福島稲荷神社近くの展示スペース内に、動く制作品を展示し始めました。先日行われたSendai MicroMakerFaire 2022での展示物です。

無人の常設展示を前提に、自動運転の仕組みを見直しました。展示しているショーウィンドウの近くに人が近づいたときに展示物が動き始める仕組みにしました。以前に設置しておいた人感センサーの出番です。

※ 2024/11/5をもって、このスペースでの展示は終了しました。

• スペースが限られているので、３台ある機構模型のうち２台の展示とし、１台ずつが連続して動くようにします。しばらく展示して、残りの１台を入れ替えです。
  
  

• 仙台の展示で動かすことが出来なかった自転車のオートマタも、定常運転が問題なくできるように準備してから展示します。

人が近づいたら模型が動くようにPLCのラダープログラムを変更します。人が近づくのを人感（焦電）センサーで検知して、模型のモーターを一定時間動かします。

• ラダープログラム上で、センサーから最初のパルスが入ってきた時点から、経過時間とパルス数のカウントを並行して行い、両方を満たした場合に初めて人検出の信号をONにします。満たさない場合には、カウントをリセットして次のパルスを待ちます。

• 近くを通る人は、展示を知っていて見に来た人、たまたま見かけて近づいてきた人、単に通り過ぎる人等様々な行動をします。その中で、単に前を通り過ぎる人や車等には反応せず、近寄って来た人の場合だけ模型を動かしたいのです。　
  今回使っている人感センサーは、赤外線のゆらぎを検知して、デジタルのパルス信号を出すのですが、全てのパルスに反応していてはあまりに無駄が多くなります。
  そこで人が近づいてきたときを見分けるために、一定時間内にパルスが設定回数以上入ってきた時だけに近くに人がいると判断することにしました。人が近づいたのに反応しないことがない範囲で、無駄な反応を取り除けるような判断時間とパルス数を見出せるかがポイントです。　
  設定しては外に出て、近くを歩いて模型の反応を確認、再度設定を見直し、という手順を何回も繰り返して、この辺かなというところに落ち付きました。判断時間は1.5秒、カウントするパルス数は3としました。

• 人検出ONの信号が来たら、模型のモーターをONにします。その時の動作時間も設定します。
  今回は２台を動かしますが、２台が繋がっている感じを出すため、動きが重なるように設定します。１回の動作時間は短くしました（5秒間）。実際に試してみると、１回の動作は短く終わっても、すぐに次回の動作が始まったりするのでそれほど違和感はありません。

• このあたりの設定は、そこに来た人がどう感じるかを、現場で想像してみて、丁度いいところに落ち着くように設定値を決めます。ロジックが破綻しないかぎり感覚的な判断が最優先です。

• もうひとつ、この自動運転システムの稼働時間と夜間照明の点灯時間もプログラム内で設定しました。OpenPLCのラダープログラム内で時計の時間を使う方法がよくわからず、結構いろいろ調べる羽目になりました。

今回のPLCプログラム（ラダー図（PDF)）

• 現場での設置にあたって特段のトラブルはありませんでしたが、上述のプログラムの設定値を決めるのに何度も繰り返して調整したところに時間がかかりました。

• これまで夜間照明のコントロールについては、秋月電子通商の多機能タイマーキットを使っていましたが、一度時刻を合わせてもすぐにずれてしまっていました（狂いの調整をきちんとしていなかったためでもありますが）。ここで照明のスイッチをPLC側に配線したので、今度はPLCの時刻に合わせて動きます。
  ラズベリーパイを単独で動かすので、UniPi1.1側についているRTC（リアルタイムクロック）でシステムの時刻を設定するようにしたいのですが、まだ未設定です。

• 無人となるので、安全対策の考慮も必要です。複数のACアダプターを電源にしているので、それぞれに電流制限はされていますが、大元のところでブレーカーと雷サージ対策の付いたコンセントをかませました。

• システムの時刻をUniPi1.1上のRTCで更新できるように設定します。

• SMMF2022では動かなかった自転車のオートマタを、動くようにして展示に追加します。

• 店名や説明書き等を新しいものに置き換えます。

• この先色々と動く展示物を制作して、随時更新していきます。

• スペース内で現在一種類しかない照明について、もっとバリエーションを増やして雰囲気を豊かに演出できるよう、PLCの自動制御の対象にしていろいろ試してみたいと思っています。