ウルトラハットを作りたい

イベントでクイズ大会を企画している者です。
苦労の末、早押し機は完成させることができたのですが、さらに欲が出てきて、できたらアメリカ横断ウルトラクイズにあるスイッチを押すと？マークが立つような、いわゆるウルトラハットを作りたいと思い始めました。
どうやって作ったらよいのかいろいろ調べてはいるのですが、電子工作系は素人の域でして、必要とされるスキルやアイテムがどのようなものなのかイメージがわかずに困っております。

【いろいろ調べた上での現時点でのイメージ】
(1)サーボモータやステッピングモータを上手に利用するとウルトラハットを作成することができるのではないか。
(2)ＰＩＣに関するスキルが必要となるのではないか。
（ただし、上記(1)、(2)はどちらも未経験で、何から始めたら良いか分からないレベルです）

【具体的に作りたいもの】
早押し機のボタンを押すと、それと連動してハットの上の？マークが９０度立ち上がり、リセットボタンで９０度逆向きに動くもの。
ただし、頭の上にかぶるものなので、できれば小さく、重量が軽いことが望ましい。

【聞きたい事】
(1)上記の【現時点でのイメージ】はアタリなのかハズレなのか。
(2)上記の【作りたいもの】を作るのに必要なスキルと用意しなければならないアイテムは何か。
(3)ご存知の中でお薦めのサイトや本があれば教えてください。

宜しくお願いします。

No.4 ベストアンサー 回答者： theisman 回答日時： 2006/11/07 00:06

#1です。

PICは、以前ワンボードマイコンなどを扱ったことが扱ったのなら、すぐ使いこなせると思いますが、そういった経験がないのであれば、手強いかもしれません。

ラジコン用のサーボモータのコントロールは、例えばこちらを参考にしてください。
http://berry.sakura.ne.jp/technics/servo_control …
このページの「動作原理」にあるように、パルス幅によって回転軸の角度が変わるので、通常時と動作時とで、パルス幅の違うパルスを切り換えてやればよいことになります。切り換えは、リレーを使ってもよいですし、ゲート回路で組んでもできるでしょう。今からPICを0から勉強するよりは、この方が早いかも。

あと、#2、#3の方の回答を否定するわけではないですが、バネやゴム動力を使う方法は、私もやってみましたが工作が結構大変でした。強すぎるバネを使うと、止めておくストッパーの力も相当必要になりますし、弱すぎるとマークが立ち上がるほどのパワーが出ない、という面倒な事態になりました。回路的には簡単になるので、電子回路は詳しくないが、工作は得意だ、という方ならこの方法が適していると思います。私はどうも、工作が苦手でして。

時間に余裕があるなら、いくつかの方法をとりあえず試して、どれが一番早く完成できそうか判断するのが良いと思いますが。

この回答への補足

回答をくださったみなさんに対する補足です。

私のウルトラハットを作りたいという想いに対して、みなさんからいろいろとアドバイスをいただけるということを、とてもうれしく思います。感謝です。

そこで、あまえついでと言ってはなんですが、下記URLに、かつてゲームセンターの景品として用意された「ミニウルトラハット」の改造についてのサイトがあります。
専門的な知識があるみなさんならお分かりになるのではないかと思い、さらなるアドバイスをいただけたらと思います。

http://www1.ocn.ne.jp/~neokaz/pro05.htm

このミニウルトラハットはどのような構造になっているのでしょうか？
見た感じ、さほど複雑そうには見えないのですが。（ページ下部に稼動している様子の動画があります）
これにはどのような技術が使われているのか、また、それが素人の私でも努力すれば作れるようなものなのか、どの程度のスキルが必要となるのかなど、どのようなことでも構いませんので、お時間のあるときにアドバイスをいただけたらと思います。
もう少しお付き合いいただけたら幸いです。

補足日時：2006/11/07 01:13

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

PICは全くといっていいほど、経験がありません。
正直敷居が高い気がしております。
ただ、素人なりにウルトラハットの構想を練っていたときに、一番初めに思いついたのがサーボモータを使うということだったので、そのことに対する憧れはあります。
が、現実は少々厳しいようです。

紹介していただいたサイトを熟読してみました。
しかし、正直、何度読んでも書いてあることの半分ぐらいしか理解できません。
ただただ勉強不足を痛感するところですが、これから勉強する気持ちはあります。
いろいろ実験しつつも、実際にメイク・アンド・トライを繰り返していくのが良いのかもしれません。

お礼日時：2006/11/07 01:01

No.3 回答者： Tacosan 回答日時： 2006/11/06 19:34

現時点で「LED を点けることができる」わけですよね? じゃあ, #2 のアイデアを使ってこんな感じでどう?

１．LED の代わりにリレーを制御する
２．リレーで電磁石の ON/OFF を制御する
３．「？」は, 普段は電磁石で倒れているが電磁石が OFF になるとバネの力で立つ
４．戻すときは手動
要は, 「LED を点ける代わりに電磁石を制御したいんだけど, そのままだと電力が足らないのでリレーで制御する」というだけの話です. 頭の上に乗るのは, 究極的には電磁石+「？」+帽子本体. リレーや電磁石のための電源は外部に置いておくことも可能です.
なお, １でリレーを制御するのに十分な力が出るかどうかはしりません. また, ２, ３ からブレーク接点 (通電すると切れる) のリレーを使うのが簡単だと思います. ４は, 「最初のウルトラクイズの雰囲気を再現」とでも言っておけばいいんじゃないでしょうか. 一応, 事実らしいですし.

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

たいへん丁寧に説明していただいて、感謝しております。
ただ、リレーというものをさわったことがないので、具体的なイメージがまだ持ててはいませんが、電磁石とバネ等を利用して？を立てる構造はイメージできました。

Tacosanさんの説明を読み、リレーとはなんぞやといくつかのサイトを見て回ってみましたが、なんだかウルトラハットを作ることができそうな気がしてきました。
本当にありがとうございます。

初期のウルトラクイズでは手動で？を自分で戻していたのを記憶しております。確かに、手動でも良さそうですね。現在の私のスキルではそのあたりが手の打ち所のような気もします。

お礼日時：2006/11/07 00:48

No.2 回答者： mii-japan 回答日時： 2006/11/06 12:23

手動でリセットするのならば

ばねやゴムの力で動作させれば、電気的には留め具を開放するソレノイドだけで実現できます

スイッチを押す→ソレノイドが動作して、飛び出す部分を押さえていた留め具を外す→ばねやゴムの力で飛び出す

セットリセットを電気的に遠隔操作で行おうとするとかなり大掛かりになります、また動作速度も重要かと思います

全てを電気的に遠隔操作で行いたいのならば、可動部をなくし　電球等の発光表示方式にすべきです
機械的に動作させる方式は、誤動作の可能性が電気のみの方式よりも何桁も高くなります

ややこしい方式は絶対に避けることです　
できるだけ単純明快な方式にすること　これが成功の秘訣です

この回答へのお礼

回答ありがとうございます。

現時点では、早押し機と連動してボタンを押すとLEDサイン球が点灯するものになっております。早押し機としての機能及び動作上これで何の問題もありませんし、およそイメージ通りなのでここで完成としても良いと思っています。

ただ、お聞きしたいのは、質問にあるようなウルトラハットを作るためのアイデア及び必要なスキルであり、できるできないというよりは、どうやったらそれを作ることができるのかというところなので、そのへんを酌んでいただけたらと思います。

ばねやゴムの力で動作させるというのは、現実的な方法の一つだと思います。
遠隔操作における動作速度の点も大変参考になります。
また、その他予想できる問題点などのご指摘があるようなら、アドバイスいただけるとうれしいです。

お礼日時：2006/11/06 14:52

No.1 回答者： theisman 回答日時： 2006/11/05 20:31

一応、類似品を昔作ったことがあります。

私の場合は、ロータリーソレノイドを使いました。これは、制御は簡単ですが、重量が重いのと、やや高めの電圧が必要なので、電源・制御回路がやや複雑になったというデメリットがありました。

さて、サーボモータを使う方法は、かなり有望だと思います。ロボットの足なんかに使っているものもありますし。スピードと負荷重量がどのくらいかが気になるところかと。ステッピングモータは私も考えましたが、パワーに比して重量があり、制御も複雑になるため、少し使いにくいと思います。

サーボモータを使う場合には、PWMのデューティ比を変えるだけなので、PIC等を使わなくても、回路を組むことはできると思います。ただ、PICなどを使えば、回路がはるかに簡単になるので、スキルはあるに越したことはないでしょう。PICを使う場合は、書き込み器が必要になりますが、これは秋月電子あたりで手に入ります。

必要なのは、サーボモータのコントロール方法なので、ロボット製作（ロボコン）の本なんかが参考になるのではないでしょうか。

この回答へのお礼

早速の回答、ありがとうございます。
そうですか。やはりサーボモータを使うという発想は的外れではなかったんですね。
ただ、PICを使いこなすスキルを身に付けるというのは、大変なことなんでしょうか？
参考となりそうな本を読んで自分なりに勉強していけば、マスターできそうなものなのでしょうか？
挑戦してみたい気持ちはあるのですが、どのくらいの難易度なのか検討もつかないので、多少の不安があります。
もちろん、私の現在のスキルとそれに費やせる時間にもよると思いますから、何とも言えない部分だと思いますが・・・
秋葉原の秋月電子は好きで、早押し機の製作のためにも何度か足を運んだことがあります。
今度行って、いろいろ見てみたいとおもいます。

お礼日時：2006/11/05 23:23