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ADRPTB8C_SUB_RIGHT
汎用電動機制御基板を利用して自律型のロボットカー略してラズ☆ロボ・カーを製作します。ロボットカー単体としては左右の距離センサと、左右のDCモータが、それぞれ独立して動いています。

razurobo1
動画では単体で動いていますが複数をリンクさせてセンサ情報を、ラズパイ、NODE-RED、MQTTと経由して、もう一体の相手ロボットに送ることで、シンクロして連動させることができます。

今回製作でとりあげる汎用電動機制御基板について、要点をあげると入出力6ch(アナログ入力、デジタル入出力兼用)5V対応アナログ入力2ch、PWM出力8ch、モータ出力2chをサポートしバランスの取れた入出力対応が特徴に思います。
arduino等、5V系の豊富なI2Cモジュールに対応できるようにI2C 5V系に対応しPWMで3ピンのサーボモータ(例:SG90)を、直接接続も可能です。
そういったわけで、ロボットカーを製作する過程で、必要な機能をまとめた製品となっていますが、アナログ入力と、DCモータ制御を一枚の基板で対応しているものは、なかなか見つからないと思います。

ADRPTB8C_MAIN_SOLO

また、ソフトウェアエンジニアさんから、はんだ付けをできるだけしないでラズパイを扱いたいという要望がありましたので24極スクリューレス端子台を使いはんだ付けを不要としました。

その他、ロボットカーを製作する上で、モータ電源を、外部だけでなく、内部の5V電源も切り替えられるようにしDCモータの回転の向きが分かりづらく苦労したので、モータの回転方向の信号に色を変えてLEDで表示し、実際にモータをつながなくてもデバッグできるよう工夫しました。

時計回り:clock wise(CW)  反時計回り:Counter clock wise(CCW)

信号の見える化:時計回り:clock wise(CW)
  反時計回り:Counter clock wise(CCW)

このように実験で楽しく遊べるロボットカーが、汎用電動機制御基板を使用することで、比較的簡単に製作することができます。

 

ロボット・カーを動かすには、多くの分野の技術を知る必要がありますが、本記事ではその技術、ノウハウを順番に説明していきます。

  • ハード:必要なハードの構成
  • ソフト:使用しているデバイス用のpythonプログラム
  • システム:ロボット・カーを動かすためのNODE-REDプログラム
  • ハード:必要なハードの構成

    ラズパイで、ロボットカーを作るには、センサで、周りの情報を入力し、モーターを動かす必要があります、ラズパイには、GPIOでデジタル入出力はできますが、アナログ入力、DCモータ出力を実現するために、ラズパイの上に汎用電動機制御基板を追加する必要があります。

    ハードの全体図を示します

  • キャプチャ1汎用電動機制御基板の主要機能を示します。【汎用入出力】・アナログ入力 6ch、12bit 入力範囲:0~3.3V・アナログ入力 2ch、12bit 入力範囲:0~6.6V・デジタル入出力6ch ラズパイのGPIO 入出力範囲:0~3.3V【PWM出力】・8ch: 12bitPWM 出力範囲:0~5V、LED表示付き【モータ出力】・2ch:出力電流 1.2A モータ電源範囲:2.5~13.5V正転/逆転/ショートブレーキ/ストップ制御機能付き PWM出力、LED表示付き【I2C入出力】・3.3V系と5V系の両方の仕様に対応
  • 全体→制御基板 回路図を下記に示します。
  • rasp-test-bench2_v11p_20170807_web_sch
  • 次に、制御基板と、距離センサ、DCモータとの接続の回路図を下記に示します
  • rasp-test-bench2_v11_20170721

端子図を下記に示します

ADRPTB8C-中紙_組立済

 

 

 

必要な部品を下記に示します

部品をいろいろ揃えます。

部品をいろいろ揃えます。

ラズパイ3本体        1PCS

汎用電動機制御基板   1PCS
タミヤ製ダブルギヤボックス(左右独立4速タイプ)Item No:70168   モータ2ケ付き  1PCS

タミヤ製オフロードタイヤセットItem No:70096  1PCS
タミヤ製ボールキャスターItem No:70144  1PCS

電池ボックス(単3*2) DCモータ用 1PCS

モバイルバッテリ(ラズパイ稼働用) 1PCS

マイクロUSBケーブル 1PCS

距離センサ シャープ測距モジュール GP2Y0A21YK      2PCS

L字金具2枚(距離センサ取付用) 1PCS

 

 

そのほか、車体となるボードが必要になります。今回はこちらの適当なボードを使用しました。

車体となるボード(W160×70)この辺は適当に用意しましょう。

車体となる実装ボード(W160×70)この辺は適当に用意しましょう。

 

  1. ダブルギヤボックスを組み立て、左右のタイヤを取り付け
  2. ボードにダブルギヤボックス取り付け
  3. ボードに左右の距離センサを取り付け、ラズパイ3も取り付けます。
  4. ラズパイ3に、汎用電動機制御基板を取り付け、
  5. ボードに、電池ボックス(単3*2)を取り付け
  6. ボードに、モバイルバッテリを取り付けます。

次に配線をします。

  1. 左右の距離センサと、汎用電動機制御基板をそれぞれ3本の信号線で接続
  2. ダブルギヤボックスについている左右のモータと、汎用電動機制御基板をそれぞれ2本の信号線で接続
  3. 電池ボックスと、汎用電動機制御基板を2本の信号線で接続
  4. モバイルバッテリから、ラズパイ3に電源を接続(マイクロUSBケーブル使用)

ここまでで、ハードは完成です、部品がそろえば、数時間でできると思います。

次回はソフトウェアについて解説します!おたのしみに!

 

WP-製品紹介M29-ADRPTB8C

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