ちょこまカーにフォトトランジスタを使う

ちょこまカーの光センサーはいまのところCdSです。CdSはカドミウムが入っているのでこの頃では嫌われる傾向にあり、フォトトランジスタに置き換えようという動きがあります。

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ちょこまカーでは別の観点からもフォトトランジスタに興味がありました。CdSの場合、直径が小さい方が細い線を認識できます。秋月で売っている最小のが直径5mm程度で、太さ15mm程度あるラインがいちばん快適にトレースできます。しかし鈴商に売っている直径3mm程度のにすると普通のマジックペン程度の太さをトレースできるようになります。LEDのようなパッケージに入っているフォトトランジスタを使い、床面に焦点を合わせておけばさらに細い線でもトレースできるんじゃないか、と思います。

ただしフォトトランジスタの出力電流は小さいので、従来のちょこまカーのようなバイポーラトランジスタ3段の増幅回路では入力インピーダンスが低すぎるようです。そこで1.5V電源で動作するCMOSインバータを探しました。TC7SGU04FUというのがマルツパーツにありました。アンバッファのインバータが1個だけ入っています。

このICは出力電流が8mAとれるので、モータ駆動用のトランジスタを直接駆動できます。ひじょうにシンプルな回路になってしまいました。

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アンバッファのインバータなのでフィードバック抵抗でゲインを下げることができますが、今回作ったのには実装してないので、動作はスイッチング的です。つまり左右のモータは同時には回ることはありません。その結果、滑らかな動きはできません。

ついでに小型化をもっと進めてみようと思いました。使用したモーターは超小型サーボのモーターだけを取り出して使うことにしました。

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嗚呼もったなや。とはいうものの、秋月で900円のサーボなので、おそらくこのモーターが模型屋で売られていたらもっと高いでしょう。上の写真では比較のため従来のちょこまカーのモータを一緒に撮影してあります。

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電池はLR44で2個並列です。基板にハトメを打ったのが負側の電極、最近得意のゼムクリップの針金を使って作ったのが正側の電極です。2個の電池の間にスライドスイッチを配置してして電池ケースの一部を成しています。

結果はこんな超ちょこまかした動きになりました。



今後はインバータにフィードバック抵抗を付けたりして動きを少し滑らかにしてみたいと思います。というのは、本来より細い線をトレースするためにフォトトランジスタを使ったのに、あまりにぶるぶるするのでその特徴が活かされていませんから。

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この記事へのコメント

2019年10月04日 11:17
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