ロボット相撲で、自陣と敵陣を見分けるために床にグラデーションをかけて
方向判別されましたよね。

やってみないと分からないんですが、自陣に赤いセロファンで覆った白熱
電球、敵陣に青いセロファンで覆った白熱電球をおいて、ＲＣＸのライトセンサ
にもセロファンのカバーを付けることでゴールの方向を示す事が出来るような
気がするのですがどうでしょう。 ＲＣＸの光センサが可視光全域を検出でき
るなら可能性はありですよね。 なんか小学校の理科の実験並みですが。

（今気が付きましたが、偏光サングラスもありでしょうか？）

> やってみないと分からないんですが、自陣に赤いセロファンで覆った白熱
> 電球、敵陣に青いセロファンで覆った白熱電球をおいて、ＲＣＸのライトセンサ
> にもセロファンのカバーを付けることでゴールの方向を示す事が出来るような
> 気がするのですがどうでしょう。

おー！アイデアですね。
差を取ることで安定度を増す計画ですね。

MSF4の公開デモ用に作った、Jinさんの「うろうろ君5号改」なんですが、
床のグラジを実現できなかったんで、ライトセンサーを前に向けてあるんですよ。
向かって左側のモーターの上なんですが...
http://www.watch.impress.co.jp/pc/docs/article/20000821/minds05.jpg
# やだなこの写真、やっぱ (^^)

部屋の明かりを消して窓からの太陽光にすると、結構窓に向かって球を押していきます。

> （今気が付きましたが、偏光サングラスもありでしょうか？）

こっちも面白いです。
真上に互いに30°偏光面をずらせた照明を隣接してつけ、
1,2,3,All,1,2,3,None,...と高速で切りかえるんですね。

で、ロボットの偏光板付きセンサーはこれを見て、
各照明の強度比を解析すると、自分の方向を捉えられると...
でも、これだと180°回ってしまえばだめですね。

じゃなくって、各ゴールの上に今言ったような偏光面が回転する照明をつける。
ただ、回転方向は、真上から見ると同じ方向で同期している。
つまり競技フィールドの中で各ゴールの方向を向くと、
逆回転しているように見える。
0 < x < 90°偏光面がずれた2つ一組のセンサーを持っていれば、
これでどっちを向いているか判定できる。
真横を向いていると、円筒の側面を見ているように、
ほとんど強度はかわらないっと言うわけなんですが....

理屈通り行くかなあ。
偏光回転照明、昔NHKの天気予報で使ってましたよね。
予報図の上で、雨や雪が降ったりするやつ。
偏光板をはって作った絵と、
偏光板がモーターで回転する照明で実現していましたね。

あ、順次点灯して擬似的に回転するより、
本当にモーターで偏光板まわしたほうが面白いか...

うっひゃー そこまで深く考えてないですー。9_9;

> おー！アイデアですね。
> 差を取ることで安定度を増す計画ですね。
ライトセンサの前に、赤いセロファンと、青いセロファンを
置いて、モーターで動かして。。 自陣のセロファンの時に
明るくなる方向に電球＝ゴールがあるという発想です。


> こっちも面白いです。
> 真上に互いに30°偏光面をずらせた照明を隣接してつけ、
> 1,2,3,All,1,2,3,None,...と高速で切りかえるんですね。
>
> で、ロボットの偏光板付きセンサーはこれを見て、
> 各照明の強度比を解析すると、自分の方向を捉えられると...
> でも、これだと180°回ってしまえばだめですね。

えーと 自陣ゴールに縦偏向、敵陣に横偏向の偏向板で
おおった白熱電球を置いて、ライトセンサの前に横偏向と
縦偏向の偏向板を置いて、明るい方にゴールが。。。
回すなんて考え付きませんでした。。

偏向板って高いんでしたっけ。

> えーと 自陣ゴールに縦偏向、敵陣に横偏向の偏向板で
> おおった白熱電球を置いて、ライトセンサの前に横偏向と
> 縦偏向の偏向板を置いて、明るい方にゴールが。。。
> 回すなんて考え付きませんでした。。

結局連続点灯した可視光を使う場合、
暗室で使用しない限り周囲光をどう処理するかが問題ですよね。

色光より偏光のが周囲光の影響がなさそうだし、
受光素子の分光特性に差が出ないので有利ですね。
周囲光はあまり偏光していないケースが多いですが、
ガラスに反射した光や、青空からの輻射はかなり偏光してます。

ゴールのランプの偏光面は固定にして置き、
ロボットのほうで偏光板を回すまたは、
たて横２個用意して差を取るほうがよさそうですね。

CdSと抵抗でブリッジを作り、
コンパレーターを直結すると、
そのままでどっち向きか判定できる可能性があります。
たてと横どちらがよく受けられるかで方向を判定する訳です。


> 偏向板って高いんでしたっけ。

今、手に持ってたりします。
これは光学写真材料なので、高いやつなんですが、
工作用にフィルム状の安いのが出ていると思います。

近所のカメラ屋に有りそうです。 さてどうしよう。
http://www.henrys.com/cgi-bin/ncommerce3/ProductDisplay?prrfnbr=5502&prmenbr=631&CGRY_NUM=

> 近所のカメラ屋に有りそうです。 さてどうしよう。
> http://www.henrys.com/cgi-bin/ncommerce3/ProductDisplay?prrfnbr=5502&prmenbr=631&CGRY_NUM=

これは、カメラのレンズに嵌め込むフィルターですね。
性能としては十分だけど、ガラス板にくっ付いていて、
加工できないし、単位面積あたりにするとずいぶん高いです。
カメラにねじ込んだ後、偏光板を回転できるしくみになっています。
水面の反射を消して、水中の魚が写るようにしたり、
青空の明るさを押さえたいときに、便利なフィルターで、
私も持ってます。

工作用のフィルターは、プラスチックのフィルム状で、
折ったり切ったりできるものですので、
こっちを探した方がよいと思います。

お手許のLCDの裏表に貼りつけてあるんですが...
物によっては剥がしやすいものがあり、
パートのおばさんが、表面の保護フィルムと間違えて、
剥がしちゃって、大騒ぎになったことがあったっけ (^^;

> 工作用のフィルターは、プラスチックのフィルム状で、
> 折ったり切ったりできるものですので、
> こっちを探した方がよいと思います。
有り難うございます。 ちょっと見つかり難いかなーと思ったのですが、
ＡｌｔａＶｉｓｔａでpolarizing film を探したら一発でした。

http://www.e-sci.com/genSci/7/1035/1081/9985.html

で、驚いた事にこの店トロントに有るんですよ。 メールオーダーも
出来るみたいで、他にも面白そうな物がいっぱい有りそうです。
http://www.e-sci.com/contact.html
http://www.e-sci.com/

Jinさんご存知でした？

> パートのおばさんが、表面の保護フィルムと間違えて、
> 剥がしちゃって、大騒ぎになったことがあったっけ (^^;
小さな親切大きなお世話というやつですね。 ラップトップ用のＬＣＤ
だと「ペリッ」 と剥がすたびに 数万円の大損害ですね。 ひえー。

> http://www.e-sci.com/contact.html
> http://www.e-sci.com/
>
> Jinさんご存知でした？

初めて知りました。 なんだか面白そうなプロダクトがありますね。
Circuit Test Electronics catalogue なんて面白そう。

P.S.
トロントというと、 ヨット帽で有名なティリーハットなども有りますよね〜。

> > 偏向板って高いんでしたっけ。
>
> 今、手に持ってたりします。
> これは光学写真材料なので、高いやつなんですが、
> 工作用にフィルム状の安いのが出ていると思います。

http://www.kasetu.co.jp/jikkenkigu.html

こんなのみっけ。

> こんなのみっけ。

￥1800 なら低予算の我が家でも大丈夫 ^_^;

> ロボット相撲で、自陣と敵陣を見分けるために床にグラデーションをかけて
すみません、サッカーですもちろん。

> > ロボット相撲で、自陣と敵陣を見分けるために床にグラデーションをかけて
> すみません、サッカーですもちろん。

相撲でも面白いかもしれませんね。 土俵をバームクーヘン状すれば、
中心からどの程度はなれているか分かりますし。 （危険度？が分かる）

これ面白いかもしれないです。

> 相撲でも面白いかもしれませんね。 土俵をバームクーヘン状すれば、
> 中心からどの程度はなれているか分かりますし。 （危険度？が分かる）

土俵中心にMessage Ballを埋めておくとか (^^;

> > 相撲でも面白いかもしれませんね。 土俵をバームクーヘン状すれば、
> > 中心からどの程度はなれているか分かりますし。 （危険度？が分かる）
>
> 土俵中心にMessage Ballを埋めておくとか (^^;

自律相撲ロボットを作る上では 面白いアイディアですね〜。
プログラムは複雑になるのと、 RCXの配置などが少し難しいかもしれませんが、
自分が外を向いているか、中を向いているかが分かるだけでも随分いいかもしれ
ません。

実験したくなりますね〜。 手軽に、バームクーヘンもいいとも思いますが。
（紙を作るのが大変ですよねきっと）

> > 土俵中心にMessage Ballを埋めておくとか (^^;
>
> 自律相撲ロボットを作る上では 面白いアイディアですね〜。

歩行系には嬉しい方法です。 ボディと床との距離が常に変化しますから、
床の状態を読み取るのが簡単ではなさそうですから。

メインBBSでお約束の受光素子のレクチャーです。

受光素子は大きく分けて3種類あります。

1. CdS
硫化カドミウムが光に感応して、
抵抗値が変わることを応用した素子です。
抵抗値の変化は大変大きく、
アンプ無しで直接RCX/RDSの入力ポートに、
タッチセンサーとして繋げます。
ただ、応答速度が遅く、温度による特性変化が大きいため、
高速／高信頼性の用途には使えません。
CdSの名は硫化カドミウムの化学式そのものです。

2. フォトトランジスタ
トランジスタと同じ構造をしていますが、
ベースに当る線が外部に出ておらず（一部引き出しているものもあるが）
変わりにベースエミッタ間pn接合部への入光で、
コレクタ電流を制御する素子です。
トランジスタ同様コレクタ、エミッタ間に電源をつなぎ、
ここに流れる電流を出力とします。
入光量による電流変化は、大きくmAオーダーですので、
増幅器無しでも応用可能ですが、
応答速度はCdS, フォトダイオードの中間10μsオーダーで、
あまり高速の用途には向きません。

3. フォトダイオード
ダイオード同様、ひとつのpn接合を持ち、
ここに入光することで発電します。
構造的には、太陽電池と同じですが、
発電能力は大変小さくμAオーダーです。
応答は大変速く、機種によりns以下の応答が可能で、
また光の強さに対するリニアリティも大変よいので、
通信、計測用にはほとんどフォトダイオードが使われます。

---------------------------------------------
MindStormsのRCX用Light Sensorには、
フォトトランジスターが使われています。

また、IR Tower/RCX IR通信受光部は、
専用のIR Receiverが使われていますが、
この内部の受光素子はフォトダイオードです。

---------------------------------------------

ここに上げた以外にも、
光電管、フォトマルチプライヤーなど真空管や、
CCD、PSDなど面や線で光情報を得る素子などいろいろあります。

----------------------------------------------

ごめんなさい。資料を見ないで書いてます。
うそ、間違いを見つけ、どんどん突っ込んでください (_o_)

mac さんへ
> メインBBSでお約束の受光素子のレクチャーです。
レクチャー有難うございます！。

フォトダイオードって、考えてみたら太陽電池と同じなんですね。
反応が凄く早いから、フォトカップラーなどにも使われるんですね。
しかし、ns 単位で反応するんですか。

それでも、 光ケーブルなどの端末につける素子などは、ns 単位でも
遅いのかも知れませんね。 （光ケーブルの中に、何色も光をとおして、
Gbit 級で動かしていたりする場合）

色々有難うございます。

> フォトダイオードって、考えてみたら太陽電池と同じなんですね。
> 反応が凄く早いから、フォトカップラーなどにも使われるんですね。

フォトカプラには、いろいろな用途があります。
デジタル通信用のものは、高速性が要求されるので、
フォトダイオード、またはフォトダイオードを受光部とするICが使われます。

ロボットなどの回路で、
メカ駆動部と制御部を絶縁する用途では、
速度より、出力が大きく耐ノイズ性が高いほうがうれしいので、
フォトトランジスターが主な受光部です。

さらに高電圧大電力になると、
信号線を引きまわすこと自体厳しくなってくるので、
フォトトライアックや、フォトサイリスタを、
光ファイバーでトリガーするようになります。

> しかし、ns 単位で反応するんですか。

フォトダイオードの中でもPIN型は特に高速です。
http://www.hpk.co.jp/products/ssd/PDJ/MetPINJ.htm
1nsで1GHzですので、増幅部もGaAs AMPや、
基板もマイクロライン化した、テフロン基板など、
普通の回路とは形相からして別のものになります。

ＲＣＸの入力点数を抵抗ネットワークだけ使って、
拡張した人がいましたよね、 すみません、ＵＲＬ
ご存知でしたら教えて下さい。> Jinさん。

これを探して、情報局の過去ログを検索したのです
が、入力、出力共に拡張する計画がいっぱいあった
のですね。
どっかにまとまったリンクがあると助かりますね。

http://www.pressroom.com/~wesm/mStorms/IOExtender/IOExtender.html
でもないし、

いま、探してみたんですが、見つけられませんでした。 あれ〜。 何時だったかな〜

めっけ。

http://www.plazaearth.com/usr/gasperi/3rmux.htm

これですよね？

ここに、いろんなセンサーが沢山紹介されていました

http://www.plazaearth.com/usr/gasperi/lego.htm#limits

抵抗ネットワーク式は、手軽でいいのですが、

http://members.axion.net/~rduff/rcxinput.html
の様に、アクティブ回路を組んだのと比べ、
中途半端に押されたとき、誤認識する確率が高いいようなきがします。

もっとも、2度読みして安定を見るなど、それなりの注意をすれば、
使えるし、アクティブ回路付きでもアナログに変換して読む以上、
そういった考慮をしないとだめだと思います。

思ったほど簡単ではなさそうですね。 考えているのは
３端子レギュレータで基準電圧を作って、なるべく精密な
抵抗で分圧して電圧を読もうと思っています。
最初は能動素子無し、抵抗のみを目論んでいたのですが
電池の電圧が変動するので無茶かなーと。
問題は、「接点が何個読めるか」ですね。 ＲＣＸの
解像度１０ｂｉｔは当然無理としても、６個ぐらいは
何とかならないかなー なんて甘いことを考えてます。

＊＊ いま抵抗の組み合わせパズルをやってます。

> 思ったほど簡単ではなさそうですね。 考えているのは
> ３端子レギュレータで基準電圧を作って、なるべく精密な
> 抵抗で分圧して電圧を読もうと思っています。

http://www.plazaearth.com/usr/gasperi/lego.htm
Sensor Basicsの表を見ると、RCXの入力は、+5Vに10kΩでpull-upした、
AD入力から、電流が流れ出しているだけに見えますね。

そうなると、定電流を吸い込んでやるのが最もリニアリティを得られます。
アクティブモードのときの、+9Vは変動しますが、
読み取り期間の+5Vは変動していないんじゃないですか？

一定の抵抗をつないで、電源電圧を7〜10V振ってやれば裏を取れると思います。

結局DA変換器を素直に使っちゃった、
http://www.multimania.com/lzago/robotics/dac.html
が、その特質をよくつかんでいると思います。

後はこれにショットキーDiによる低drop整流器をいつもの様に付ける訳ですね。

後は、パッシブモードで動かすため、
定電流Di、FET, Trで低電流回路を作りセンサーの押され具合の変化を、
吸収しようというアプローチがありますが、
ばらつきが多くセレクトしないとだめだし、再現性が悪いですね。
何しろ、最大500uAで4本つけるんだと、その1/16, 30uAが1 bit分ですからねえ。これは無理ですね。

素人の特権 − ”取りあえずやってみる” ことにします。 ^_^
お笑い電子工作サイトの本領発揮ー。
（お気づきでしょうか？ ホームページのロゴはパロディです。）