ペンアームの組み立てとプログラミング ～レゴマインドストームEV3～
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レゴマインドストームEV3のペンアーム
教育用レゴマインドストームEV3の基本セットでペンアーム（Pen Arm）を組み立ててみた。
ペンアームはアーム（腕）型の構造でペンを保持してアームを上下、回転させることができる。
まずは簡単なプログラムでホワイトボードに円弧を描く事を目標にした。
尚、組み立て前はもっと複雑な図形や文字を描けるのではないかと想像していたのだが（当方のプログラミングスキルもあって）アームの上下と回転運動のみなので複雑な図形を描くのが難しいことが判明。
複雑な図形はペンを下に降ろした状態でX,Y軸にペンか紙かを動かすような機構であれば何とかなりそうなので他の人の動画やホームページを参考にしてそのうち試してみるつもり。
レゴの動画やプログラムは簡単なものから複雑な超大作まで海外も含めるとネット上に沢山あり、片っ端から作っていっても何年も掛かりそうぐらい存在している。
その辺もレゴの楽しい所の一つなのだと思う。
ペンアーム（Pen Arm）の組み立て動画
駆動部・センサー類の説明
ペンを掴む機構、アームの上下、回転をさせる為のＬモータ、各種センサーからできている
| ペンを掴む機構 | 上部の赤いネジを回してワームギアを使ってペンを締め付けて保持する ブロック１とブロック２とでペンを挟み込む
開いた状態
ゴムでペンを保持する
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| Ｌモータ（ポートB） | アームの回転運動用のモータ 上から見てマイナスパワーで反時計回り、プラスパワーで時計回りする
モータの回転をギアでアームの回転運動に変換している
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| Lモータ（ポートC） | アームの上下運動用のモータ 上下の棒状のブロックを動かすことによりアームを上下させる マイナスパワーで下げ、プラスパワーでアームを上げる
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| タッチセンサー | タッチセンサー タッチセンサーを押すとプログラムが動き始める様にした
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| ジャイロセンサー | アームの上部についているジャイロセンサー アームの回転角度を測定して回転運動の停止、アームの上下運動を制御する為に使用した
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| カラーセンサー | カラーセンサー 今回のプログラムでは未使用 海外の動画をみると色を判定したうえでタッチセンサーを押すとプログラムが動作する様にプログラミングしてあったが、今回のこのプログラムでは使用していない
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プログラム全体
タッチセンサーを押してスタート
まずアームを反時計回りに回転させた後、アームを下げて今度は時計回りに回転させて円弧を描く
ジャイロセンサーを使って元の位置に戻ったら回転を止めてアームを上げる簡単なプログラム
尚、記事の最後にプログラミングと実際に動かした時の動画を載せているので確認してみて欲しい。
| １ | プログラム開始 |
| ２ | タッチセンサーが押されるまで待機する |
| ３ | アームを反時計回りに回転させる（ジャイロセンサーの測定値はマイナスになる） |
| ４ | ５～７をジャイロセンサーの値が０以上になるまでループさせる |
| ５ | アームを下げる（ペンがホワイトボードに付く） |
| ６ | ０．５秒待機する（アームが下がりきるのを待つ時間） |
| ７ | アームを時計回りさせる（ペンで円弧を描く） |
| ８ | アームの回転を停止する |
| ９ | アームを上に上げる |
使用したブロック
今回使用したブロックは以下の３種類。
待機ブロック
指定した条件になるまで待機するブロック
タッチセンサーなどの各種センサー、時間などの条件で待機させることができる
 | プログラムの最初でタッチセンサーが押されるまで待機する ※タッチセンサーが押された後、後続の処理が実行される
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 | アームが下がりきるまで０．５秒待機する為に使用している
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Lモータブロック
重いものをゆっくり動かすのが得意なLモータ。
アームの回転と上下運動で使用している。
 | ポートBのLモータでアームを反時計回りさせる
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 | ポートBのLモータでアームを時計回りさせる
停止はジャイロセンサーの測定値に基づいて停止させるのでここではパワーオンのみ |
 | ジャイロセンサーの測定値に基づいてポートBのLモータをオフにしてアームの回転運動を停止させる
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 | ポートCのLモータをオンにしてアームを下げる 回転運動中は弱いパワー（ー１０）でオンにしたままにしてペンをホワイトボードに押し付ける ※パワーをオフにするとモータが若干でも元に戻ってペンが浮いてしまう
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 | ジャイロセンサーの測定値に基づいてポートCのLモータでアームを上げる
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ループブロック
指定した条件になるまでループするブロック
タッチセンサーなどの各種センサー、時間などの条件でループさせることができる
 | ジャイロセンサーの角度が０度以上になるまでループする 最初にアームを反時計回りに回転させるのでその時点でジャイロセンサーの値はマイナスになる 次にアームが時計回りしてきて最初の位置付近にくるとジャイロセンサーの値は０以上になる
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プログラミングと実際に動かしてみた時の動画
ペンアームのプログラミングと実際に動かしてみた時の動画
プログラミングの様子と実際の動きを動画にしいるので見てほしい
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