ロボットの「センサ」と「アクチュエータ」 「動き」を制御する重要な仕組み ロボットの「センサ」や「アクチュエータ」につ いて、「人間」や「動物」との比較から眺めてみ ます。 [ 特集 ] 「センサ」と「アクチュエータ」一「環境を知る」「ものを動かす」 ・ nekosan 発生する仕組みが必要です。 そして、その筋肉に相当するのが、「アクチュ 工ータ」になります。 ■五感の働きをする「センサ」 「アクチュエータ」を動かすエネルギー源 ロポットは、「人」や「動物」を模しています。 「アクチュエータ」は、エネルギー源として、 そのため、「見る、聞く、匂う、味わう、触れる」の モータを動かす「電気」 ( 電池の化学工ネルギー ) ような典型的な五感や、「温度」「気温」、対象物ま や、「油圧」 ( 内燃機関やモータの運動エネルギー での「距離」、「重さ」といった、普段意識するような をパスカルの原理で増カ ) 、「空気圧」 ( 圧力の位置 ことは、「センサ」を使って人力します。 エネルギー ) などを使います。 ! ■五感以外の「センサ」もある 手足を動かすという動作は、無意識のうちに神 経系を通じて「関節の角度」を感じ取り、その情報 回転や伸縮 電池なと を脳で自然に処理を行ないます。 ロポットも同様に、関節をどのくらい曲げてい の油圧シリンダの エネルギー源 るかを、「角度のセンサ」で入力して、自分自身の姿 勢を把握しています。 また、「速度」「加速度」といった感覚を数値化す るのに、ロポットはそれぞれの「センサ」を使います。 ■半導体への刺激を感じ取る「センサ」 さらには、宇宙空間での自動作業や、原発の廃 ロポットの「センサ」は、その用途や目的によっ て、動作原理がさまざまです。 炉作業、深海調査、火山の火口付近のような過酷 しかし、多くのものは、「半導体」の電気的な特 な場所では、「放射線センサ」「圧力・水深センサ」 「地磁気センサ」など、「五感」以外の情報を取得す 性の変化を利用しています。 る、特殊なセンサを搭載することもあります。 「半導体」は、「刺激」 ( 力による変形や、温度変化、 光の照射など ) によって、電気抵抗の変化や、微小 ■筋肉の働きをする「アクチュエータ」 な電流、または電圧が生じるなどの変化が起こり 人や動物の場合、動力を「筋肉」で生み出し、そ ます。 の筋肉は、摂取した食事からエネルギーを取り出 して動かします。 最近は、もう少し複雑な機構の「 MEMS 」 ( 後述 ) を利用した「センサ」も利用されます。 ロポットが動く場合も、筋肉のような「動力」を ロボットの「センサ」 「アクチュエータ」を動かすエネルギー 「センサ」のメカニスム ロボットの「アクチュエータ」 一三 52

「環境を知る」 「ものを動かす」 [ 特集 ] 「センサ」と「アクチュエータ」一 「圧電アクチュエータ」には、多くの優れた特徴 そして、電荷のバランスが偏っている状態を があります。 「自発分極」と言います。 省電力性能が高く、高速な応答性を持ち、小型 なので、高密度に配置可能 焼き固めただけの「強誘電体セラミックス」の また、構造がシンプルー、電磁ノイズが少ない 「自発分極」は、方向がバラバラなので、これに電 といった特徴もあります。 圧を加えても、動力を生み出すことはできません。 「圧電アクチュエータ」は、高精度な動作が可能 「強誘電体セラミックス」を「圧電体」として使 で、 0.01 ミクロンのオーダーで動きを制御可能です。 うには、外部電極層を形成した後に、高電圧をか そして、単位面積あたりの力が強く、 1 平方ミリ ける処理を施します。 あたり約 3kg もの力を出すことができます。 この処理を「分極処理」と呼びます。 圧電体セラミックス ■用途 「圧電アクチュエータ」は、精密機器の制御で重 要な役割を担っています。 たとえば、コンパクトデジカメには、小さなポ ディに、高倍率ズーム機能を内蔵している機種が あります。 このようなズーム動作には、「圧電アクチュエー タ」が欠かせません。 その他、「手ぶれ補正」や「オートフォーカス」「レ ンズの保護シャッター」などのアクチュエータに 分極処理 も使われます。 「強誘電体セラミックス」の分極処理 ■圧電体セラミックスの生成 「圧電アクチュエータ」では、特殊な「セラミッ 「強誘電体セラミックス」に高電圧がかかると、 クス」 ( 無機物を焼き固めた焼結体 ) を「圧電体」と 「自発分極」の向きが揃った状態になります。 して使います。 この処理以降は、電圧の有無にかかわらず、そ の状態は変化しません。 「セラミックス」は、小さな結晶の集合体です。 結晶を構成する原子は、正電荷または負電荷 「分極処理」により、「強誘電体セラミックス」は、 を持っていますが、一般的な「セラミックス」では、 極性を持った「圧電体セラミックス」に変化します。 「正電荷」と「負電荷」のバランスが取れて、安定し た状態になっています。 ■「人工筋肉」の素材 このような安定状態の「セラミックス」では、電荷 の移動が起こらないので、「圧電体」には使えません。 人型ロポットの多くは、かなり人間に近い作業 ができるようになり、特定の作業では、非常に高 「セラミックス」の中には、正負の電荷のバラン 精度に動作します。 スが偏っているものがあり、これを「強誘電体セラ しかし、従来型のロポットは、どこかぎこちない ミックス」と呼びます。 動きになりやすく、状況の変化に合わせた柔軟な → を 外部電 処理前の状態 ↓ ↑ 人工筋肉 42

身の回りの「センサ」と「アクチュエータ」 パワーステアリング」が、コンピュータ制御の「電 当然、地上管制からの無線によるコントロール 動アクチュエータ」によって実装されているから で、的確なタイミングで確実に動作する必要があ です。 りますが、超高空 ~ 宇宙空間の環境下で、しかも 振動、加速度ともに過酷な環境で着実に動作させ そして、この技術の延長線上に「自動運転カー」 るために、特殊な「アクチュエータ」を使います。 があるのは、言うまでもありません。 「分離ポルト」と呼ばれる部品は、エネルギー源 航空機においては、「フライ・バイ・ワイヤ」 は爆薬。 ( FBW ) という、「アクチュエータ」を使った操縦系 連結に用いるポルトの中を中空にして、爆薬を 統が、主流となりつつあります。 充填し、電気雷管で起爆します。 プレード 爆発と同時に、あらかじめ強度を弱くしておい た切断面から断裂し、 2 つにポルトが分離するこ とで各ユニット感の固定を解く仕組みです。 FBW システノ、 電線 ( ワイヤ ) こを 多段ロケットの切り離しなどで、 「分離ボルト」が利用されている ( JAXA ホームページより ) 身の回り、というテーマからは大きく逸脱しま すが、最後に「ロケット」の備える一風変わった「ア ボルト内部ではなく、円形の中空パイプ内部に 爆薬を充填して、ユニット接合面の間にパッキン クチュエータ」を紹介しましよう。 状に配置し、これを爆発させて瞬時に膨張させる 「ロケット」において、「メイン・エンジン」と ことで、数百本のポルトを破断させるといったタ イプの「アクチュエータ」もあるようです。 「制御用噴射」は、基本的に動力と見なしていいで しよう。 「分離ポルト」は、ロケットだけでなく、航空機 その他の物理動作と言えば、やはり多段ロケッ の緊急用ハッチアンロック、エンジン分離など、瞬 間的にかっ確実に動作する必要のある用途に、宇 トの切り離し、衛星を格納するフェアリングの分 離といった、地味ながらも超重要な動作です。 宙以外でも用いられています。 アクチェータ コンビは - タ センサ フライ・バイ・ワイヤ (IADF 公開資料より ) 最先端の「ステルス機」になると、ステルス性能 に機体形状を特化しており、機体の姿勢制御は 極めて複雑なため、コンピュータによる自動操縦 によってしか、飛ばすことが困難であるとも聞き ます。 ロケットの「アクチュエータ」 47

参考にしています。 もちろん、これらが「超音波」を利用しているわ けではなく、「超音波の振動」を使い、尺取虫が這 うように、物体を「波打った形」に動かし、這わせて います。 超音波で 振動させる 「超音波モータ」の動作の仕組み また、人が手で触れると閉じる「オジギソウ」など の仕組みを参考に、「分子レベル」で動作を行なう 「分子アクチュエータ」の研究も進められています。 ・バイオ・ロボティクス このような、自然界の生物の構造や機能を元に 科学分野などに応用する研究や技術を、「バイオ・ サイエンス」や「バイオ・ミメティクス」と呼びます。 特にロポットの場合、「動物」の行動や機構の応 用が多く見られます。 この、「バイオ・サイエンス」と「ロポティクス」 を組み合わせた技術は、「バイオ・ロポティクス」 と呼ばれます。 有名な「お掃除ロポット」も、生物の「条件反射」を 応用した「バイオ・ロポティクス」の成果と言えます。 這う動き 対方向に 押される 0 「お掃除ロボット」は「バイオ・ロボティクス」の成果 ロボットの「センサ」と「アクチュエータ」 0 エネルギー効率 55 だまだ学ぶところが多いようです。 億年に及ぶ生物進化の「知と技術の蓄積」には、ま しかし、エネルギー効率に限らず、何億年、何十 つ改善されていくと思います。 今後の技術開発によって、こうした点も少しず です。 作が人間に追いつくのは、まだまだ遠い先のよう このほか、さまざまな要因もあり、ロポットの動 ます。 回収せずに廃熱している」という動作になってい 歩に必要なエネルギーを「モータから都度出力→ これに対し、ロポットは、安定性を重視し、 1 歩 1 少ないエネルギー消費に抑えています 再利用・・・」のようにサイクルすることで、 1 歩 1 歩を 利用して、エネルギーを「回収→再利用→回収→ 生物の脚は、「バネ」のような仕組みを積極的に き続けることも可能でしよう。 健脚な人なら、ロポットより一桁上の距離を歩 歩き続けることができます。 一方で人間は、同じくらいの速度で、何時間も 距離にすると「 4km 」くらいになります。 のは、「時速 6km 程度で 40 分間ほど」なので、移動 しかし、この先進的なロポットでも、活動できる できるようになりました。 ンケンしたり・・・と、もはや人と同じような動作が ト「 ASIMO 」は、歩いたり、小走りしたり、片足でケ たとえば、ホンダ社の先進的な二足歩行口ポッ 術をまだまだ上回っているようです。 しかし、生物の進化と淘汰の歴史は、人間の技

ロボットの「センサ」と「アクチュエータ」 とも言えます。 「モータ」は、 ・「可変抵抗」の電気抵抗の変化を利用する「角度 センサ」 ・スリットを通過する光のオンオフ信号で回転を 検知する「ロータリー・エンコーダ」 ・コイルの電磁誘導を使った「音声センサ」 ( = マイク ) なども、「センサ」に含みます。 「超音波測距センサ」は、「超音波」を利用し、反 射波が返るまでの時間から距離を測るセンサです。 マイクや半導体ではなく、「ピエゾ素子」を使っ て、超音波の放射と検知を行ないます。 半導体以外にも、 半導体以外の「センサ」 「アクチュエータ」の動作 「アクチュエータ」を構成するパーツの一部 ■ロータリー・アクチュエータ 「ロータリー・アクチュエータ」の代表例は を指示し、関節を曲げ伸ばしします。 首などの関節に搭載され、コンピュータから角度 「ロポット」の場合、「サーポモータ」は、手足や 指定した角度に回転できます。 しており、「制御信号の指定角」と比較することで、 内部に「角度センサ」 ( 通常は可変抵抗 ) を内蔵 の「運動エネルギー」に変換します。 いわゆる「モータ」を内蔵し、「電気」を回転運動 「サーポモータ」です。 光、温度変化、 ひすみなど 音声信号 ( 空気の振動 ) 反射 半導体センサ 波距 マイク 電気信号 ( 入力信号 ) コンビュータへ ロータリー アクチュエータ リニア アクチュエータ 指定した角度 ま 差を解消する 向きに回転運動 融モータの現在の角度 回転にあわせて 直線に運動 ネジ溝の シャフトを 回転 各種「センサ」の動作 また、「加速度センサ ( 傾斜角センサ ) 」「タッチセン サ」「圧力センサ」などを使って、姿勢制御や、周囲と のコミュニケーションを行なうなど、ロポットの用途 に応じて、さまざまな「センサ」が利用されます。 ■「アクチュエータ」と「モータ」の比較 「モータ」は、通電すると、一方向にグルグルと 回り続けます。 一方、「アクチュエータ」は、「伸び縮み」の動作 や、「回転運動」の動作を、任意に制御できる機構 をもっています。 動力を発生するという点では似ていますが、 「アクチュエータ」は、 「骨格」や「筋肉」を組み合わせた機構ー式 「アクチュエ - タ」のメカニスム 0 リニア・アクチュエータ 「リニア・アクチュエータ」は、直線方向の伸び 53 築用重機」などで利用されます。 大きな力を出しやすいので、重いものを扱う「建 構造的に「油圧」とは相性がよく、また「油圧」は うといったシーンで使われます。 ベルトコンべアと並行させながら加工作業を行な 「産業用ロポット」などでも、ロポットアームを しています。 る、「回転運動を直線運動に変換」する働きを利用 ネジ溝の「回転運動」や、ベルトやチェーンによ 縮みの運動を行ないます。

磁気や磁束密度など。 ・化学量 物質成分や濃度など。 ・化学・ ここに挙げた各現象を、「センサ」が物理法則や化 学法則を用いて観測しやすい別の形に変換します。 では具体的に、各計測対象にはどのような「セ ンサ」が用いられているのか、計測対象別に種類 分けして見ていきましよう。 ■機械量 ・加速度センサ 動きの方向と速度 ( べクトル ) を計測する「センサ」。 スマホやゲーム機のコントローラなどに搭載さ れ、ユーザーの動作をコンピュータに伝えたり、自 動車のカーナビや工アバッグに搭載し、より精密 なナビゲート、より安全な工アバッグ動作を実現 しています。 ・角速度センサ 物体の傾きを得ることのできる「センサ」。 「ジャイロセンサ」とも呼ばれます。「加速度セ ンサ」と併用し、物体の正確な動作、姿勢を計測す るのに用いられます。 ドローンの安定した飛行も、これらの「センサ」 があればこそです。 ・圧力センサ 外部から加わるカ ( 圧力 ) を計測するセンサ。 「はかり」として体重計などの重量計測で用い られたり、大気圧や水圧の「センサ」としても用い られます。 ■変位量 ・ロータリー・エンコーダ 回転速度 ( と回転方向 ) を出力する「センサ」。 ロポットなどに搭載される「サーボ・モーター」 で回転の制御に用いたり、身近なところではマウ 「センサ」の種類 「センサ」種類と仕組み ス・ホイールの回転検出に使われています。 ・距離センサ 振動計」という「センサ」があります。 流速計」や、振動を計測する「レーザードップラー 対象物の流速を計測する「レーザードップラー ・レーザードップラー計測器 35 電磁波の一種である光を計測する「センサ」です。 ・光センサ ■電磁波 が挙げられます。 身近なところでは一瞬で体温を測れる体温計 れています。 や衛生面で優れており、さまざまな場面で用いら 離れた場所から温度を計測できるので安全面 する赤外線の強度を計測して温度を計測します。 非接触型の「熱センサ」の一種です。対象物の発 ・放射温度計 路の一種としても使われています。 用し、突入電流抑制や過電流保護といった保護回 また温度によって抵抗値が変化する特性を利 熱検知に用いられます。 「サーミスタ」です。電子機器などの温度検知や過 対象物の温度を計測する「センサ」の代表格が ・サーミスタ ■熱 球速を計測する「スピードガン」に用いられています。 代表的なものとして野球やテニスなどの球技で 対象物の移動速度を計測する「センサ」。 ・速度センサ センサ」とも呼ばれます。 また、ミクロンオーダーの「距離センサ」は「変位 て距離を計測します。 基本的に「 LED 光」や「レーザー光」の反射を用い さまざまな方式の「距離センサ」がありますが、 対象物までの距離を計測する「センサ」。

電子工作と「アクチュエータ」 ー 00 ていて、中間点から徐々に角度が変化します。 小型のほうはトルクが小さいですが素早く動 き、大きいほうはトルクの関係で動きが遅くなる 回転仕様のものは、中間点で停止、パルス幅を ので、規格を確認してから購入しましよう。 変えると、正転側と逆転側へスピードが速くなる 仕様です。 ■サーボの購入 電子工作でのサーボ・モータも、ラジコン専用 だと高価なので、安く手に入れたければ、中国製 などが良いでしよう。 ステッビンクモータ サーボモータ 0 ステッビングモータの構造 ■サーボのコントロール 「ステッピングモータ」を簡単に説明すると、回 転するほうに磁石で溝が掘ってあり、その溝の数 サーポは電源を入れるだけでは動作しない変 が一回転のステップ数となります。 わったモータです。 コントロール信号という端子に、 PWM 方式で信 外側に相数ぶんのコイルが巻かれ、順番に電流 号を送らないと、動かない仕組みになっています。 を流すと、ステップごとに移動して回転します。 ・ PWM について P Ⅵ公 4 は「 pulse Width Modulation 」と言い、 ちょっと難しいので、簡単に説明します。 通常の波形 ( 図 1 ) は、ハイレベルの時間とローレベ ロータを抜いた状態ロータが入った状態 分解した状態 ルの時間は同じですが、この PWM は、ハイレベルの ステッピングモータの構造 時間とローレベルの時間の割合を変えることで回転 ■ステッビングモータの種類 する角度やスピードを変える、面白いモータです。 電子工作で使うもので通販しているものを紹 介します。 波形は、周期が 15 ~ 25ms の間隔で発生して、 小型のものだと、「 2 相」と「 4 相」があります。 Hi レベルの時間を 0.1 ( 図 2 ) ~ 2.5ms くらい ( 図 3 ) に変化させると、サーボも合わせて角度と回転速 度が変化します。 この幅を変化させる ST-42BYG02 SM-42BYGO 1 1 ステッピングモータ関連 ・ ST-42BYG020 ・・・ 4 相、 1.8 度 / ステップ、 12V / 0.33A ・ SM-42BYG011 ・・・ 2 相、 1.8 度 / ステップ、 12V / 0.6A ・ 28BYJ -48-5V ・・・ 4 相、 5.625 度 / 64 ステップ、 5 Ⅵ 0 . IA ドライバー基板付き Lo 28BYJ48 周期 図 3 周期 周期 図 2 PWM の波形 サーボ・モータ仕様が「士 90 度」の場合は、パルス の変化の中間点で停止し、短くすると「 -90 度側」へ 移動し、長くすると「 + 90 度側」へ移動するようになっ

「アクチュエータ」種類と仕組み [ 特集 ] 「センサ」と「アクチュエータ」一「環境を知る」「ものを動かす長 「電動」「ソノレイド」「圧電」「人工筋肉」 ■本間 「アクチュエータ」とは、電気などのエネルギー を機械的な動作に変換する駆動装置です。 「アクチュエータ」は、エネルギー源や運動形態 の違いによって分類され、非常に多くの種類が あります。 アクチュエータの分類 0 運動形態による分類 アクチュエータの運動形態は、「回転運動」「往 復運動」「揺動運動」に分類できます。 「揺動運動」は、限定的な角度で首振りをする 運動です。 それぞれの連動形態は、相互に変換可能なので、 複数のアクチュエータを組み合わせて、特定の目 的を果たすアクチュエータユニットを作る場合も あります。 ーエネルギー源による分類 アクチュエータのエネルギー源は、アクチュ 工ータの「目的」や「特性」に合わせて選択します。 一般に、「電気」「油圧」「空気圧」などが使われま す。 また、「内燃機関」 ( 工ンジン ) をアクチュエータ とする場合には、ガソリンなどの燃料がエネル ギー源になります。 一般に「電動アクチュエータ」は、大小さまざま なアクチュエータに用いられます。 電子制御装置と組み合わせて使うと、正確で緻 密なな作業に対応できます。 「油圧アクチュエータ」は、移動速度は遅いです が、大きなトルクが必要な機器に向いています。 「空気圧アクチュエータ」は、「油圧アクチュ 工ータ」と似た仕組みで動きますが、比較的低い トルクで、高速移動させるような用途に向いてい ます。 その他、温度変化で作動する「形状記憶合金ア クチュエータ」や、圧電素子の振動を回転運動に 変換する「超音波モータ」など、特殊なアクチュ 工ータもあります。 最もよく使われ、多くの種類があるのが、「電動 アクチュエータ」です。 ロポットの制御には、物体の位置を制御する 「サーボ・モータ」や、回転角度を制御する「ステッ ビング・モータ」がよく使われます。 直線的な往復運動には、「リニアモータ」が使わ れます。 「リニアモータ」の基本原理は、「電動モータ」と 同じですが、「リニアモータ」は「回転軸」をもたな いことが特徴です。 「 DC モータ」 ( 直流モータ ) の回転方向の転換 は、プラスとマイナスを反転させるだけでいいの ですが、高速回転中に反転させると、モータの負 荷が増大し、発熱が多くなって無駄に電力を消費 します。 これを避けるには、いったん電力供給をオフに して、回転速度が落ちてから反転させるような制 御を行ないます。 電動アクチュエ - タ モータの種類と制御 ■モータ制御の基本 「モータ制御」の基本は、①電力供給のオン / オ フ、②電圧コントロール、③回転方向の転換の 3 つ です。 39

「 DC モータ」では、「ロータ」にコイルをもち、 「ステータ」に永久磁石を使用。 ロータの回転軸に沿って、軸断面の円周を 3 分割するように「整流子」が貼り付けられていて、 ロータのコイルに結線されています。 通常の「 DC モータ」は、「プラシ」を「整流子」に 接触させて、電力を供給。 「プラシレス・モータ」では、「ステータ」にコイ ルを装着し、永久磁石を「ロータ」として回転させ ます。 「ロータ」の位置をセンサで検出し、インバータ 回路でコイルに流れる電流を制御。 「 DC モータ」では、プラシによる摩擦抵抗によ り、わずかながら発熱が生じ、エネルギーを損失し ます。 一方、「プラシレス・モータ」は、文字通りプラシ が存在しないため、振動やノイズが少なく、高効 率かつ高寿命です。 ただし、「プラシレス・モータ」は、インバータ回 路が必要なので、装置のコストはやや高くなりま す。 ソレノイド・アクチュエータ ■原理 置に鉄心を保持するようなタイプもあります。 永久磁石を組み合わせて、鉄心の移動後、定位 鉄心に「戻りバネ」を取り付けます。 鉄心の開放時に、押し戻す力が必要な場合には、 「鉄心」は開放されます。 ル」に吸着し、②「コイル」への電圧をオフにすると、 ①「コイル」に電圧がかかると、「鉄心」は「コイ です。 の吸着と開放によって伸縮するアクチュエータ た「コイル」と「可動鉄心」を組み合わせて、「鉄心」 「ソレノイド・アクチュエータ」は、銅線を巻い 「アクチュエータ」種類と仕組み 可動磁極 吸着 固定磁極 「圧電アクチュエータ」です。 「圧電体」の伸縮を利用するアクチュエータが だりします ( 逆圧電効果 ) 。 効果 ) 、「圧電体」に電圧を加えると、伸びたり縮ん 「圧電体」に力を加えると、電圧が発生し ( 圧電 鉱物や特殊なセラミックスなどがあります。 「圧電体」として使える物質には、「水品」などの ルギー」を相互に変換可能な物質のことです。 「圧電体」とは、「電気工ネルギー」と「動的エネ 圧電アクチュエータ コイル ■特徴 機構を加え、押し引きの動作を反転させます。 「ブッシュ」タイプでは、「プル」タイプにリンク 本仕様です。 「コイルへの引き寄せ」なので、「プル」タイプが基 「ソレノイド・アクチュエータ」の基本動作は、 イプの「プル」があります。 電源オンで押すタイプの「ブッシュ」と、引くタ ・押しと引き 停止し、オフで元の位置に戻ります。 工ータ」は、電源オンで一定の角度まで回転して 「ロータリー」タイプの「ソレノイド・アクチュ ものが「ロータリー」です。 直線往復運動をするものが「リニア」、回転する ・作動方法 ■主な分類 「ソレノイド・アクチュエータ」の原理 戻りバネ

「センサ」と「アクチュエータ」について 編 A D C A C A C D C A D A B A D A D A D 軸に動くように、「アクチュエー タ」を構成すると、ペンで文字を 描けるような仕組みが作れる。 だけれども、はて、どんな「アク チュエータ」をまず買えばいいの か、そして、どう制御すればいい のか、さつばり分からない。 「アクチュエータ」には、モータ以 外にも「ソレノイド」とかあるよね。 ソレノイドは洗濯機とかに使われ ているね。 いろいろ触りたい分野だよね。 ソレノイド「アクチュエータ」とい 「ソレノイド」の使い途 うのもあるんだな。 つまりそれは、電磁石 ! ! w 結局、「アクチュエータ」はシンプ ルなものが集まって構成される。 ロックを掛ける機構とかね。 ヘッドギアに取り付けて、 VR の 何かに使うとか。 カチカチいろいろできると面白 そうだよね。 スイッチにも使われているよね。 動くものは見た目に反映されて 面白いかも。 ただ当然、これ単体で動かすって のもナニだから、きっと、 3 D プリ ンタを使うとかして、なんか工作 的なものを作ることになるよね。 もちろん、 3D プリンタじゃなくて、 木工でもいいけど。 筐体があるといいね。ケース作り は知りたいところ。 筐体設計のほうが難しそう。 あと、けっこう、電流は多く流れ るので、何気に制御も難しいかも。 A 「 duino で直接は制御できない しね。 そうそう、もちろん、マイコン直結 は無理だろうね。 「パワー MOSFET 」とかかな。 そうそう。 大電流系はけっこう難しくて、い ろいろ大変かもね。放熱とか、電 源とか。 ハード屋には、たぶん、当たり前 のことなんだろうけど、ソフト屋 からは、基本的なことも分からな を「ハード屋」と「ソフト屋」 , C D C D A C D C D A D A D A D A D いことがけっこう多い。 こっちは、「つなげば動くの当た り前」だと思っているから、ノイズ とか放熱とか、なにそれ ? って いう感じだし。 ノイズ対策の本などは探せばあ るのでは。 ノイズ対策はあると思うけど、マ イコンのインターフェイスとして の本がほしい。 放熱の専門書は難しいかもしれ ないね。熱力学とかになるのかな。 経験的な話にもなるだろうしね。 放熱系はヒートシンクとか熱容 量の話になるのか。 どちらかと言うと、設計段階の試 行錯誤によるところが多いかと 思う。ようするに、熱暴走しなけ ればいいわけで w まあそうだね。 あと、人体と接触するなら、熱く なったらまずいわけだし。 「ケース・バイ・ケース」になるこ とが多いのではないかと。 僕は、ソフト屋なんだけど、けっこ う、アナログ回路の「動作範囲」っ てのが : 気持ち悪いんだよ。 ハード系は、経験値的なところも 多いので、そこがどうも難しい。 データシートで、書かれているこ とを元に設計するわけだ。 そうだね。テータシート大事 ! 動作範囲はデータシートに書か れている保証範囲だと思う。 複数の部品の総合的な範囲とい うか。 マイコンはソフトと違って、どう も試行錯誤か難しいというか面 倒臭いよね。 いや難しいんじゃなくて、たぶん、 本当に面倒臭いんだよね。 試行錯誤 ? ソフトならテパッガで止めながら 調べられるけど、ハードだと、ちゃ んとプローブ接続して、オシロで 見ないと分かんないじゃん。 しかも、なんかデジタル信号だと、 速度が速くて、よく見えなかった りとかするし。 それは、普通のデバッグと同じで は。 ハードのほうが、断然、大変だよ。 A D A D C A D A 編 C D A B オシロ面倒くさいよ。 確かに大変だけど w 変なところつなぐと、ショートし て回路壊れるし。 ソフトだって間違ったら壊れるよ。 ソフトは大丈夫だよ、バックアッ プとっておけばいいし。 ハードは出てきた現象の対策が 必要で、時間がかかるね。 それをいうと、ブレッドボードで 組んで、戻せるようにすればいい んじゃない ? まあ、それが手間だ というのは分かるけど。 ブレッドボードは、まあ使うとし ても、まあ、ソフトに比べて、手間 だよね。 ワンタッチでは出来上がらない からね。 今後ほしい「センサ」とか「アク チュエータ」とかある ? 人体の血糖値とかを手軽に測れる ような「センサ」があるといいね。あ と、人間の発する「臭い」から病気 の前兆を察知する「センサ」とか。 「センサ」単体というか、いろんな ものが : 情報を外部に公開するイ ンターフェイスを作ってくれると いい。家電の情報をスマホで取 得するとか、そういう汎用的なイ ンターフェイス。 BLE なら実現できるんじゃない かなと思っている。 いまはともかく、「センサ」ごとに扱 い方が違うので、何かしらの統一 されたインターフェイスがほしい。 「センサ」も「アクチュエータ」もマ イコンとか FPGA とかの処理性 能が高まることによって性能が 活かされると思う。 より高性能なマイコンが出てくる ことが今後の製品づくりに活か されるのではないか。 白物家電は「センサ」の塊ただ 技術者にとっての先進的な技術が、 必ずしもエンドユーザーが望んでい る便利で快適に使える機能という わけでもなく・・・技術者が目指す ものとエンドユーザーが欲しがるも のが近づいていくといいね。 今後ほしい「センサ」 79