🚀 はじめに (全員必読・5 分)
✅ いまの状況
3D プリントは全パーツ完了。ここからは組立・配線・動作確認の物理製作フェーズです。設計は検証済み (物理シミュレーションで歩行実証済み) なので、図面通りに組めば歩きます。
何を作っているのか
- 3D プリントのタチコマキットを、12 個の大型サーボ (脚 4 本 × 3 関節) で歩く 4 足歩行ロボットにします。
- 腕 (MG90S × 6)、キョロキョロ動く目 (× 2)、砲身内蔵のマイク・スピーカー、カメラ目も付きます。
- 頭脳は ESP32ESP32 (DevKitC)
このロボットの頭脳になる小さなコンピュータ基板。Wi-Fi 内蔵。USB でパソコンとつなぎ、プログラム (ファームウェア) を書き込む。 1 枚。サーボは PCA9685PCA9685
16 個のサーボ信号を同時に出せる基板。ESP32 からは I2C という 2 本線で命令を受け取る。このプロジェクトでは 2 枚 (board0: 脚+頭, board1: 腕+目) 使う。 2 枚を通して動かします。 - 操作はスマホのブラウザから (Web UIWeb UI
スマホのブラウザで http://192.168.4.1/ を開くと出てくる操作画面。歩行・腕・目・トリム調整・Wi-Fi 設定ができる。)。
4 人の分担 (レーン)
| レーン | 内容 | 最初にやること |
|---|---|---|
| 🦿 A. サーボ & 脚 | サーボの確認・中立中立 (1500µs) サーボの可動範囲のちょうど真ん中の位置。信号のパルス幅が 1500 マイクロ秒のときこの位置になる。組立ではまずサーボをこの位置にしてから部品を付ける。、脚 1 本を組んで 1.2kg 持ち上げ試験 | A1 サーボ準備と中立出し |
| ⚡ B. 電装 & ESP32 | PCA9685PCA9685 16 個のサーボ信号を同時に出せる基板。ESP32 からは I2C という 2 本線で命令を受け取る。このプロジェクトでは 2 枚 (board0: 脚+頭, board1: 腕+目) 使う。 2 枚の I2C アドレス / A0 ジャンパI2C アドレス / A0 ジャンパ I2C で基板を呼び分ける番号。PCA9685 は標準で 0x40。基板上の A0 というパッドをハンダで橋渡し (ブリッジ) すると 0x41 になる。2 枚使うときは必ず片方だけ A0 を閉じる。、電源系、ESP32 書き込み | B1 PCA9685 ×2 の準備 |
| 🔩 C. シャーシ & 腕 | ヨーサーボ 4 個、ポッドネック、バッテリー、残り 3 脚、腕 | C1 シャーシ組立 |
| 👀 D. 頭部ユニット | 目ポッド、砲身の音声ユニット、カメラ目 | D1 目ポッド ×2 |
| 🏁 E. 統合 | 全体配線 → トリム調整 → 歩行 → シェル | 全レーン合流後 |
⚠️ 全員に共通するボトルネック: サーボの中立 (1500µs)
サーボに部品を付ける工程は、どのレーンも「サーボを真ん中 (中立) にしてから」が前提です。中立は B レーンの ESP32 + PCA9685 から出すか、サーボテスターがあればそれで出せます。B が終わるまでは、サーボ軸に固定しない工程 (ねじ止め、接着、配線の下準備) を先に進めてください。
安全のきまり
- 配線を触るときはスイッチ OFF。できれば 2S LiPo2S LiPo (リポバッテリー)
リチウムポリマー電池を 2 個直列 (2S) にしたもの。満充電 8.4V、通常 7.4V。ショートと過放電に注意。作業中は必ずスイッチを切る。 の XT60 コネクタXT60 コネクタ
ラジコン用の黄色い電源コネクタ。極性 (+/−) が逆に刺さらない形になっている。 を抜く。 - バッテリーは金属 (工具・ねじ) の上に置かない。ショートは発火します。
- タッピングねじタッピングねじ
相手にねじ山が無くても、ねじ込みながら自分でねじ山を作るねじ。3D プリント部品の下穴に直接締める。締めすぎると穴が壊れるので「止まったら終わり」。 は「止まったら終わり」。3D プリント部品の穴は締めすぎると壊れます。 - サーボは手で無理に回さない (ギヤが欠ける)。回したいときは電源を切ってゆっくり。
- 初めて通電するときは近くに人を置き、煙・熱・異臭がしたら即 OFF。
図の見方と記号
- 各手順は 図 4 : 文章 6 の横並びです。スマホでは縦に並びます。
- 太字の点線付きの言葉中立 (1500µs)
サーボの可動範囲のちょうど真ん中の位置。信号のパルス幅が 1500 マイクロ秒のときこの位置になる。組立ではまずサーボをこの位置にしてから部品を付ける。 は触れると用語解説が出ます。ページ下にもまとめがあります。 - M3×10 のような表記は「ねじの太さ × 長さ (mm)」です。
- 「現物合わせ現物合わせ
図面通りにならない場所を、実物を当てながら位置を決めて仕上げること。少し削る・少し寄せるのは想定内。」と書かれた箇所は、実物を当てて位置を決めてよい場所です。 - 完了チェックはブラウザ (端末) ごとに保存されます。全体の進捗はトップページで管理者が更新します。
用意しておく工具
ねじ回しプラス #1 (M2.5/M2.6/M3)、#0 (M2, 極小)
ノギスサーボ・ホーンの実測用
テスター電圧 (6V/5V) と電流 (〜2A) を測れるもの
ハンダごてA0 ジャンパ、抵抗、コネクタ用
バイス (万力)脚のベンチ試験で固定
接着剤瞬間接着剤 (ゼリー状)、ホットボンド、エポキシ
ニッパー・ワイヤーストリッパーAWG16〜30
ドリル刃 φ1.2 / φ2.8下穴の開け直し用
1.2kg の錘ペットボトル 1.2L の水など + ひも
マスキングテープ・両面テープ・結束バンド仮止め・配線処理
📖 このページの用語解説
- サーボ (サーボモーター)
- 「何度の位置へ回れ」と指示すると、その角度まで回って止まるモーター。中に歯車と位置センサーと制御回路が入っている。線は 3 本 (電源+, GND, 信号)。
- 中立 (1500µs)
- サーボの可動範囲のちょうど真ん中の位置。信号のパルス幅が 1500 マイクロ秒のときこの位置になる。組立ではまずサーボをこの位置にしてから部品を付ける。
- ESP32 (DevKitC)
- このロボットの頭脳になる小さなコンピュータ基板。Wi-Fi 内蔵。USB でパソコンとつなぎ、プログラム (ファームウェア) を書き込む。
- PCA9685
- 16 個のサーボ信号を同時に出せる基板。ESP32 からは I2C という 2 本線で命令を受け取る。このプロジェクトでは 2 枚 (board0: 脚+頭, board1: 腕+目) 使う。
- I2C アドレス / A0 ジャンパ
- I2C で基板を呼び分ける番号。PCA9685 は標準で 0x40。基板上の A0 というパッドをハンダで橋渡し (ブリッジ) すると 0x41 になる。2 枚使うときは必ず片方だけ A0 を閉じる。
- Web UI
- スマホのブラウザで http://192.168.4.1/ を開くと出てくる操作画面。歩行・腕・目・トリム調整・Wi-Fi 設定ができる。
- 2S LiPo (リポバッテリー)
- リチウムポリマー電池を 2 個直列 (2S) にしたもの。満充電 8.4V、通常 7.4V。ショートと過放電に注意。作業中は必ずスイッチを切る。
- XT60 コネクタ
- ラジコン用の黄色い電源コネクタ。極性 (+/−) が逆に刺さらない形になっている。
- タッピングねじ
- 相手にねじ山が無くても、ねじ込みながら自分でねじ山を作るねじ。3D プリント部品の下穴に直接締める。締めすぎると穴が壊れるので「止まったら終わり」。
- 現物合わせ
- 図面通りにならない場所を、実物を当てながら位置を決めて仕上げること。少し削る・少し寄せるのは想定内。
もっと詳しく: 用語集 (全項目)