2軸カメラマウントを組み立ててみます。
サーボモータ×2個を使って、パン(旋回)とチルト(傾斜)が可能なカメラマウントになっているのですが、購入したセットの中には、組み立て説明書みたいなものは何も入っていないので、想像して組み立てるしかありません。
購入したセットの中には、小分けされた袋が3つ入っていました。サーボSG90×2個と、カメラマウントの袋で3つでした。サーボの中身は、Iduinoスタータキットに入っていたサーボモータと、ほぼ変わらないので、「#3-4 サーボモータ」等を参照してください。
ただし、上の写真にも写り込んでいる、十文字のサーボホーンが、今回のセットの中には入っていませんでした。後ほど組み立てる時に問題となりますので、特記しておきます。
カメラマウントの袋の中身は、以下の様な感じです。
台座、旋回台(左・右)、傾斜台の計4個のプラスティック製部品が見えます。
小袋の中のねじ類を並べてみると、以下の様な感じです。
木ねじ(大)×4個、木ねじ(小)×6個、ボルト(長)×4個、ボルト(短)×6個、ナット×4個でした。カメラマウントの部品をよく観察してみると、ねじ穴の数と、ねじの種類や数が合いません。よく観察して、どのねじをどこに使うのか、想像力を働かせてみます。
サーボの袋の中にも、いくつかねじが入っているのですが、こちらはあくまでも「サーボの付属品」と考えることにします。「サーボに付属したねじは、カメラマウントの組み立てには使わない」と言う立ち位置です。
部品とねじから推定した使い所は、以上の通りです。ちょっと怪しげなところもありますが、同梱されていた部品だけで組み立てるなら、こんな所でしょう。尚、ねじはどれも小さいので、マイクロドライバ(＋)が必要です。
組み立てに入る前に、サーボSG90を初期位置(角度)に設定しておきます。Servoライブラリを使って、Arduinoを起動した時の初期位置になるように、SG90を初期位置に設定しておく必要があります。ついでに回転させて初期不良の確認をしておきましょう。
「#3-4 サーボモータ」で使ったプログラム(test_servo.ino)をコンパイルしてUNOに書き込んでおきます。サーボとの接続方法に関しては、「#3-4 サーボモータ」を参照してください。
実験サンプル：【 】内はシリアルモニタからの送信データ
【angl,180】
OK: set pwm 180[deg]
【angl,90】
OK: set pwm 90[deg]
回転を確認したら、忘れずに、UNOのリセットボタンを押して、再起動してください。これによって、Servoライブラリが初期化されて、サーボモータが初期位置に戻ります。これを2個のサーボそれぞれについて実行します。
毎回、電源投入時に、この初期位置(回転角度)からスタートするので、ちゃんと初期位置にした状態で組み立てる必要があります。
後は、心の準備。
木ねじは、通常、「何度も外したり締めたり」することはできません。基本的に、一度締めたら、終了です。やり直しは効かないので、一発で組み立てる必要があります。また、組み立てを進めると、ねじ穴が変なところに位置してしまって、締められなくなったり、締め難くなったりするので、組み立ての順番も重要となります。何度かシミュレーションして、失敗しないようにしてください。
組み立てて行きましょう。
木ねじで締め込んだ傾斜台側のサーボは取り外しできませんが、台座側のサーボは取り付け／取り外しが可能です。台座と旋回台部品はサーボとサーボホーンの接合部のみでつながっているので、簡単に抜けてしまいます。しかも、ぐらぐらして安定感がありません。
※サーボとサーボホーンは、やっぱり、ねじで固定した方が良いのでしょう。サーボホーンを固定する時には、サーボSG90の付属品として付いてきたねじを使うのが良いと思います。ねじは3個付いてきて、SG90本体固定用の木ねじ×2個と、サーボホーン固定用のボルト×1個だと思われます。カメラマウントに付属していた、用途不明のボルト(短)×2個は、ちょっと、長すぎる様に思います。
このカメラマウントにスマホでも取り付けて、タイムラプス撮影とかに使ってみようと思って購入したのですが、スマホは重すぎて、強度が持ちそうにありません。何か、別なアプリケーションを考えてみます（１＾＾；）っ。
完成したカメラマウントは小さくて軽いので、そのまま使うと安定しません。どこかに固定して使うための治工具を作ります。角度や高さを調整できて便利なので、カメラ用の三脚に取り付けられるような治工具にしようと思います。
ねじ穴を開けるために、ドリルが必要です。家で眠っていた電動ドライバをドリルとして使うため、ドリルビットと六角シャンクアダプタを購入しました。
ちなみに電動ドライバはBOSCH製(貰い物、バッテリ内蔵のコードレス)、フォルムがかわいい（１＾＾）ｖ。
プラスティック製の板(プラ板)にカメラマウントを固定して、このプラ板を三脚に取り付けます。
プラ板は、家に転がっていたものを利用しました。キャビネットの仕切り板として付属していた物の余りです。なければ、適切なプラ板がホームセンタなどで販売されていると思います。
カメラマウント台座の4隅の穴はM2ねじなので、直径2mmのドリルビットを使います。
更に、三脚のカメラ固定用ねじを通すための穴を開けます。
三脚のねじは1/4インチ＝6.35mmです。購入したドリルビットの中から、直径6.5mmのビットを使って穴を開けました(ピッタリサイズが無かったので、少し大きめ)。以下に穴あけ後の様子を示します(ただし、台座は取り付け済み)。
三脚のオスねじを固定するためのメスねじが必要なため、恐らく、カメラのホットシューなどに使う、以下の様な治工具を購入しました。
※金属光沢に見えますが、プラスティック(もしくは樹脂)製でした。
円盤状のねじ1個だけを使用します。
プラ板(仕切り板)は結構大きかったので、不要な部分は後で鋸を使って切り落とします。
ただ、カメラマウントを使うときには、セットでUNO等の制御用装置も使う必要があるので、これらの装置を固定する場所を確保しておくと、便利です。よって、暫くは切らずに大きいままで使用します。少し使ってみて、必要な周辺装置が固まってから装置の設置スペースを確保して、不要部分を切り落とした方が都合良さそうなので。
と、言うことで、プラ板が不必要に大きい「半」完成品となりますが、以下図の様になりました。
※UNOのボードに空いている穴にスペーサを挿入したところ、1か所だけ、ピンソケットと干渉して、ねじを締められない所がありました(上写真で右下の1か所)。……先に上面のボルトを差し込んでおいて、下からスペーサをねじ込むようにすれば、良かったのかな？まあ、そんな感じです。
UNOの基板に空いているねじ穴はM3です。上図では、プラ板にUNO用のねじ穴を開けて、M3スペーサで固定してあります。ブレッドボードを使うなら、大抵、裏面に両面シールが付いているので、プラ板に貼り付けてしまえば良いと思います。
上写真では、まだサーボとUNOを接続していません。実際に使う時には、UNOをモバイルバッテリで駆動したり、U/Iを追加したりと、もう少し工夫が必要なはずです。
今回のお買い物は、以下の通りです。
電動ドライバには、六角形の形をした「ビット」を先端に取り付けられます。このビットを「ドリル刃」に付け替えると、簡易的にドリルとして使用可能となります。
その目的で、「六角シャンク＋ドリルビット」で検索して購入したのに、届いてみたら「ストレートシャンク」でしたｗ（１ｘ🐽ｘ）ｗ。検索キーワードに「六角シャンク」を入れてるんだから、そうだと思うじゃない〜！よく確認しなかった筆者のせいだけど……。検索した中にストレートシャンク品が混じっていて、それが一番安かったので、気が付かずに購入してしまいました。
仕方なく、ストレートシャンクのドリルビットを六角シャンクに変換するアダプタを追加購入しましたとさ(ちゃんちゃん♪)。
ドリルビットの話に戻ると、良く使いそうなM2(2mm)，M3(3mm)用の穴を開けることの他に、三脚などにカメラを固定する時に使う1/4インチねじ用の穴を開けることにも使いたかったので、1/4インチ(＝6.35mm)以上のドリルビットが含まれているセットを選びました。
一応、柔らかい金属くらいには穴を開けることができる「鉄工」用にしましたが、使ってみた感じでは、電動ドリル＋六角シャンクアダプタで、金属に穴を開けるのは難しいかもしれない、と思いました。今回の様に、プラスティックやアクリル樹脂、木材などに穴を開けるには、使用可能だと思います。
モータって、回すのは良いのだけど、ただ回したところで、「それで、どうなの？」って感じなんですよね……。今回のカメラマウントみたいに、回すことで物理的な動きを作り出せて、制御可能になってくると、一気に楽しくなります。何か、面白そうな応用を考えてみたいと思います。
