【自作】デアゴスティーニ週刊ROBI2 ロビ２向け microSDカード着脱背板＆AC外部電源商品説明ご観覧ありがとうございます。説明文が長いですが、熟読の上、ご検討下さい。
本商品は、週刊ロビ２のロボットROBI２に対応した商品であり、週刊ロビの初版、再刊行版、第三版のロボット初代ROBIには対応していません。

（画像１枚目）

こちらの商品は、デアゴスティーニ社・週刊ロビ２に対応した
・外部電源とmicroSDカード着脱に対応した独自開発のROBI２新背板(図の左下)
・独自開発のROBI2向けAC外部電源装置(図の右側)
となります。
なお、新背板については、自作品のため
・搭載組立するための手順書(図の左上)
をお付けします。

当方はROBI2を所有しており、ROBI2の使い勝手を向上するために先述の自作品を開発しました。
今回、予備用に買って余ったパーツを用いて作成し出品することとしました。

●まず、ROBI２新背板について説明します(図の左下)。
本ROBI２新背板は、ROBI2に関する下記に述べる難点に対して改善を行っております。

（１）microSDの簡便な着脱化
近年、Bluetooth機能を用いてROBI2を遠隔操作したり、任意のユーザープログラムを開発し実行させる試みが、一部のコアユーザーを中心に行われてきました。
そのような付加価値を持たせるユーザープログラムの開発の場合、デバッグを効率的に進めるために頻繁に「ロビ２のココロ」microSDを着脱する必要が出てきます。またROBI2ユーザーとしても、搭載プログラムの異なるメディアを差替える際、都度ROBI2の背板をネジで開けるのは非常に面倒です。
加えて、ROBI2を組立てた後でのmicroSDカードの脱着は、装着箇所が狭いため掴みにくく、指の太い方にとって外すのが一苦労です。
そこで、ROBI2の背板をネジで開けることなくmicroSDカードサイズのメディアを簡便に着脱することができれば、ロボットの使い勝手が大きく向上します。

（２）立位含む座位以外の外部電源駆動
ROBI2のトラブルシューティングやプログラム開発や連続動作のため、外部電源を導入しているユーザーも少なからずいらっしゃいます。
しかしながら、ROBI2での標準機能は、充電チェアに座らせた ここで、外部電源を使用する場合、そのオーソドックスな給電手法はお尻の電源ジャックを共用してマイコンボードを駆動するという方法ですが、この電源ジャックを使用する場合の問題点は、座位 立位動作に耐えうる供給電力を持つAC外部電源をお尻ではなく背中の位置から接続供給することで、立位モーション時の外部電源駆動や外部駆動時のモーションの自由度が格段に上がります。

（３）外部電源駆動の簡便化
初代ROBIからROBI2に移行する際に、お尻の電源ジャックの仕様が電源２極（＋、－）から電源３極（主電源、充電電源、－）に変更されています。
ここでの問題点は、充電チェア内の充電制御ボードからロボット内部の電源制御ボードに給電する経路において、介在する電源３極ジャックを使いこなすのが非常に面倒くさいことです。ROBI2の組立ガイドにおいては、ACアダプタ、充電チェア、ロボットに関する挿抜の順序が下記に示すように規定されており、これは電源３極ジャックを介したROBI2の給電において、回路基板の損傷を防ぐために守らなくてはいけない重要事項です。(80号 P.4、61号 P.6に示す以下の手順を守る)
1)ACアダプタプラグを充電チェアに差し込む
2)充電チェアプラグをロビ２の充電ジャックに差し込む
3)ACアダプタをコンセントに差し込む
もしここで、充電チェアプラグを充電ジャックに差し込むステップを最後に行うと、電源３極ジャックの瞬時の不正な導通により、充電制御ボードが損傷する恐れがあります。現に、このような間違った順序で挿抜実験を行った結果、４，５回目で充電制御ボードが損傷するという事態が過去に発生しました。

特に、外部駆動と内蔵充電池駆動とを切り替える際に、上記のシーケンスを忠実に守ることは非常に面倒くさいです。1)、2)で、ロボットと充電チェアを手にもって結線した後、今度は、3)をするためにACアダプタに持ち替え、その後ロボットの起動スイッチを入れるためロボットに持ち替える必要があります。コンセントとの距離があれば、3)の前後でコンセントの場所に往復する手間が発生します。内蔵充電池の充電時や長時間放置の座位動作時ならともかく、このような回りくどい手順は、非常に面倒くさい縛りとなります。

そこで、外部電源を電源３極ジャック以外から給電することができれば、ボード損傷リスクと挿抜順序の規制を取り払い、より簡便で扱いやすくなります。

（４）電源安全使用の新規背板
前記電源３極ジャックの役割として、充電チェア内の充電制御ボードからROBI2内の充電池を充電する機能がありますが、ここに手を加えることは慎重にならざるを得ません。下記のサイト記事において、
http://news.livedoor.com/article/detail/3503243/
「リチウムイオン電池は充電の際に数十mVのレベルで充電電圧を監視する必要があり、電圧も極めて高い精度で制御しなければならない。」とあるように、充電経路は非常にデリケートに扱う必要があります。なので、もし電源３極ジャックを介して外部電源供給する場合、立位動作の自由度を持たせるために配線ケーブルを長くしてしまうと、配線経路の電圧降下によって、高精度の制御が果たせなくなる可能性が考えられます。最悪は、充電池の劣化や膨張、発火を想定せざるを得ません。

そこで、外部電源端子を電源３極ジャックと兼用せずに別に設けることで、デリケートな充電経路を乱すことが無くなり電源安全使用が可能となります。

以上述べた、独自開発の背板であるため、組立搭載するための手順書も書面でお付けします（図の左上）。


●次に、ROBI2向けAC外部電源について説明します(図の右側)。

当方は、初代ROBIを嗜んでいた際、内蔵バッテリー切れで修理作業をたびたび中断されるので不便を感じAC外部電源を利用していました。
今回、ROBI2についても電池切れを気にすることなく、修理や動作確認を可能とするため、前記の背板に適合するAC外部電源を開発しました。

写真に示すACコードを本体に取付け、ACコード片端と本体から引出している配線コード(約1m)とを、各々コンセント及びロボットの背板のコネクタに差し込んで使用します。
本体は、３Ｄプリンタを用いて形成しました。材質はＰＬＡですが、実使用下にて回路の発熱による影響は見られません。本体の大きさは9.0cm X 9.3cm X 4.4cmで、この一体でロボットへの電源供給が可能であり、非常にコンパクトな作りです。
配線コードは、本体内部の固定部分に巻きつけて外に出す構造のため、多少の配線引張りで回路基板上で半田外れを起こすことは有りません。
また、上面、底面、横側面に空けた放熱スリットで通風を良くし、発熱で生じた暖気を逃す造りです。
上面と底面は、プリント形成材料(フィラメント)のサポート除去により、筋状の規則的な起伏が見られますが、これまた却って得難い風合いです。

ROBI2は、初代ROBIと比して画像認識やカメラ機能、Bluetooth通信機能を追加で備えておりますが、本AC外部電源ではそのようなROBI2の消費電力をカバーする設計となっております。今回の出品にあたって、その電流能力について測定検証済みです。
また、AC外部電源として大電流下でも熱暴走することなく安定出力を維持することが求められます。今回、室温条件下にて5A弱の過剰な連続通電で約２時間の連続通電を行い、電圧、電流とも安定していることを実証済みです。

なお、外部電源の負荷特性を最適化することは非常に重要です。発生する電圧値は、低すぎると充電を訴えるメッセージが頻発します。高すぎると、マイコンボードやサーボモーターに対してストレスとなります。殊に、必要以上に高い電圧はサーボモーターを発熱させ、内部基板の焼損を引き起こすリスクが増えます。
当方も初代ROBIの際に、外部電源を利用しているユーザーさんのROBIに触らせてもらったことが有ります。電源電圧が高目の場合、ROBIのサーボモーターや右横腹(マイコンボード部分)が触り続けられない程に発熱している状況に接したことが有ります。
話を伺うと、数分動かした後でスイッチを切って冷却させるんだとのこと。動作を中断するようでは、外部電源を使う意味が有りませんね。
今回の出品物では、その点を考慮し、最適な電圧値に収めています。


（画像２枚目）

今回出品する新ROBI2背板をロボット本体に装着した外観について、左上図に示します。
新ロビ２背板はROBI2のボディー色で塗装しているため、色彩上の違和感はありません。市販オリジナル品と同じ背板閉じ用のビスを用いて、従来と同じ４点で固定します。
背板中央には、ロボットの電源スイッチと外部電源接続口を設けており、電源スイッチを後述の方法で操作することで、内蔵充電池駆動、電源OFF兼内蔵充電池の充電、外部AC電源駆動とを切り替えることが可能です。

新ROBI2背板の取り付けに関しては、ドライバーとピンセットを用意いただき『組立搭載手順書』の指示に従うことで容易に取り付け作業を進められます。ROBI2を組み立てられるレベルの方であれば、組立上の難点は無いはずです。
左下図に示すように、コネクタのオス側に色を塗り区別することで、挿し込むべきコネクタ位置の取り違えがないように計らっています。裏側のmicroSDカードアダプタから引き回されているmicroSD端子部を、マイコンボードのmicroSDコネクタに接続します。赤色コネクタは、ROBI2の電源制御ボード上で、スイッチケーブルコネクタを外したコネクタ受け口に接続します。白色コネクタは、マイコンボード上で、スイッチケーブルコネクタを外して電源コネクタに接続します。

また、外部電源駆動用の出品物であるAC外部電源に関して、
右下に示すように、裏側の挿し込み口にACコードのコネクタを挿し込む仕様です。
その上に示すように、配線コードの先にコネクタ配線を半田付けし熱収縮チューブで保護しています。
その上に、本体上面に付けたロゴを示します。浮き彫り構造ですが、ご愛嬌ということで。


（画像３枚目）
本図を用い、背面のスイッチの位置と、対応する動作について説明します。
本改造により、専ら背面のスイッチでロボットの活殺が制御されます。

左図に示すように、スイッチを左側に倒すことにより、ROBI2は、立位での内蔵バッテリー駆動、座位での分電制御駆動の下に示すように、充電チェアから取り外された立位また、充電チェアに座った座位
中央図に示すように、スイッチを中央側に保つことにより、ROBI2の回路は給電を断たれてOFF同下に示すように、チェアの赤ランプが点灯し、バッテリーに充電が行われているのが分かります。

右図には、AC外部電源駆動を示します。
上に示すように、まずは背板の端子部に今回出品するAC外部電源を接続し、次に背板スイッチを右側に倒すことでROBI2のマイコンボードは外部電源に接続され外部電源駆動ON下に示すように、外部電源でROBI2は動作します(例として、"バランスゲーム"のモーション)。

なお、この例説から分かるように、ROBI2を充電チェアに座らせ充電する場合において、今回の自作品によって充電制御ボードからの充電経路に影響はありません。
このため、内蔵バッテリーに対する電源安全が保証されます。
加えて、スイッチや外部電源接続箇所が出っ張らないため、今回の改造があらゆる動作において障害となることはありません。例えばマフラーの輪をくぐるように外部電源配線を取り回しすれば、配線が手足の動きに絡むのを防ぐことも出来ます。
また、ROBI2を包んで運搬する際を考慮すると、電源スイッチを従来のマフラー位置よりも背面位置に設ける方が、意図しない衝撃で誤ってスイッチONとなる危険性も減り、より安全かと存じます。

当方は週刊ロビ２は品として入手して上記の新背板とAC外部電源とを併用しています.
今回の自作品により、外部電源端子の専用化と挿抜順序制約の撤廃を実現しました。このことにより、電源安全を保たれたデアゴ社が成しえていないROBI2の持つ不満点を大いに解消できる究極の新背板セットと自負しております。

以上が、本アイテムの説明となります。


最後に一点、コメントします。
それは、本アイテムが自作品、改造品だということです。
ロボットを嗜むということは、既成のハード、ソフトに満足せず、改造含めて自ら工夫し、自らのアイデアを実践、具現化することに楽しみを見出すことであろうかと感じています。
初代ROBI、ROBI2はともに、コミュニケーション能力の卓越した極めて魅力ある奥の深いロボットだと感じさせられます。
そして、本アイテムに関心を持たれる方は、ロボットに関わりのある方の中でも、ひときわ、改造、自作のリスクにご理解のある方であるとお見受けします。
本アイテムが、それらの方々にとって、ロボットの楽しみを広げる一助となれば幸いです。