アストロボーイへの道
３．メカ・駆動系
（１）ギアボックス
ギアボックスとして、入手が容易で左右独立駆動可能なタミヤ製のダブルギアボックスを選んだ。
また、４種類のギアの組み合わせが可能だが、その中で比較的回転数が低い、ギア比 114.7:1 の組み合わせを選んだ。
その結果、図２に示すように、
回転数：115 rpm
回転トルク：804 gf・cm
となる。
但し、使用しているモータはFA-130タイプとされているだけで、メーカー名の記載はなく、定格電圧も明記されていない。
ここでは、マブチモータのFA-130RAと想定して資料を探した結果を図４、図５、図６に示す。
しかし、タミヤのギアボックスにマブチモータFA-130RAの定格電圧3Vを印可しても、トルクが弱く実使用に耐えないレベルであり、電源は単
３x4本の6Vとすることにした。
従って、使用されているモータはマブチモータではないと思われるが、不明のままである。
図１．ギアボックス外観
図２．ギア比
図３．マブ
チモータ FA-130RA
図４．マブチモータ FA-130RA の種類
図５．マブチモータ FA-130RAの特性
（２）タイヤ
当初、足回りは、タミヤ製のキャタピラを使用してみたが、床との摩擦が大きくて小さな旋回が上手く行かなかった。
そこで、図６の摩擦の小さなスリムタイヤに変えてみたが、それでも旋回性能に難がある。
そのため、前輪の駆動輪には図３の55mm径のスリムタイヤを使用し、後輪には36m径のスリムタイヤの代わりに、図７のボールキャスタ１個を使用する
構造とした。
図６．スリムタイヤ（上：36mm径, 下：55mm径）
図７．ボールキャスタ
（３）Motor シールド
ギアボックスに搭載された２個のマブチモータ（130タイプ）を駆動するドライバ・ボードとして、図８のArduino
Motorシールドを選んだ。
このMotorシールドはArduinoに上から直接挿入して接続する構造になっており、Arduinoとの間の接続ケーブルは不要となる。
Motorシールドの内部回路図は図９の通りであり、STMマイクロ製のL298P Dual Full Bridge Driver
（SOP20pin）を中心に作られている。
L298Pには２組のNPNトランジスタを使ったH型駆動回路が構成されており、モータに流す電流の向きを反転させられる。
電源としては、ArduinoのVccから供給される+5Vが論理系と、モータを駆動するVMOTの２種類が必要となる。
VMOTはデフォルトでは、ArduinoのVin端子から給電する仕様になってる。VinにはAC100Vから作る外部DC電源を接続する可能性があ
るが、自立走行時には単３電池x4個でモータ駆動を行うため、外部DC電源と単３電池電源がぶつかる恐れがある。これを防止するため、図９中央付近の
VIN-CONNECTのパターンを切断することにした。
MotorシールドとArduino、モータ、単３電池との接続は図11の通りである。L298Pのenable端子に、ArduinoのPWM駆動可
能なデジタルピンを接続することにより、モータ駆動電流を可変できる。
図８．
Motorシールド外観
図９．Motorシールド回路図
図10．L298回路図
図11．Motorシールド接続図
（４）Arduinoプログラム
モータ制御ソフトウェアのサンプルとして、前後、左右に動かすArduino用のプログラムを図12に掲げる。
行#6の i0 の数値を変えることで、PWM（Pulse Width Moduration）を使ってモータ速度を変えることが可能。
図12．モータ制御サンプルプログラム