製作動機
元の製作動機自体は、以前の記事を参照頂ければ、と思います。
歩けない息子の足の代わりの移動手段としての電動機器
その操作練習を早めに始めるための機体として購入した子供用電動移動機器「Mottoy」
操作コントローラの課題については、前回記事の通り対応してジョイスティック等の各種コントローラで操作できる様にしました。
しかし、それでも息子はずっと怖がっていてなかなか練習が進みませんでした。
よく観察してみたところ、原因の一つは、
「突然動き出す等、移動速度が速すぎて怖がってる」
という事でした。
普段のおもちゃでは激しいのが好きなのですが、自分が動くモノについてはまだ不慣れな事もあり、激しい動きに過敏に反応してしまい、そこから拒否反応に繋がっている様です。
その拒否反応を何とか取り除きたいと思い、
今回の開発目標は
「Mottoyの移動速度を遅く変更すること(可変させること)」
を目指します。
それに加えて、
「乗ってて楽しくなる様なまるで遊園地の様な楽しい乗り物化」
も目指します。
完成品
速度可変した時のMottoyはこちら
電動車椅子の練習に向けた息子用モビリティの製作。
— おぎ-モトキ (@ogimotoki) 2019年2月23日
市販の子供用電動機器mottoyを、自作無線ジョイスティクでの操作ハックに加えて、今回 速度変更もできた！
元かまスピード固定&早く動きすぎで、息子は怯えてしまったので、これなら受け入れて貰えるかなぁ～(^-^)#家族のためのモノづくり pic.twitter.com/fL2kjVIKOW
更に 様々なコントローラ(電車でGoコントローラ/ Nintendo Laboバイク/ジョイコン)などにも対応させてみて、息子が好きそうなコントローラを模索してみます。
電動車椅子練習に向けた息子用モビリティをアップデート！
— おぎ-モトキ (@ogimotoki) 2019年8月14日
子供用電動車mottoy(モッティ)を改造して
①電車でGoコントローラ
②Nintendo Laboバイク
③自作ジョイコン
で操作できる！
その子の症例・好みに合った操作感で、遊びながら自分の意志で動く練習ができるよ！#家族のためのモノづくり pic.twitter.com/6HVpbO87HX
そして、息子に使って貰った様子はこちら
電動モビリティmottoyを息子用に改造したものを試走してみた！
— おぎ-モトキ (@ogimotoki) 2019年8月16日
市販品では怖がって泣いてた息子。
今回の改造ポイントである電車のゆっくり加速感が安心だったのか、全く泣かず受け入れてくれた！
自分のモノづくり趣味を通して、息子が新しい体験を広げるキッカケを作れた、と思うと、嬉しい(^-^) pic.twitter.com/ZN7MUlXRol
改造概要
先に言っておくと……
最終的には外装とモーター以外は全改造になってしまいました(笑)
元々は、前回記事で製作したハードウェア回路を元に、Mottoyマイコンに繋がっている4本の制御信号(右モータ前 / 右モーター後 / 左モータ前 / 左モータ後ろ)を別マイコンからPWM制御する事で速度変更する構想でした。
しかし、、
Mottoy制御ユニットにPWM入力
→ うまく動かん。制御ユニットの仕様が不明
Mottoyマイコン変更、専用2chモータドライバに置き換え
→ うまく動かん。Mottoy搭載バッテリの電圧不足？
バッテリー変更(ラジコン用Ni-MH電池/7.4V)
→ 無事に動いた！
更に、Mottoy制御マイコンをなくした事で、Mottoyの元機能にあったイルミネーション、音声再生がなくなってしまったため、ハック用のESP32マイコンで制御可能なMP3モジュール/イルミネーションLEDを接続しました。
その結果、Mottoyの中身は完全に入れ変わってしましました。
使用部品
・制御マイコン
・2chモータードライバ
Cytron smartdriveduoスマートデュアルチャネル10 Aモータードライバ
- メディア: おもちゃ＆ホビー
・バッテリー
ニッケル水素バッテリー
![NASTIMA 7.2v ニッケル水素バッテリー 超大真の容量4000mAh ラジコン バッテリー 多種類のRCカー用 タミヤコネクター付き[UL,CE,MSDS,UN38.3,RoHS 認証]](https://images-fe.ssl-images-amazon.com/images/I/51MrZQCUlIL._SL160_.jpg "NASTIMA 7.2v ニッケル水素バッテリー 超大真の容量4000mAh ラジコン バッテリー 多種類のRCカー用 タミヤコネクター付き[UL,CE,MSDS,UN38.3,RoHS 認証]")
[asin:B07LFSQ26G:detail]
・DC/DCコンバータ
![HiLetgo 3個セット 5A DC-DCステップダウン調整可能電源モジュール降圧コンバータ 4~38V 電源アウトプット1.25-36V [並行輸入品]](https://images-fe.ssl-images-amazon.com/images/I/51yZPlfaaCL._SL160_.jpg "HiLetgo 3個セット 5A DC-DCステップダウン調整可能電源モジュール降圧コンバータ 4~38V 電源アウトプット1.25-36V [並行輸入品]")
課題
一番悩んだのは、「モーター動作中のマイコン電源ノイズによるリセット」です。
特にモーターに負荷が掛かった際に突然ESP32マイコンがハングするという現象が多発しました。
オシロスコープで確認したところ、ESP32モジュールの5V電源がモーター負荷時に4V以下まで電圧降下するという現象が観測されました。電源ノイズを緩和するため、
・5V電源にバイパスコンデンサー追加(4700uFまで追加)
・モーター信号ラインにトロイダルコイル追加(470uHを追加)
をトライしてみましたが、現象は改善せず。。。
うーん、対策方法が分からない。。。なんでだ。。。
という訳で、暫定対策として、
「マイコンボードにUSBバッテリーを接続し補助電源として使用」を導入しました。
※ 誰か詳しい方、改善方法についてご教示ください！（涙)
終わりに
今回、Mottoyの速度を遅くした効果からか、息子が怖がる様子が減ってきて、ようやく電動乗り物を受け入れてくれる様になりました！
ただ、やはりMottoyで残った課題は「シーティング(座位固定)」ですね。息子の様に単独で座れない子供にはもう一工夫いりそうです。
こちらの解決策としては、Mottoy専用の座位固定シートを開発 or 購入する事で解決できないか、と思います。
#バリアフリー展 で見たかったモノの一つが 子供用電動乗り物Mottoyの姿勢保持
— おぎ-モトキ (@ogimotoki) 2019年4月20日
我が家でMottoyを自作コントローラで動く様に改造したけど、座位困難な息子が乗るには難しい。 むりやり乗せるのも大変で、手間がかさむと継続できない
簡単に搭乗できて電動機器操作を練習出来る環境を作りたいなぁ pic.twitter.com/QqM3gOGhFT
この様な「Mottoyの座位保持開発」と並行して、「座位保持可能な専用シート自体を乗せる電動台車を作る」という取り組みも進めていきたいと思います。
