IoT 技術によるスマートフォンピッチングマシーンの試作

浜松職業能力開発短期大学校 専門課程 電気エネルギー制御科

1. はじめに

IoT (Internet Of Things:モノのインターネット) は情報・通信機器だけでなく、世の中に存在する様々なモノをインターネットに接続し自動認識や計測制御,遠隔操作等を行うモノづくりである。一方でスマートフォンのアプリケーション市場は年々拡大しており、その中でもIngres® ¹ 等現実のモノとつながったアプリケーションが注目されている。そこで私たちは、これらのニーズと日本でメジャーなスポーツである野球に注目し、IoT 技術によりスマートフォンゲームで操作できるピッチングマシーンの試作を行った。

2. システム構成

2.1 ハードウェア構成

スマートフォンはWiFiによる無線通信機能を使って命令を送ることができる。スマートフォンからの命令の授受、ピッチングマシーンのモータ等の制御にはマイコンを使用する。マイコンは制作期間の短さと、オープンソースという内部の技術情報がすべて公開されている情報の豊富さから、Arduino Uno®を選定した。球の射出はオリエンタルモーター社のインダクションモーターを利用し、球を送り出しの際、排出する機構には、自動車等の扉の施錠に利用されているドアロックアクチュエーターを利用した。

図2 ハードウェア構成

表1は図2の役割をまとめたものである。

表1 機器の役割

球種変更を実現するためにモーターを3台利用し別々の角度で取り付けた。3台のモーターの回転数をPWMで制御することにより野球のカーブやシンカーがかけられるようになっている。

2.2 プログラムの流れ

図3は、利用者がスマートフォンで操作をして球を射出し終わるまでの流れである。

1. スマートフォンを操作して球種・球速を決定
2. スマートフォンのデータを暗号化しマイコンへ送信
3. 球種、速度によって3台の射出モーターの回転速度を制御
4. ストッパーがONすることで止められていた球が転がり落ち、球が射出部に流入
5. 一球の送り出しをするとOFFになり、ストッパーが復帰
6. 射出モーターが停止

図1 ピッチングマシーン全体図

¹ Ingress: https://www.ingress.com/

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