初歩の電子工作　ギークフェア 2014 編

ギークという意味は、もともと大道芸で虫を食べたり鳥の生き血を吸ったりするという外道芸人を指していました。いわゆる、内向的な、オタクのプログラマはナードと呼ばれます。ナードは科学好き、ギークはＳＦ好き（サイエンス・フィクション）つまり妄想系ですね。（最近のアメリカ人思考力低下は論理的合理主義だったナードもSF好き妄想家になっています。結果、内向的か外向的かの差しかないです。）
台風のため延期となった８月の伊勢ギークフェアは１１月に延期されました。展示品の範囲も幅広く、創造性の高いものでした。次はぜひとも皆さんお越しください。お勧めします。 次回、大型外骨格スーツは、NT東京2015で展示します。
今回、小中学生の学習内容でできるロボット工作から、市販マイコンボードのラジコン歩行ロボットまで広げたいと思います。
ただし、オープンソースのマイコンボードの取り扱いはどこまでいっても素人の延長ですよ。仕事で役立つと勘違いする人がいますが、ソース公開の義務が生じるものを量産で使用する一流大手企業はありません。基本から勉強するほうが重要です。
たとえばマイコンボードのアルディーノはサーボモータ６ケまではそのまま直結できますし、ラジコン受信器も簡単につなげます。 ラジコン送受信機なら、互換部品は大量にあるし、送信距離もかせげるし、２．４Ｇ帯なら混信もしないですね。 プログラムは書き込みソフトについているサンプルプログラムをコピー＆ペーストして数字を変更する程度です。本なんか必要ない。マニュアルを読む辛抱ができればいいだけです。基礎学力があれば今のマイコンボードなど一日で動かし歩行ロボットができますね。 もっとも、全盛期の私はハードもソフトも並のエンジニアは数ヶ月かかるものを１日で仕上げてました。

送受信機に４ｃｈを使えばコマンドは増やせるし、そのまま並列にArduino２台つなげれば、１２サーボ動かせる。回路を作れない人が最も簡単に拡張できる方法ではないでしょうか。



1)の二足歩行ロボットはモーターとスイッチのみで重心移動しながら、前進や方向転換できます。
2)の踊る人形は、モーターをトランジスター３石で速度制御します。電子部品を使用します。
3)のスイッチを入れると切るロボットは、モーターとスイッチだけでもできますが、あえて、サーボモーターを 使用してトランジスター２石で動かす方法を学びます。電子部品を使用します。

以上は工学社の本、「ブレッドボードで作る歩行ロボット」に作り方がのっています。小学生向けの本ですが、内容は大人でも知らないことばかりでしょう。子供向けの本だから、もっとマンガを入れるべきでした。
ロボットなど、タミヤの工作材料だけで作れます。前もって部品をそろえておけばギークフェア当日会場で作り方の指導をします。工具はいりません。材料はタミヤの工作材料の販売店で購入しましょう。伊勢市近郊でも数店舗あるようです。

4)搭乗型ロボット 小学生がダンボールなどで作れるものです。外装（スケルトニクス）と違う点は、簡単に自立できて、座れることです。中学で習う、長方形の変形、三角形の相似など理解していればそれを組み合わせるだけです。リンク、ギヤなど、方法は無数にあります。

1)完全二軸二足歩行ロボット
もっとも簡単に作れるであろう、二軸しかない二足歩行のリモコン動作サンプルです。連結軸がまったくない、稼動軸の２軸のみです。
これで前進と方向転換ができます。もう１軸追加すれば、後退もできるようになります。
車は回転運動なので、１モーター正回転と逆回転で２動作ですが、この歩行は往復運動なので１モーター１動作しかできません。
３モーターなら前進後退旋回ができます。これは小学校で習得すべき変換の概念です。大人が理解しているかどうか試してみましょう。

2)踊る人形 スピードコントローラー
発信器というと専用ＩＣの５５５を使いたがる人は多いですが、コントロールのボリュームをうまく使えば、たったトランジスター３石でほぼ０から１００％の制御ができます。パルス幅制御なら、エネルギーの無駄な発熱もありません。低速でもトルクがあります。
長ネギを振って踊るオリジナルは２００３年ローカルアイドル　ねぎっこでしょう。

3)スイッチを入れると切るロボット
スイッチを入れると切る動作なら、普通のマブチモーターとスイッチで十分につくれますが、サーボモーターが使えればドアノブを回すなどいろいろな応用も利くでしょう。トランジスター２石で動き、ボリュームで位置決めもできます。

4)搭乗型ロボット　小学生でも作れるサンプル
長方形は変形させると平行四辺形となり、同じ角度で動かすことができます。これをじゅずつなぎで接続すれば任意の位置に動きを伝えられることが、算数を理解していればできますね。あとは、てこの原理で動きを大きくするだけです。 座るタイプ（搭乗型）と　立つタイプ（着るタイプ）を用意しました。よい子は座るタイプで腕を動かして写真をお父さんに撮ってもらいましょう。


ちゃんと重心移動二足歩行できます。足が逆ハの字になっていて、１）の完全二軸二足歩行ロボットと同じ原理です。

つかむ部分は、ひもで動かします。ひもは、針金を巻いたチューブを通します。昔の人形は、指一本づついろんなものを動かすカラクリもありました。

紀元前からある拡大リンクを使用すれば大型にでき、てこの原理を使用すれば、重いものも軽々上げる仕組みが作れます。 スケルトニクスと違い、重さは地面に逃がすようにするのは当然ですね。 攻撃装置は鐘つきの棒状のものなど、日本に文字が存在しない紀元前からあるのです。歴史の勉強も大事です。４０年前月に行ったが今は行かないように、機械動作は数百年前が科学のピークでした。電子機器で録音ができない大昔はピアノを弾いたりバイオリンを弾いたりする自動機械があったのです。民主主義と資本主義は学力低下が必須なので、日本の目標としてきた北欧諸国も軒並み学力低下していますね。
さて、人力による拡大のロボットについて、ほとんどの人が誤解していることがあります。”足を長くすれば早く走れる”と思っていることです。人間は、筋力がそのままで、足が長くなる場合、ゆっくり歩くスピードは速くなっても、トップスピードは速くなりません。大体、陸上競技の試合でも、靴にバネ特性が無ければ、どんなに高い長い靴をはいてもいいのですが、誰もそんなことをしません。速く走れないからです。たとえば１００ｍ走でも、一歩１０ｃｍ長ければ、ゴール前で５ｍも速くなるはずですが、そんなことにはならずに遅くなるのです。足を長くして速くなる人は、そもそも動作が相当のろまな人なのです。
ただし、足にバネ特性があれば、４００ｍ走の最後は義足のほうが速いことが証明されています。人間の足は疲れますが機械であるバネは疲れないからです。体重を支える力をバネでためて前に進むスピードにかえれば疲れることのない機械は速いです。しかし、エネルギー効率の良いタイヤを使えば最も早く移動できるでしょう。
機械としてどのようにメリットあるのか。得物を使う戦闘競技のあった紀元前ローマ時代にはわかっていて、体重のような重いものを足をつけたしてのメリットはなく、天井工事作業での利点しかない。逆に、百グラム程度の石を投げる場合は投石器として付け腕とか紐は十分メリットがある。パワーが問題なのか、動きのキレが問題なのか。実はとっくに結論は出ているのだ。
こんなかつては常識であったことを皆が知らないのは、自民党の続けてきた、金持ち減税、大衆を低脳化して増税させるという政策による結果です。無駄使いは東大ＩＰＳ偽実験　森口、理研ＳＴＡＰ細胞だけではないですよ。工学系すべてで、そもそも他に解決法のあるような無駄なことばかりを無駄なやつに使わせているのです。国会を取り巻いて遠吠えするのではなく、政治にＮＯと投票できるようになりましょう。