背景

M5Stackとは、LCDやボタンなどが付いていて、ESP32というBluetoothやWiFi通信できるマイコンを利用している、プログラムを書き込める装置です。

M5Stackで動く台車としては、バランスカーやLidarを積んでいる台車が公式から売られているのですが、もっと簡素な作りの台車が欲しかったので作ってみました。

I2C Motors For M5Stack 台車仕様

商品紹介として組立方法と使い方を共有します。

使ったもの

M5Stack
I2C Motors For M5Stack 台車仕様
ドライバー
組み立てに使いました。
プログラムを書き込むPC

内容物

足回りの部品

0.1uf250vのコンデンサとワイヤを実装済みの6V200RPM ギアードモーター 2個
タイヤ 2個
モーター固定具 2個
M2ネジ 4本
M2ナット 4個
キャスター 1個
M3ネジ 2本
M3ナット 2個

利用しているギアードモーターは秋月電子で売られている1:50のモーターとほぼ同じ性能なので、ギア比を変えたい場合はこの形の他のモーターを利用できます。

シャーシ関係の部品

プレート 1枚（保護用の紙を剥がしてご利用ください。）
M2 5mm支柱 8本
M2 15mm支柱 4本
M2ナット 8本
M2ネジ 8本

プレートの設計情報はこちらです。

https://github.com/asukiaaa/I2cMotorsForM5Stack/tree/master/plate

FreeCADで作成し、dxfファイルを出力してelecrowのアクリル板切断サービスを利用して作成しました。

基板関係の部品

I2cMotorsForM5Stack 1枚
I2cMotorsForM5Stack top_pcb1枚
フレーム 1個
6cm 30p 0.5mmピッチ FFC 1本

基板の設計情報はこちらです。

main: 設計データ、回路図(PDF)

top_pcb: 設計データ、回路図(PDF)

KiCadで作成しました。

組み立て

基板はこちらです。
TB6612FNGをatmega328pかatmega328pbで制御します。

M5Stackと接続する側です。

このstackを複数台接続しても使えるように、デバイスアドレスをパッドで変えられるようにしています。
標準は0b01010010 = 0x52 = 82 です。

基板は0.5mmピッチ30ピンのFFCで接続します。

topとbottom間の電力供給FFCではなくワイヤーで行いたい場合は、基板に出ている端子をワイヤーなどで接続詞てください。

モーターとキャスターと支柱をアクリル板に取り付けたシャーシです。
タイヤ側を15mmの支柱、キャスター側を5mmの支柱にしています。
（この構成だと5mmの支柱4本が余ります。両方低くしたい時や、キャスター側を更に高くしたい時などにご利用ください。）

裏側はこうなっています。

シャーシに基板とM5Stackの下用のフレームを取り付けます。

取り付けました。

シャーシ裏側のモーターの電力線を端子台に接続します。

M5Stackを載せれば準備OKです。

プログラムでの呼び出し方

ライブラリを通してI2C通信を行い、モーターの速度を制御できます。

ライブラリの準備

ArduinoIDEの場合はライブラリマネージャからI2cMotors_asukiaaaをインストールしてください。

PlatformIOの場合は、platformio.iniのlib_depsにI2cMotors_asukiaaaを追加してください。

platformio.ini

lib_deps = I2cMotors_asukiaaa

呼び出し

アドレスを渡して初期化し、setupでbeginし、writeSpeedなどでモーターの出力を変えられます。

#include <I2cMotors_asukiaaa.h>

#define MOTORS_ADDRESS 0b01010010
I2cMotors_asukiaaa motors(MOTORS_ADDRESS);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  motors.begin();
}

void loop() {
  motors.writeSpeed(0xff, 0xff); // max speed forwarding
  delay(1000);
  motors.writeSpeed(0, 0); // stop
  delay(1000);
  motors.writeSpeed(-0xff, -0xff); // max speed backing
  delay(1000);
  motors.writeSpeed(0, 0); // stop
  delay(1000);
}

他の機能は、readmeやヘッダファイルやサンプルプログラムを見てみてください。

動作の様子

サンプルプログラムを書き込んで動かした様子はこちらです。
出力50%で左を前後 -> 出力50%で右を前後 -> 出力100%で前後を行います。

まとめ

M5Stack用の台車を作って、動かせました。
ロボットの足回りにできそうです。

更新履歴

2020.07.14
スイッチサイエンスの商品リンク I2C Motors For M5Stack 台車仕様を背景と使ったものに追加しました。
2023.10.21
前進更新プログラムにdelayが入っていなかったのと止まる動作が無かったので、delayと止まるを追加しました。

試行錯誤な日々

ページ

2020年5月17日日曜日

M5Stackを載せてI2C制御で動かす台車を作ってみた

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