生まれて初めてのオリジナルモデルです。

 

DesignSpark Mechanicalでモデルを作成しました。

☟設計通りに出力されて大感動!

 
可変抵抗のツマミを通してネジ止めするための穴と位置決め穴や、ツマミを差し込むヘコミを設けています。

 
ちょっとサイズミスした部品があったのでモデルを修正して台座と共に出力。。。。

 
作製した部品と3つの可変抵抗とを組み立てて完成!

これでバッチリ ロボットアームのサーボモータの回転軸と同じ方向に可変抵抗を配置できました!

モデル

アーム1

アーム2

ベース

 

 

Arduinoコード

可変抵抗の値をアナログピンで読んで角度に変換し、対応するサーボに入力するだけの簡単なコードです。

動作

可変抵抗を配線してArduinoに接続すれば完成!


簡単なのに驚きのシンクロ率です。

 

動きをレコードして再生する機能も追加してみました。

こちらの詳細は以下を参照ください (2020/6/7 追記)。

自作ロボットアーム動作の 記録・再生 機能

 

おわりに

手軽に安価でロボットアームのコントローラが作れました!

目標は以下のような感じなので引き続き頑張ります。。。

我が家に3Dプリンタがやって来るヤァ!ヤァ!ヤァ!

遂に手に入れました!3Dプリンタ!!

先日家族で見に行ったNT札幌にて展示されていた3Dプリンタをみてお母ちゃんが思いのほか感動して”今すぐほしい!”となったのです。私的には来年あたりに買えればいいかなぁ位だったのですが太鼓判いただき年内に買おうということに相成りました♪

サイバーマンデーなどのセール時にも各種プリンタの価格をウォッチしつつ、ツイッターで色々教えていただきつつ 時が来るのを待っていたのですが。セールでもないのにとんでもない安値で販売されていた以下のプリンタを購入しました。

私が購入したときは¥25,499でした。安すぎでしょ。。。速攻ポチりましたよね。

 

ANYCUBIC MEGA-S

到着予定日の前日に届いたために油断してビール飲んで酔っ払っていたのですが、1時間ほどで組み立て完了しました。思ったより簡単にできて驚きました。工具も全部同梱しておりました。白フィラメント1kgも入っているのですぐに使えます!

説明書は英語と中文のみでしたので以下のサイトを参考にして、組み立てや使用法を学習いたしました。

参考

プリント

早速同梱のSDカードに入っていたサンプル3Dデータのフクロウを出力してみました。

初3Dプリンタ出力。プリント中ずーっと眺めていました。美しいフクロウが2羽。うれしすぎるー!

ちなみにデータはSDカードかPCとUSB接続による転送でプリントします。
プリンタに転送するデータはgcodeというファイル形式です。
 

公開3Dデータを出力

ありがたいことに世の中には3Dプリンタ用のデータがたくさん公開されております。
以下の3Dモデル検索エンジンが便利で利用させてもらってます。

 
早速、長男くんが大好きなアンダーテールのパピルスを出力してみました。

STL形式でダウンロードしUltimaker Curaというソフトで読み込んでデータの縮尺や出力位置を調整してgcode形式に変換してSDカードに保存します。

データを保存したSDカードをプリンタに差し込んでプリント開始しました!

↑プリント中をラズパイカメラでタイムラプス撮影しました。

Curaのデフォルトの設定ですとサポートが硬くて、除去するときにモデルもバラバラになっちゃいました。。。パピルスの手足が細いのも要因としてあるかと思いますが。。。

アクリサンデーで接着しましたwww

サポート材の出力設定

ANYCUBIC MEGA-Sを紹介してくださった@Yakatanoさんがとれやすいサポートの設定値を教えてくれました!

この通りにCuraで設定したら本当にサポートがポロポロときれいにとれて、子供たちにでも除去作業ができました♪
ありがとうございます!

 

アンダーテール

3Dプリンタ着日(12/14)から毎日毎日アンダーテールのキャラクターを出力しています。長男くん大歓喜♪

こうなると色も塗りたくなりますねぇ 🙄 。

オリジナル3Dデータを出力

当然オリジナルのモデルも出力したい!というかそのために買ったのですから。

といっても3Dモデルなど気軽に作れるわけもなく。。とおもいきや
たまに使用させてもらっているDesignSpark MechanicalでもSTLファイルが出力出ることが判明しましたので早速モデルを作成して出力してみました。

 

ほんとにできた!うれしー!

ちょっとサイズ感ミスしたのでモデルを修正してと。。。。

 
作製した部品を組み立てて完成!

これが何なのかは後日報告いたしますが、オリジナルのモデルで所望の部品が作れてしましました!

これは今後の生活に革命をもたらすことでしょう。

本当に購入してよかったです。