PICマイコンカーを用いたオープンキャンパスプロジェクト2007 #5

江田のページ

目次

はじめに
全体構造
開発環境
回路
距離センサ
モータドライバＩＣ
PIC
プログラム
動作結果

オープンキャンパスにむけて距離センサユニットを用いてゴール（２ｍ）地点で停止する車を製作しました。

ミニカーの先端に取り付けられた距離センサで障害物までの距離を測定し、モータの回転方向、回転速度を制御し、停止するものになっています。

ＣコンパイラPIC C liteではPIC16F88のコンパイルは行えないため、新しい開発環境として、mikroCをインストールを使用しました。
mikroCはマイクロエレクトロニカ(mikroElektronika)社製のPIC用のCコンパイラです。
試用版をダウンロードできます。試用版での制限はプログラムの出力が2Kワードです。

回路図
センサからの電圧は端子からＰＩＣに入力され、その電圧からＰＩＣはモータドライバＩＣにモータの回転制御の信号を出力し、モータの制御しています。

今回、使用した距離センサはシャープ製GP2D12を用いました。

このセンサはLED,PSD(光位置)センサ,制御回路がいったいとなったもので、LEDが光を発し、戻って来る反射光がPSDセンサの入射する位置でPSDサンサの両端に流れる電流の量が変化する。電流は反射光がPSDに当たった位置と反比例した量になります。その電流の割合により電圧を出力し、その電圧から距離を推定するものになっています。また測定には50msほど要します。

モータドライバＩＣはＤＣモータの回転方向を制御する。モータドライバＩＣを使うと、ＤＣモータの正転、逆転、ブレーキ、停止、モータの電源電圧の制御を行うことができます。
モータにＰＩＣから以下の表のようなIN1,2の入力があると、モータドライバＩＣはOUT1,2の出力がモータに加わり、ＤＣモータの回転を制御することができます。

今回使用した距離センサはアナログ電圧を出力するため、Ａ/Ｄ変換を行わなければならない。そのため、Ａ/Ｄコンバータ機能を内蔵した、PIC16F88を使用しました。
16F88は５つのアナログ入力ポートを持っています。Ａ/Ｄコンバータ機能はアナログ入力信号をデジタル情報に変換する機能です。アナログ信号を１０ビットのデジタル情報に変換します。これは1/1024の精度で測定することができ、今回、測定範囲を０Ｖ～５Ｖとしているので訳５ｍＶ単位で測定を行っています。
また、16F88は発振器を内蔵しているため、それを使用しました。

目標地点でミニカーを停止させるため、ゴール（２ｍ）地点２０ｃｍ後方に置かれた障害物までの距離を60ms周期で測定し、障害物２０ｃｍ前で停止する。また、惰性などで行き過ぎてしまった場合を考慮し、行き過ぎた場合、後退し、ゴール地点に停止するプログラムになっている。また、測定周期はセンサの出力までの時間、PIC内でのA/D変換の時間も考慮し、設定しました。
フローチャート
プログラム

実際に動作させた結果を以下に示す。
動作結果
16.7MB

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