自動販売機風のおもちゃの作り方

自動販売機の様なオモチャを作ったので、作り方を紹介します。
カードをかざすと、お菓子が出てきます。
書いたコードや回路図、機構などをまとめました。

動作デモ

YouTUBEに動画をアップしました。YouTUBEへのリンク

自動販売機風のおもちゃの作り方　How to make a toy vending machine with Arduino.

操作は簡単です。カードをかざすと、お菓子が出てきます。

マガジンにお菓子を整列して、一つずつ押し出して切り出します。
押し出す機構は、モーターの回転から直進を取り出すスライダークランク機構です。

詳細は後述しますが、モーターはタミヤのギヤボックスを使いました。減速機がついてコンパクトで、かなり使い勝手が良いです。

制御には、Arduino UNOを使いました。
カードをかざす部分は、リードスイッチです。
カードの裏に、マグネットシートを貼った「非接触カードモドキ」です。

下図は、回路図です。

以下は、Arduino用に書いたコードです。

下図は、プログラムの流れのフローチャートです。
ブザー以降は、モーターを1回転させて止めるための処理です。
今回のモーターは直流ブラシモーターなので、電気を流してる間はずっと回り続けます。そこで、開始位置と停止位置をセンサー（フォトインタラプタ）で検知して、ON/OFFを切り替えています。

「回転ステータス」は、モーターの1回転を検知するための処理です。下のステータス表の左のINPUT側の条件になったら、右のOUTPUT側のステータスを出力して、モーターのON/OFFを切り替えています。

ステータスのインプット（start_valとrotation_val）は、1回転で回転を止めるために状態を監視しています。下の写真のように遮蔽板（ドグ）を1/4カットした個所を通過すれば、回転を開始したと判断→次に光が遮られたら通電停止するという事になります。

▲ 写真の遮蔽板（ドグ）形状だと、180°しか回転しないように思えるかもしれません。
しかしモーターは急にぴったり止まれないので、惰性でオーバーランすることを想定した形状にしました。（早めに通電を止めています）

主に外装部分には、スチレンボードを使いました。

ある程度の強度もあり、扱いやすくてちょっとした模型をつくるのに役立ちます。
なにより、とても入手がしやすいです。（ダイソーなど100円ショップで調達できます）

使用したのは、以下の部位です。

スチレンボード同士の貼り付けには、専用のノリを使うとしっかりくっつきます。
（※以前は工用ボンドを使いましたが、今回は専用品を買ってみました）

カードは段ボールに折り紙を貼って、裏にマグネットシートを貼ります。
マグネットシートも折り紙も、100円ショップのダイソーで入手しました。

機構部分（ギヤボックスやベースプレート、リンクアーム）は、タミヤの工作用部材をフル活用しました。

▼主な部材の品番表です。表内のリンクは、メーカーサイトへ飛びます。

ギヤボックス（含モーター）	タミヤ　3速クランクギヤーボックスセット No.93
ベースプレート	タミヤ　ユニバーサルプレートL（210×160mm）No.172
リンクアーム	不明。昔、どこかで買ったアーム（※タミヤでも同様品があります。　ユニバーサルアームセット No.143）
リンクのガイドやプッシュリベット	タミヤ　ユニバーサルプレート（2枚セット）No.157 の付属品
シャフト	タミヤ 3mmネジシャフトセット　No.171
シャフト先端の立方体	サンハヤト基板垂直取付用ブロック（6mm角） SBB-003