11月26日発売 書籍『わかる!電子工作』にArduinoで動かす4足歩行ロボットを掲載して頂きました!

3Dプリントパーツでジョイスティックコントローラーを作る!電子工作用途で便利に使えます。【STLデータ公開】

電子工作用途でちょっと便利なミニコントローラーを作ってみました!
3Dプリンタってホント便利ですよね、思いついたら何でも形にする事が出来ます。

電子工作という趣味を始めてからハードのことやプログラムなど少しずつではありますが勉強しながら楽しく遊んでいますが、なにか動くものを作ろうと思うとそれを組み込むためのボディーやアームなどのパーツが必要となってきます。
そんなパーツ作りにも3Dプリンタは大いに役立ちます。

そして今回はそんな電子工作のテスト環境などであると便利なジョイスティックを組み込んだコントローラーを3Dプリントパーツを使い作ってみました。
かなり出来が良かったのでご紹介したいと思います。(自画自賛です)

ArduinoやRaspberry Pi、M5Stackなどのハードを使いモーターやサーボ、ステッピングモーターなどを動かす際にジョイスティックやポテンショメーターを使うことはよくあります。

毎回ジャンパーワイヤーをブレッドボードに接続し、このモーターに対応しているのはどのスティック?
前進の動作はどれに対応?
などプログラムを作っていると面倒になる場面が出てきます。

ジョイスティックとポテンショメーターを組み込んだ簡単な有線式のコントローラーとなりますが、テスト環境で動かす場合、コントローラーの形状で動かすと感覚的にも操作しやすくあると便利になるかと思います。

私の場合手が小さいのですが、自分にピッタリとフィットする形状のものが作れるのも3Dプリンタの便利なところです。

3Dプリントパーツでジョイスティックコントローラーを作る!

現在サーボモーターで動くこのようなロボットアームを製作しているのですが、綺麗な動作をさせるにはプログラムはもちろんなんですが、その操作もなかなか難しいものとなります。

【電子工作/Arduino】3Dプリントパーツで作るロボットアームに挑戦!その①

まず各アームの関節部分の可動域の確認には、サーボテスターやポテンショメーターなどを使って確認してプログラムしていくわけですが、ある程度動かせるようになるとこれでは上手く操作するのがなかなか難しくなってきます。

電子工作の強い味方!サーボテスター、1台持ってると便利ですね。

そこで実際にプログラムを組みイメージ通りに動かそうと思うとコントローラーがあると以後のプログラムがしやすく動作も直感的に行えるので便利となります。

そんな事で電子工作用途でよく使われるジョイスティックやポテンショメーターを使った簡単な有線式のコントローラーを作ってみました。

CADでのモデリング

3Dプリンタで出力しやすいように極力シンプルな形状にしています。
左右に2つのジョイスティックとセンターにポテンショメーターを1つ配置した有線式のコントローラーとなります。

電子工作用途で作ったのでArduinoやRaspberry Piなどのボードに接続して使うことを想定しています。
ジョイスティック&ポテンショメーターという構成なのでそれらマイコンボードへの接続はアナログ入力とスティックの押し込みにデジタル端子を使う形となります。

Arduinoへの接続は、こちらの記事を参考にして下さい。

【Arduino入門編⑦】ジョイスティックの制御方法!デジタル・アナログ入力の解説です!
【Arduino入門編⑥】可変抵抗を使いアナログ値を読み取る。アナログ値から実際に入力されている電圧を計算。アナログ入力端子の解説です!

3Dプリントパーツで組み立てる

3Dプリントパーツは上蓋と下蓋の2つのみです。

Thingiverseにパーツデータを公開しているのでこちらからダウンロードして下さい。

参考 Joystick Controller(2-Joysticks and 1-Potentiometer)Thingiverse

電子工作用途でよく使われるこのようなVcc/GND/VRX/VRY/SWの5ピンモジュールタイプのジョイスティックとポテンショメーターを組み込むだけなので簡単です。

固定には全てM3×5ビスを使っています。
ジョイスティックに4本×2の計8本とケース固定に4本使っています。(トータル12本使用)
ポテンショメーターは付属のワッシャー&ナットで締め付けて固定する形となっています。

有線式なので非常に簡単な構造ですね。

今後、無線モジュールとArduino Nanoなどを組み込み無線コントローラー化なども考えていますが、技適が通った小型モジュールってあるのかな・・・?

実際に使ってみる

先述のロボットアームで実際にこのコントローラーを使って操作してみました。
プログラム的にはまだ調整が必要そうですが、コントローラーという形状にしておくと操作もイメージしやすくプログラムの修正にも役立ちます!

プログラムが固まれば無線コントローラーとかがあると便利そうなんですが・・・

ケース自体の出来は非常に満足出来るものだったので、Arduinoなどのボードで無線通信する際によく使われるNRF24L01などの小型モジュールとArduino Nanoを組み込めば無線化も出来そうなんですが・・・技適が通った小型モジュールがないのが残念なところです!

・・・と本記事を書いているとFacebookの方にコメント頂きました!
モジュールで技適を取っていてWi-FiやBluetoothで使えるESP32 NodeMCU開発ボードというものがあるようですね。

製作段階では有線式の方が便利なんですが、完成後動かすには無線化されたコントローラーの方が便利となるので無線バージョンのコントローラーも作ってみようかと検討していますが・・・

最後に!

今回は電子工作用途であると便利なジョイスティックコントローラーのご紹介でした。

前々から作ってみようと考えていましたが、今回ロボットアームの製作で無いと不便だということで作ってみました。
電子工作用途で使って頂ければありがたいです。

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