悲報：Anki OverDriveの車が壊れました。
35年ぶりのハンダはものすごくへたくそでした。
Anki OverDriveの車の内、1台のリチウムイオン電池の調子が良くないので交換することにしました。
Amazonで3.7Vの150mAhの電池を買いました。
間違いはココから始まりました。
色々やりましたが、結果、車に搭載されているコントローラを壊してしまったようです。
今回、やってしまった間違いと結果を簡単に記載します。
電池が大きくて入らない。
元々Anki OverDriveに使っている電池は75mAhです。
ネットの記事に150mAhのものに変えたと書いてあるものがあったので大容量がいいよねと思い150mAhの電池を買いました。
ネットの情報を参考にしながらAnki Overdriveの車を分解しました。
ボディーカバーを取るとこんな感じです。
車体から基板を外すと電池がありました。
今回買った電池と並べてみると、さあ大変、入りません。
電池は基板の下に入れるのですが入らないので車体の外に置くことにしました。
ちなみに電池はハンダ付けが必要で、ハンダごても買いました。
ハンダ付けは35年ぶりです。
昔は試作の際にＩＣをプリント基板に自分でハンダ付けして色々と試していました。
徹夜でハンダ付けしていたこともあり、それなりに出来ていました。
でも、35年ぶりのハンダ付けは本当にへたくそで、指を火傷はするわ、ハンダはつかんわ、大変でした。
悪戦苦闘を重ね、なんとかハンダ付けが終わり車を組立てました。
電池を本体にテープでとめればできあがり。
ということで走らせてみたのですが、超高速で走って行ってコントロールできていません。
何が起きたのか確認するために前の電池に代えてみたらファームウエアのアップデート画面になり、アップデートが終了しても再度アップデート画面がでるようになりました。
どうやら150mAhの電池に交換した時のハンダ付け作業で基板にダメージを与えてしまったようです。
ハンダでピン間がショートしたかハンダの熱でチップにダメージを与えてしまったようです。
情けない限りです。
これからもハンダ作業をする可能性がありますので練習が必要ですね。
壊れた車の修復は無理なので残りの1台で細々遊ぶか追加で1台を手配するかです。
日本では売っていなくて買うとしたらe-Bayになります。
本体は2000円弱で送料が2000円程度になります。
急いで買う必要はないので気が向いたときにでも手配しようと思います。
全てはへたくそハンダが原因です。
残念。
今日はここまで。
では、また。
クモ型ロボットにチャレンジ！
3年前に動かすことを断念したんですよね。
アメリカには楽しいオモチャが沢山ありました。
僕はアメリカで2年暮らしましたが、その際に単身だったこともあり沢山のオモチャを買ってしまいました。
今回紹介するオモチャもその中の一つです。
実際には足は4本しかないので4足歩行ロボットではありますが。
実は僕は、このロボットを組み立てはしましたが結局動かすことができませんでした。
組立ては本当に大変でした。
膨大な数のネジがありました。
それがコレ。
合計すると300本弱のネジがあります。
M1.2 に至っては100本あります。
このネジと格闘して組み立てることになります。
当時のことを思い出しながら書いた記事がコレ。
そしてこれが今の姿です。
都合によって配線のコネクタは外しています。
裏側の写真
脚の写真 沢山のM1.2 のネジがあります。
これがコントロール用の基板です。
今から思えば当時はこのロボットに使っているArduinoのことも良く知らないで動かそうとしていました。
Raspberry Piを持っていて動かすことができていたので甘く考えていたフシがあります。
日本に帰ってきた後に、スイッチサイエンスのM5Stackなどで遊ぶ機会があり、Arduinoについての知識も少しではありますが手に入れることができ始めています。
そして今回、メルカリで新たにロボットを買ってしまい、それがArduinoで動くことから、折角なので昔動かすことができなかったクモ型ロボットを動かしてみようと思い立った次第です。
ちなみにメルカリで買ったロボットはコチラ。
これにArduino UNOを載せて動かします。
これを何に使うかというと、以前書いた記事にあるコレを載せるためです。
これを載せて自動で動かすためで、そのためにはリレーモジュールが必要で、リレーモジュールを動かすためにarduinoが必要で、Arduinoを使うなら折角だからArduinoで動く移動用ロボットを準備するか、ということで買うことにしました。
クモ型ロボットの再稼働へのチャレンジを始めたのが昨日でできれば数日中に動くようにしたいと思っています。
今は英文マニュアルと悪戦苦闘中でして、マニュアルの最初から作業をやり始めています。
無事に動かせるようになるとこんな感じになります。
追加手配が必要になりそうなのが電池です。
ロボット本体の電池は充電式なので問題ありませんが、操作用コントローラの電池は充電式ではなく、また日本では馴染みが無い電池です。
これがロボット本体用の電池
これが操作用コントローラと電池
無事に動かせることができるようになったら手配したいと思います。
今日はココまで。
今から作業に戻ります。
では、また。
Anki OverDriveが脱輪する原因が推定できました。
問題はリチウムイオン電池でした。
前の記事でAnki OverDriveを3年ぶりに動かしたが、2台の車の内、1台が走行路学習の際に脱輪して止まると書きました。
その後、何度も車を動かしたり、ネットを調べていくことで原因を推定できました。
車に搭載されているリチウムイオン電池が原因でした。
リチウムイオン電池は問題の多い電池です。
今回の現象は、劣化した電池で比較的大きめの電流を流そうとした際に電圧が低下しシステムがシャットダウンしたことが原因と思います。
Anki OverDriveは３，４年前にアメリカで買ってアメリカで遊んでいましたが使用頻度は極めて低かったと思います。
せいぜい数回ですね。
それでなぜ電池が劣化？
問題は、満充電状態でほったらかしていたことにあります。
保存劣化です。
リチウムイオン電池の容量劣化の原因として，サイクル劣 化と保存劣化があります。
サイクル劣化とは，充放電サイク ルを繰り返すことによって発生する容量劣化であり，サイク ル回数に依存します。
保存劣化とは，充電状態の電池に発生す る容量劣化であり，充電完了後から放電を開始するまでの保 存時間に依存します。
満充電の状態で劣化が起きるのは、電池の中で起きている化学反応に依存する問題で、満充電状態では化学反応が促進されるということに起因しています。
今回の件は、保存劣化によるリチウムイオン電池の劣化に起因した現象と推定できます。
というのも、問題の車を長時間充電したら何とか走行路の学習まではできました。
でも、高速走行しようとすると車の電源が切れて止まるという現象が出ました。
それではということで、低速で走らせ続けるといつまでも走り続けます。
下の動画は、問題の車を走らせたものです。
最初の1周はゆっくりと走って走行路の学習を行い、
次の1周で学習結果を確認しています。
そしてスタートラインに戻ってきたらテールランプを赤く照らして準備OK。
通常ではスタートダッシュ、とやるのですが、バッテリーの状態が悪いということを考慮して最低速で走らせました。
電池に負荷をかけないように最低速で走り続けるうえでは問題が無いようで何周でも走っています。
ところが通常走行に戻して暫くすると大きめの電流が流れたようで電源が切れて車は止まりました。
まず間違いなくリチウムイオン電池の劣化が原因と思います。
同じようなことが起きた人は沢山いるようで、バッテリーに関する記事や電池交換のための動画が沢山ありました。
僕の車を治すには同じようにして電池を交換するしかないようです。
電池は、3.7V 75mAhのものですが、交換する際には、100mAhまたは150mAhのものと交換するかなと考えています。
交換にはハンダ作業があるのでハンダこても買わないといけません。
色々物入りになります。
Anki OverDriveを別の人に譲るにはアプリの問題もありますのでアプリを日本で手に入れる手段を見つけることができたら電池を買って交換しようかなと思います。
今日はここまで。
ではまた。
Anki Over Driveを久々に動かしました。
3年ぶりに動かしました。
アメリカに出向に行っていた時に色々なオモチャを買いました。
その中でもお気に入りが、今回紹介するAnki Over Driveです。
なにそれ？と思われるでしょう。
一言で言えば、レールのないレーシングカーセット、です。
これを見た時は衝撃でした。
僕がちいさいときにあったものは、走行路にレールというか溝が掘ってあり、そこに車のバーをはめ込んで走らせるというものでした。
下の写真のようなものでした。
走行路に溝が掘ってあるのが判ると思います。
この走行路を2台の車で競争したわけです。
ところが、Anki Over Driveは違っていました。
これがAnki Over Driveです。
アメリカでは時々遊んでいましたが、2年半前にアメリカから帰った後は箱に入れたままで一度も遊んでいませんでした。
今、アメリカで買ったオモチャの中でもういいかなと思うものをメルカリで売っていますが、そろそろネタが尽きてきました。
残りは、BOSEのスピーカー2台、Anki Over Drive、くも型ロボット2台、スターウォーズのＸウイングが残っている程度です。
Anki Over Driveに関しては、売るか、自分で使うか、姪っ子のところの子供にプレゼントするか、という選択肢があり、クリスマスも近づいてきたので今回、開梱して動作確認をすることとしました。
ということで箪笥の上に置いていた箱を降ろしました。
この中に走行路と車が2台と充電ステーションが入っています。
まずは走行路の説明をします。
これが走行路です。
プラスチックっぽい素材でできているシートというか板です。（ふにゃふにゃします）
このシートを組み合わせて走行路を作ります。
シートの端部には、下の写真のような凸型のはめ込みがあり、接続するシートのの間で凸型の出っ張りをお互いにはめ込むことでシートの固定をします。
このシートは表面がツルツルで何もありません。
白い線が断片的に見えるだけです。
このシートを組み合わせて走行路を作りました。
それがコレ。
立体交差もあります。
走行路ができたので車の準備に入ります。
それでは充電開始。
充電ステーションに車をはめ込みます。
充電中は、車の上部にあるLEDが赤とか青い色に光ります。
充電が進むとLEDが緑に変化します。
左の車は順調に充電できたのですが、右の車の様子がチョット変でした。
ちゃんと充電できていないような雰囲気でした。
車を拡大して見てみると、
結構カッコいいですよ。
車の充電も終わったので早速走行開始。
操作は、iPadに入れたアプリで行います。
これがですね、僕のiPadはアメリカで買ったもので、その中にAnki Overdriveのアプリを入れていました。
それを使うので問題はありませんが、日本のAppStoreでアプリを探しても出てきませんでした。
おいおい売れないし、子供にプレゼントできないじゃない。
困ったな、時間があるときにもう少し詳しく探してみるか、と一旦横に置いておくことにしました。
アプリを起動すると下のような画面が出て、幾つかの遊び方が選べるようになっています。
1人で遊ぶモードを選び、
テスト走行を選び、
車を選びます。
走行させるときに走行路の学習が始まります。
下の動画が走行させたときのものです。
最初の2周は自動で走行路データの収集を行っています。
1周目は低速で学習し、2周目は高速で学習しています。
動画の27秒の所で後ろのブレーキランプが赤く点灯していますが、それが学習終了の合図です。
この学習データを使ってiPadを操作して車を走行させます。
指示はアクセルとブレーキ、それとステアリング。
ステアリングはiPaｄを傾けることで方向の指示をします。
下の動画の38秒の所からがiPadを使って運転しているもので結構なスピードで走らせても脱輪することなく安定して走っています。
これは凄いことです。
オモチャとはいえ脱帽です。
youtu.be
上の動画は1台で走行した時のものですが普通は2台でレースをします。
1台を人間が動かし、もう1台をシステムが動かします。
今回は、充電の時に気になっていた車が不調でレースができませんでした。
不調の内容は、最初の学習を完了できないという内容です。
その動画がコレ。
2台で学習するときは、上手くできていて自動的に2台が前後に並んで走るようになっています。
2周目に入って速度が上がった後に車の電源が勝手に切れてしまい脱輪して終わります。
これは困ったと、回転方向を変えてみましたが、もっとへんてこりんな現象が起きました。
2周目に入った時に反転して逆走を始めて途中で止まってしまいました。
その動画がコレ。
これは困りました。
不調の車を治さないと遊ぶことも売ることもプレゼントすることもできません。
それに加えて日本のAppStoreでアプリを探さないといけません。
色々なことが起きるものですね。
楽しむにも工夫も時間もかかります。
今日はここまで。
では、また。
（記事後記）
参考動画です。
ちなみに今、Amazonで買うとバカ高い金額です。
それにしてもアプリはどうするんだろう？
![Anki Overdrive Starter Kit [並行輸入品]](https://m.media-amazon.com/images/I/41gaFqIFEcL._SL500_.jpg "Anki Overdrive Starter Kit [並行輸入品]")
Gripper Arm Robotを組立てました。
これ本当に対象年齢が10歳以上？
Gripper Arm Robotを組立てました。
感想は、非常に手間取った、です。
部品点数が多いわけではありません。
面倒な電子部品があるわけでもありません。
でも、組み立て要領書の所々に無理なことが要求されていたり、それを守らなかったら何が起きるかが判らなかったり、何種類もの似たネジが同じ袋の中に入っており、間違えて使うとネジが足らなくなったり、と、ちょっと親切ではない面を感じました。
10歳の子供が組立て始めたとしたら、最後は父親が作り上げていた、ということになるなと思った次第です。
ということで僕もやってしまいました。
六角ナットの設置の姿勢に関する指示で、六角の角が上に向くようになっていましたが、どうやっても実現できず、平面を上に向けることで妥協したり、2種類のギヤを組み合わせてモータの動力を伝達するのですが、最後のモータを組み立てるとき、ギアが1種類しか残っていないことに気づき、あれ？間違えたんだ、となりました。
でも組立て要領書を見る限り、ギヤ比も同じでサイズも同じに見え、せいぜい材質が違う程度かな、まあ不都合なことが起きれば動かし方で工夫すればいいや、と修正はしませんでした。
そうやって作っていき、結局1日仕事で作ることになりました。
できたのがコレ
組みあがった写真がコレです。
まずは全体像
結構大きいですよ。
上から見てみると、
アームのことろは、
動かしてみました。
動いていますっていう感じの音をたてていますね。
今は手動コントローラで動かしていますが、これをRaspberry PiまたはArduinoで動かそうと思います。
そして最終的には移動体に載せる。
単に乗っけただけではありますが、こんな感じになる予定です。
これが動いて、搭載しているカメラで画像認識を行い、アームで取り上げて所定の場所に持っていく。
これを作ろうと思います。
今日は、ここまで。
では、また。
Gripper Arm Robotを買いました。
SDRの次のオモチャを手に入れました。
雑誌Interfaceに出ていたロボットがメルカリに出品されており、かねてより手に入れたいなと思っていましたが、価格がまだ高くて手を出していませんでした。
それが数日前に価格が下がり、もう少しで手が届くところまで来ました。
そこで出品者に追加の価格低減を打診したところ快諾して頂き、念願のロボットを手に入れることができました。
アームタイプなので単独では移動できません。
また、コントローラを使っての手動操作です。
これをRaspberry Piを使った自動運転？というか画像認識との組み合わせや姿勢制御などを追加してみたいと思っています。
サイズの問題があるので搭載できるかどうかが不明ですが、手持ちのAIカーに載せることも考えようかと思っています。
大人のオモチャですね。
Gripper Arm Robotって、どんなもの？
Amazonで売っているページがコレ。
Youtubeに載っている動画がコレ。
このロボットは、5つのモータと5つの関節を持つ有線リモコン型のロボットです。
この有線リモコンで、5つのモータを動かし、旋回、持ち上げ、ひじ・手首・グリップを使った動作ができます。
対象年齢は10歳以上なので64歳の僕も対象範囲内です。
ちなみにサイズは、全高：380㎜、全幅：160㎜です。
実物はコレです。
メルカリから届いたモノがこれ。
なかなかカッコいいですね。
今から組み立てるわけですが、組みあがったらこんな姿になるようです。
SDRで頭が疲れてきたら気分転換として組み立ててみようと思います。
今日はここまで。
では、また。
続報：HackRF One PortapackでFMが聞けない理由が判りました。
どうやら原因の候補は３つあるようです。
前の記事を書いた後もネットを調べていると今回、僕のHackRF One Portapackに起きたことが判ってきました。
FMが聞けない原因は３つあるようです。
それは、
１）LNA（Low Noise Amplifier）が破損してしまった。
２）HackRF One cloneが低価格の部品を使ったために正規品より感度が悪い。
３）そもそもHackRF Oneの受信感度が低い。
これらのどれかが今回の件の原因のようです。
それではひとつずつ見ていきたいと思います。
まずはLNA(Low Noise Amplifier)が破損してしまった。
その記事がコレ。
この記事の中に気になる記載がありました。
The HackRF one design is known to be faulty. See the attached issue thread on github, which I raised more than three years ago. I designed and sold an improved SDR that fixes the flaws outlined in this Github issue: https://github.com/greatscottgadgets/hackrf/issues/541
HackRF Oneの設計に欠陥があることは知られており、その欠陥とは定格以下の入力信号レベルにおいてもLNAが破損する可能性があるということのようです。
問題となっているLNAは下の図のRXラインの第一段目のLNAです。
HackRF OneではRXラインの最初のアンプとTXラインの最後のアンプには同じ型式のアンプ（MGA-81563）を使い、かつゲインも同じ14dBにしています。
このアンプが壊れるようです。
問題は、メーカがこのアンプの生産をやめたようで交換ができないということです。
ちなみに記事の中には当該部品の交換の様子が号が出ていますが二次災害が起きそうなので僕はやめておきます。
世の中には猛者がいるものです。
原因がこれである可能性は、昨日の記事に載せた下の図にある測定結果からは低いと思います。
というのもMHz帯はNGですがGHz帯はＯＫなのでLNAが壊れた可能性は低いとは思います。
部品が壊れるときは電流による破壊と電圧による破壊の2つがあります。
電圧で破壊された場合には部品が吹っ飛んでいますし、電流で破壊された場合には燃えたり変色します。
LNAの場合は電流による破壊と思いますので破壊した時には上の動画にあるように変色した部分が見られるはずで目視で判ると思います。
ということで念のために分解して確認してみることにしました。
下の写真のSMAコネクタ周辺が該当部分ですが、部品が吹っ飛んだり燃えたり変色している姿は確認できませんでした。
問題なしです。
結論から言いますとLNAは破損していないと思われます。
Cloneは安物のLNAを使っていて正規品のLNAと違う？
正規品がLNAとして使っていたアンプはMGA-81563です。
でも、Cloneにおいては価格を抑えるために別の部品に切り替えたり、正規品で使っているMGA-81563に上記のような問題があることから別の部品に切り替えている可能性があります。
下の記事にそれらしい記載もあります。
github.comということで分解した際にCloneで使用しているLNAのアンプがなにかを併せて調べました。
上の写真では見にくいですが、LNAの部品表面に815という表記がありました。
ネットに出ていた下の写真の黄色の矢印で示されている部品にも815とありましたので同じものだと確認できます。
ちなみにこの部品が回路の上のどこかというと下の回路図のRX LNAのMGA-81563になり、その型式の一部である815が記載されていると思われます。
最近の部品は表面実装でサイズが小さく型式確認もままならず部品が正規品と同じであるという断定はできませんが少なくともCloneである限り回路は同じなので部品の特性バラツキの範囲の問題はあるが極端な違いは起きにくいと思います。
結論から言いますと部品の違いによる影響は特性劣化の可能性はあるが大きく特性を悪化させる可能性は低いと思われます。
そもそもHackRF Oneの受信感度が低い？
非常に気になる記事を見つけてしまいました。
その記事には、HackRF OneはRTL-SDRやSDRDPlayよりも低周波における受信感度が悪いというものです。
記事にあったのはShortwaveで、これは3～30MHzの周波数の電波になりますが、今聞こうとしているFMは76～95MHzなので、そんなに離れてはいなく、HackRF Oneのカバーする周波数帯が、1MHz～GHzとなっているのでFM帯域も低周波と同じような特性と見るべきかなと思います。
問題の受信感度ですが、記事にあったデータがコレ。
HackRF Oneの受信感度はRTL-SDRよりも数十dB劣っているように思えます。
この結果を見ると今回、僕のHackRF One Portapackで起きたことも理解できるように思えます。
信号が無いわけではなく信号レベルが極端に低い、アンテナを代えると信号レベルが少し高くなった、という事実。
悲しいことですが、どうやらこれが原因のようです。
主犯は、HackRF Oneの低周波における受信感度が低いことで、
併せて、使用する部品のバラツキによりその感度が多少上下し、
更に、使用するアンテナによってその感度が上下し、
最悪の場合には、FM帯域も音声が再現できないまでに信号レベルが低くなる。
上の記事の中には、HackRF OneはRTL-SDRのようなレシーバーではなくエンジニアが研究室でプロトタイプを作るときに使用するツールのようなものと考えるべきとありました。
そう考えるとスペクトルアナライザ―としては携帯電話の周波数帯やADS-Bとかチャンと受信できているのでHackRF Oneそのものに問題があるとは言い切れなく、こういうものとして使う必要があります。
結論
HackRF OneでFMを聞くためには低周波における受信感度を改善する必要があり、
外付けLNAの追加やアンテナの交換を行う必要がある。
外付けLNAの候補はコレですね。
また、アンテナの候補はコレですね。
小遣いの状況を見ながら検討していきたいと思います。
今日はここまで。
では、また。
