メカトロニクス技術シリーズ
～迷路探索ロボット【マイクロマウス】のセンサ～

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Archives

■第1話 2022年12月
メカトロニクスとは （メカトロニクス技術シリーズ）

日常生活に欠かせない技術、「メカトロニクス」について解説しました。「メカトロニクス技術」は、CAD／ロボット／コンピュータ／プログラミングなどを学ぶ受講生さんには必須ですが、これらの講座以外の受講生さんも知っておくと「ためになる」技術です。

■第2話2023年1月
迷路探索ロボット マイクロマウスとは （メカトロニクス技術シリーズ）

大学や専門学校の「メカトロニクス技術」の授業は数式が多く、難解ですが、機械が初めての方にも「面白く、わかりやすい」ように、迷路探索ロボット「マイクロマウス」をテーマとして紹介しました。

■第3話2023年2月
迷路探索ロボット マイクロマウスのメカニズム （メカトロニクス技術シリーズ）

R2-D2のような、コンパクトな足回りで動き回る、メカニズムを紹介しました。CAD講座で使用しているAutodesk社「Inventor」を使用してみました。

■第4話2023年3月
迷路探索ロボット マイクロマウスのアクチュエータ （メカトロニクス技術シリーズ）

アクチュエータ（Actuator）【機械を動かす駆動部】についてお話しました。ステッピングモータ、DCモータなどが良く使われていますが、第4回は、皆さんの身の回りに沢山使われている、DCモータを動画で紹介しました。

■第5話2023年4月
私がCADをはじめたきっかけ

4月からCAD講座をスタートされる方、CAD講座受講中の方、CADに興味を持っている方、是非、お読みください。
皆さんの普段のトレーニングの励みになれば幸いです。

■第6話2023年5月
迷路探索ロボット マイクロマウスのパワーソース（メカトロニクス技術シリーズ）

パワーソース【機械を動かすエネルギー源】についてお話しました。

メカトロニクス技術シリーズ 第7話
マイクロマウスのセンサについてお話します。

センサ（Sensor）とは【検出装置】のことで、生物の五感に相当します。

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DCモータ駆動 マイクロマウス

■第6話 では、マイクロマウスのパワーソースとして、リチウムポリマバッテリを紹介しました。

■第7話は、マイクロマウスのセンサを紹介します。

図中、プラスチックケースに入っているのが、今回紹介する光電センサ、及びPSDなどの光センサです。

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光センサは、家電製品、自動車など様々な用途に使用されています。

光電センサ

物体の有無を検出するセンサです。赤外線を使用しています。

弊社で、瓶のラベルを自動で剝がす機械の設計を請け負ったことがあります。ウオータージェットでラベルを剥がしますが、ウオータージェットの霧で視界がゼロでも、光電センサは赤外線を使用しているので、3m先の瓶を検出することが出来ました。

光電センサ 

また、
・防犯システム（侵入者検出）
・駅の自動改札（人の出入りを検出）
・おトイレ（人の出入りを検出）
などなど、用途は無限です。

光電センサの仕組み

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キーエンスWebページに詳しく解説されています。
https://www.keyence.co.jp/products/sensor/photoelectric/

キーエンス 光電センサ

PSD (Position Sencing Device/位置検出素子)

物体までの距離を検出するセンサです。赤外線を使用しています。
弊社で、倉庫の搬送ロボットの設計を請け負ったことがあります。荷物までの距離を正確に検出することが出来ました。

PSD

PSDの仕組み

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Wikipediaに詳しく解説されています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/PSD

PSDのラインアップ

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シャープWebページに詳しく解説されています。
https://jp.sharp/products/device/lineup/selection/opto/haca/diagram.html

PSDは、スマートフォンカメラのオートフォーカスに使用されています。

スマートフォンPSD

光センサを応用したマイクロマウスを設計してみました。

3Dプリンタでブラケットを作り、
赤外線LED(発光ダイオード)
赤外線フォトトランジスタ　を挿入したものです

赤外線LEDから赤外線を発光し、壁に反射した赤外線を赤外線フォトトランジスタで受光します。

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 壁までの距離により、受光した赤外線の強さが変化しますので、受光した赤外線の強さをコンピュータで判断して、壁までの距離を求めます。

まとめ

メカトロニクス技術は21世紀の日本をけん引する重要な技術です。【学習に役立つ豆知識/スキル】  満載です。
第7話は、光センサのお話をしました。
第8話は、【マイクロマウスのセンサ….. 超音波センサ】です。    自動車のバックソナーなどに使われているセンサのお話です。

どうぞ、お楽しみに！

参考サイトURL

光電センサの仕組み キーエンス
https://www.keyence.co.jp/products/sensor/photoelectric/

PSDの仕組み Wikipedia
https://ja.wikipedia.org/wiki/PSD

PSDのラインアップ  シャープhttps://jp.sharp/products/device/lineup/selection/opto/haca/diagram.html