倅と一緒にArduino_ATCプラレール
目次
Arduinoを倅殿に与えて一緒に遊び始めました。
本件は、以前書かせていただきました「倅と一緒にArduino_Lぴか_Lチカ」の続きです。
やりたいことを、やっと倅殿が言ってくれたので、書き留めます。とはいえ、自力解決して困難に立ち向かえる力を養ってもらえると、彼自身の喜びも増すであろうという意味不明な考えから、基本的には質問されない場合は手出しをしないでいようという基本方針です。
そんなことを思っておりましたら、こんなことを考えている旨、言ってきました。
報告質問をしてきた趣旨は「これでできるのだろうか」と言ったところでしょう。
１、
やりたいこと
倅殿の性格を加味して、やりたいことを誘導しながら聞き出していたら、以下のような要望事項のようです。
プラレール（もしくはプラレールのようなもの）車両に自動列車制御機構をのせて、追突防止で停止と障害物がない場合の再運転。
A、プラレール車両をある程度自動運転にしたい
B、路側と車載側各々別の機構を作りたい（案件先送り：IT業界用語）
本記事では、それを書いて行くところから初めて、この記事では、まず要望事項まとめとハードウェアを暫定で用意するところまでを書かせていただきます。
ということで「A」に関して「それって何？」とインタビューして見ました。その結果として要望がわかったのですが、ここでは細かく書かないで、大雑把に書いておきます。
２、
要望まとめ(倅殿の野望)
【要望A】「プラレール車両をある程度自動運転にしたい」って何？
要件1、接近による減速・停止
要件2、障害物非検出時の自動運転開始
要件3、加速・減速のスムーズ化（インバーターチックな動きをさせたい模様）
と、いうことで、要件１〜2はソフト的には簡単であろうかと思います。3は少し面倒。
そもそもうまくコントロールできるかどうか、、、、
３、
購入部材(見込み：でも発注しちゃう)
ということで、いつも通りアマゾン様で以下のような品物を注文します。ぽちっ！
（到着まで時間がかかる隣国からの配送の方が安いので、ここでは多くの場合安い物を紹介していますが、お急ぎの方はどうぞ別の品を、、、、）
また、ホームセンターで購入したほうが安い品もあります。近所にホームセンターがある方はそちらも意識されるとよいかもしれません。
Arduino 本体 Nanoを選びました（列車の中に組み込むことを意識してて小さいものを選択）
HiLetgo Nano V3.0 ATmega328P 5V 16M CH340 Arduinoと互換 Nano V3 ケーブルなし [並行輸入品]
Arduino nanoとPCを接続するケーブルは、ミニUSBとなると思います。
ワタクシは100円均一でこの規格のケーブルを見つけてそれを使っていますが、商品としてはこちらであると思います。
miniUSBケーブル[40cm] ミニUSB充電ケーブル USB2.0対応 USBケーブル A：ミニBタイプ
接近を検知する接近センサーモジュール
KKHMF LM393 IR赤外線障害物回避センサモジュール Arduino用
DCモーター制御のモータードライブモジュール
HiLetgo L9110S Hブリッジ ステッパ モータドライブ モジュール デュアル DC ステップ モータ ドライバ コントローラボード
電線
赤
黒
電池ボックスは、組み込む対象がプラレールの場合、サイズ問題が出てきますので、「単４用」を２個買うか（電池はすぐ切れちゃいますね）、「単３＊２本用」を２個買うかということになると思います。(ワタクシの場合、100円均一にて携帯電話充電用のケース(単3が２本入るもの)を改造して利用しております。)
但し、動作させるプラレールなどに対して供給電流が足らないことも考えられます。このため単３も紹介して置きます。
ELPA 電池ボックス 単3形*2本用 ラグ端子 UM-322NH
また、実験段階では以下のようなものがあると何かと便利です。
ジャンパ線（オスオス）
ジャンパ線（メスメス）
ワニぐちクリップ
ブレッドボード
なども、別に用意します
プラレール（モーター車兼前方センサー車、Arduino＆モータードライバボード車、電池A車、電池B車)4両編成
これらの機材を、提供する代わりに、倅が大事にしているプラレールに組み込むです。
失敗したら、ゴメンなさい。
そう思っていたら、倅が100円均一でプラレールと、同じサイズの電池駆動列車模型型オモチャを買ってきてくれました。
ワタクシがプラレールを巻き上げて、改造することを予想したものと思われます。(彼には大事なコレクションらしいです。:)
上記の機材を購入して、倅殿に与えてみます。ワタクシも遊びたいので二個づつ購入
４、
回路として下図のように組んでみます
さて、配線ですが、以下のように考えます。
・赤外線接近センサーは、D9 に接続
・モータードライブモジュールは D6 と D7 に接続
5Vの供給をArduinoにさせようと思いましたが、どうやら、よくないことの模様で、別の電源を用意することとしました。（電池ボックスはこのために用意しました。）また、Arduino Nano自体に電源を供給する部分は図から割愛させていただいております点ご容赦ください。
Nanoは動作電圧が5V (7V～12V)max 500mAとのことなので、本体に対しての電源供給は、「アルカリ乾電池3本(4.5V)」(ちょっと足りないけどうごくっぽい)か、「角型アルカリ乾電池(9V)」で試してみようと思います。（ワタクシと同じことをする場合、毎度のことで済ませんが、機械が痛んだり壊れたり、その他の損害が出たとしても、自己責任で実施をお願いします。）
Adruino Nanoに対する電源供給は角型9Vアルカリ乾電池(おじさんはこれを006P[ゼロゼロろくピー]と呼びます、、、)
とりあえず今回は、これを発注するまでのお話ですので。ここまでですか、、、
【予告】
本件の続きですが、「倅と一緒にArduino_ATCプラレール_02(仮スケッチ)」と、題して絶賛執筆中(倅殿試験期間中につき行動停止中)です。よろしくお願いいたします。
実は仕様書のようなものを書いたのですが、あまり、ごちゃごちゃ書いてもこのページが読み辛くなるだけですので、機能と、スケッチだけ、ちゃっちゃと書いちゃいましょう。
倅には、頭の体操をしてもらうために、質問を受け付けつつ自作して、成功体験を得てもらいましょう。