2015年1月31日土曜日

1月授業内容

1. 1月授業内容<ベーシックコース>
2. 1月授業内容<アドバンスコース>
3. 今月の課題
4. その他


1. 1月授業内容<ベーシックコース『スーパービートル』>


 カブトムシらしく、傍目には四輪車の先頭に角を付けただけのようですが、 この角が崖(机の端)からはみ出すと垂れ下がり、これをタッチセンサー(黒)が検知してモーターを止め、本体の落下を防止する仕組みです。
単純ですが、タッチセンサーによる自動検知の好適な実装例です。


 以前よりタッチセンサーを利用したロボットの製作経験のある生徒は、その取付方法を示した2日目テキストを配る前に、自分なりに取付位置などを工夫して仕上げていましたが、未経験の生徒には案外、その応用方法の発見が難しいものです。

スライドスイッチとタッチセンサー(一種のスイッチ)の両方ともオンのときだけ走るよう、これらとモーターを直列につなぐ必要があることを回路図クイズを出して確認しました。

 テキスト通り製作すると、先月同様、モーターの回転を1/3×1/3=1/9まで減速する仕様です。
多少のばらつきがあっても安全に停止できるよう十分遅くしたのでしょう。


 2日目最後の競技は、崖っぷちレース! 長机の中央部からスタートし、端(=崖)の直前のラインを越えて完全停止するまでの時間を競うスピード勝負です。

但し、落下したら失格。スピードと制動(ブレーキ)距離のバランスが問われる、いわゆるチキンレースです。

 本来、この勝負に勝つためのポイントは以下の通りでした。


a) スピードアップの為に…減速比を1/9→1/3に留めるよう、ギアを組み替えます。


 更に、電池を4本→6本にして電圧アップします。充電池は電圧が低いので不利です。

b) 制動距離を稼ぐ為に…角を長くし、崖への到達を早目に検知します。

 今回、a)のために腐心したのは、全員“電池パワー”だけでした。

確かに、電池の新旧や本数によって2倍の時間差が出ましたので、電圧は大事なポイントです。勝負用電池を常に用意しておきましょう。
 しかし、どれも b)の対策までは不要なほど、遅いスピードでした
多少、電池が弱まっていても、ギアの組み替えで勝てたかもしれませんよ。

2013年7月の同ロボット授業では、高学年の1人が減速比を1/1(等速)まで下げ、止まりきれないほど猛スピードを出すこともありました。
分数の掛け算を知らなくても増速・減速は観察で分かります。

追い追いやっていきますが、11月報、12月報と続けてギア比に触れていますので、製作したロボットを手元にじっくり音読してもらえることを期待します。

2. 1月授業内容<アドバンスコース『バグモジョラ』>


 1ヶ月目の授業です。こちらもムシ型ロボットですが、上級コースですから足がタイヤということはなく、“脚”です。
 1日目は製作の日でしたが、テキストを渡さず4面図のみで挑戦してもらいました。
どのみち、テキストには製作手順が載っていませんから、ヒントとなる完成写真を見せないまでのことです。

 ギアボックスの上面図が分かり易く、脚のリンク機構も簡易なものですので、製作の難易度は高くありませんが、
別個のモーターで独立駆動すべき左右の脚を共通のシャフトで通してしまった失敗例が目立ちました。
 完成すれば、戦車型のリモコンで前進・後退・左右旋回と、自由自在に操縦できることを期待しましたが…、

左右の脚が同位相(付け根のクランク角度が一致)なら前後上下に揺れながらの屈伸運動(横から見ればEXILE風)、逆位相ならその場でジタバタするだけで殆ど進みません。
テキスト抜きで自前で進ませるよう、2日目までの宿題にしましたが、難しかったでしょうか。

 2日目のテキストでは、「昆虫らしく」というのもあって、1日目(4面図)の4本脚を6本脚に増やして位相をずらすことにより、
前に戻る脚を浮かせて後方へ蹴る足の推進力を妨げないことが正解となっていますが、過去には4脚歩行させたロボットもありました。うまくいかないときの自らの創意工夫が本当の力になりますよ。

 なお、追加した真ん中の脚は、前後と位相をずらさないとEXILEダンスを強化するだになってしまいますから、注意してください。

 2ヶ月目は光センサーを組み込みます。

3. 今月の課題


 次回授業日までに完了してください。
 ◎は必須、○は推奨、△は任意です。○△は能力に応じます。

 <ベーシックコース>
  ◎ テキストp.14の空間図形問題にチャレンジ(1日目)
  ◎ 専用方眼紙にロボットの正面図・平面図・側面図をスケッチ(1日目)
  ○ テキスト最終ページにロボットの見取図をスケッチ
   (難しければ、写真撮影したものか、テキスト表紙を模写してもよい)
  ◎ 上記授業内容を印刷する等して音読する

 <アドバンスコース>
  ◎ 6脚歩行ロボットを完成させる
  ◎ 上記授業内容を印刷する等して音読する


4. その他


 電池が弱くてロボットが動かないことがよくあります。予備乾電池と、できれば普段用に充電池4~6本の用意をお願いします。
高価な充電池ですが、100円ショップのもので十分です。

(間違って単3を購入される場合も多いですが、単4です!)


授業に支障がある場合、4本¥108でお買い上げ頂きますことご了承下さい。

 小倉でもロボット教室を開講すべく体験会を実施しています。
先ずはベーシックコースからですが、振替授業などで行き来し、時々交流して頂ければと存じます。