シンプルなパイロボット

Simple Pi Robotは、ロボット制御をシンプルな形にすることを目的としています。

Simple Pi Robotは、ロボット制御をシンプルな形にすることを目的としています。

パーツリスト

（1）Raspberry pi（任意のモデル）ですが、最近のpizeroまたはpi 2の発売が適切なオプションであるため、現在のモデルではB +を採用しています。

（2）40ピンGPIOケーブル（pi B +またはpi2を使用している場合）。

（3）ブレッドボード（さまざまなセンサーをすばやく組み立てるため）。

（4）2WDシャーシ。

（5）距離センサー（超音波HC SR04）。

（6）パワーバンク（piの電源を入れるため）。

（7）充電式電池AA（できれば2100mAH）。

（8）オスとメスの両方のタイプのジャンパー線、抵抗器。

（9）WiFiアダプター（piとワイヤレスで通信するためのEDUP / EDIMAX）。

（10）メモリカード（piでOSを実行するための4GB以上）。

（11）モータードライバー（L298）。

（12）サーボモーター。

（13）その他–ケーブルタイ（ジャンパー線を結ぶため）およびフォームテープ（サーボまたはネジアセンブリを使用できないその他のセンサーを保持するため）

ステップ1：モータードライブシールドの選択

現在、ラズベリーパイに使用できるモータードライブシールドはほとんどありません。たとえば、次のようになります。-

（1）RTKモーターコントローラーシールド

（2）RaspberryPi用のPololuDRV8835デュアルモータードライバーキット

（3）RaspberryPi用のAdafruitDCおよびステッピングモーターHAT

（4）Adafruit製のRaspirobotボード

ZEROBORGのような最近開発が進んでいない

ロボットを構築する際の最も一般的な問題の1つは、配線要件を最小限に抑えることです。これは、シールド/帽子を使用することで実現できます。最初に、製造元ALSROBOTのRaspirobotに相当するシールドの1つを使用して、ロボットを作成してみました。キットは中国から出荷されますが、問題はモーターの入力電圧を上げることができなかったことです。最大値は5ボルト未満で、電圧間にわずかな不均衡がありましたが、それでも次のリンクを確認できます– ALSROBOT –PIモータードライバーシールド

とにかく、私の現在のチュートリアルでは、安価で用途の広いL298モータードライバー–L298を使用しました。

上記のボードの利点は、安価であることに加えて、調整された5ボルトの出力が利用できることです。

L298ボードを使用して2つのDCモーターと1つのサーボモーターを駆動しました。

ステップ2：L298モータードライバー

シャーシの下部にL298モータードライバーを取り付けました。これで、DCモーターとサーボモーターを接続します

（i）DCモーター-Aから出力-A（+＆-）。

（ii）DCモーター-Bから出力-B（+＆-）。

（iii）L298ボードのサーボモーター+ ve〜 + 5V調整電源およびL298ボードのGNDへのサーボモーター-ve。

速度制御が必要ない場合は、イネーブルピンジャンパーをそのままにします。それ以外の場合は、ジャンパーを取り外します。ジャンパーが所定の位置にあると、+ 5Vの電源が確保され、ピンが定格速度でモーターを駆動できるようになります。

次に、4つのnosジャンパー線を制御入力に接続し、次の手順で指定されているように、ジャンパー線のもう一方の端をGPIOピンに接続します。

サーボモータの場合は1つ接続してください。次のステップのようにGPIOピンに制御するためのジャンパー線

ステップ3：サーボモーター

サーボには、電源、アース、制御の3線式接続があります。電源は常に供給している必要があります。

制御信号はパルス幅変調（PWM）ですが、ここでは正方向のパルスの持続時間がサーボシャフトの位置を決定します。たとえば、1.520ミリ秒のパルスがFutabaS148サーボの中心位置です。パルスが長いとサーボが中心から時計回りに回転し、パルスが短いとサーボが中心から反時計回りに回転します。

私はFutubas3003サーボを使用しました–接続は非常に簡単です。「+」と「-」は、前に概説したようにL298ボードに接続されます。サーボの動作電圧（私の場合は4.8〜6 Vは上の画像を参照）を確認することが重要です。信号線はGPIO出力（通常は白またはオレンジ）に接続されます。

ラズベリーパイでサーボモーターを制御するのは難しいかもしれませんが、@ RPIO.PWMでホストされている非常に強力なライブラリがあり、パイにインストールするには、次のコードを使用します。

  sudo apt-get install python-setuptoolssudo easy_install -U RPIO  

RPIO.PWMと使用されるDMAの詳細については、リンクを参照してください。 https://pythonhosted.org/RPIO/pwm_py.html

ステップ4：ロボットのシャーシ

私は2WDのEllipzoRobotシャーシを使用しましたが、2WDはシンプルで制御が簡単です。

キットには、DCモーター、サーボモーター用のパンキット、およびキットを組み立てるために必要なすべてのハードウェアが含まれています。

詳細なリンクは、EllipzoRobotのchaisisキットで入手できます。

Pl。 L298モータードライバー、ブレイクアウトボード、カメラモジュール、パワーバンクとともに、RaspberryPiの組み立てについてはビデオを参照してください。

ステップ5：距離センサー

距離センサーの統合は簡単で、ジャンパー線と一緒に1kの抵抗器が必要です。 VCCとGNDをそれぞれpi + 5VoltsとGNDに接続します。

他の2つのピンTRIGとECHOは、前の手順と同様にGPIOピンに接続されます。画像のように抵抗を接続することを忘れないでください。

距離を測定するPythonコードは、最後のステップに含まれています。

ステップ6：Raspberry Pi -camera –VLCプレーヤーを使用したビデオストリーミング

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ここではPiカメラモジュールを使用しました。セットアップは非常に簡単で、リンクを参照できます：Raspberry pi Camera setup

ビデオストリーミングの場合、VLCではラズベリーパイにVLCをインストールすることから始めます

  sudo apt-get install vlc  

RTSPを使用してカメラビデオのストリーミングを開始するには、次のように入力します

  raspivid -o --- t 0 -n | cvlc -vvv stream：/// dev / stdin --sout '＃rtp {sdp =rtsp：//：8554 /}'：demux =h264  

または適切な幅と高さで次のコードを使用します

  raspivid -o --- t 0 -n -w 600 -h 400 -fps 12 | cvlc -vvv stream：/// dev / stdin --sout '＃rtp {sdp =rtsp：//：8554 /}'：demux =h264  

を使用してネットワークストリームを開くよりも、リモートシステムでVLCを開いてVLCプレーヤーでストリームを表示します。

rtsp：//###。###。###。###：8554 /

ここで、###。###。###。###は、ネットワークルーターによって指定されたpiのアドレスです。

これで、piが家の中を移動するときに、リモートシステムのビデオストリームが表示されます。

ステップ7：Raspberrypiのピン配置とPythonコード

ステップ8：いくつかのアセンブリイメージ

コード

 from RPIO import PWMimport RPi.GPIO as GPIOfrom RPIO import PWMimport RPi.GPIO as GPIOimport timefrom time import sleepfrom subprocess import callGPIO.setmode（GPIO.BCM）GPIO.setup（19、GPIO .OUT）GPIO.setup（26、GPIO.OUT）GPIO.setup（16、GPIO.OUT）GPIO.setup（20、GPIO.OUT）GPIO.setup（21、GPIO.IN）GPIO.setup（8、GPIO .OUT）GPIO.setup（27、GPIO.OUT）GPIO.setup（9、GPIO.OUT）TRIG =18ECHO =17print "controls" print "1：前進" print "2：後退" print "3：停止robot "print" 4：ユーザー定義の名前で写真を撮る "print" 5：速度制御で前進 "print" 6：ロボットを回転させる "print" 7：ロボットを回転させる "print" 8：サーボ制御のために "print" 11：自律制御へようこそ "print" Enterキーを押してコマンドを送信 "def takestillpic（inp）：print"写真の文字を入力してください "inp =raw_input（）call（[" raspistill -vf -hf -o "+ str（inp） + ".jpg"]、shell =True）def fwd（）：GPIO.output（19、True）GPIO.output（26、False）GPIO.output（16、True）GPIO.output（20、False）def rev （）： GPIO.output（19、False）GPIO.output（26、True）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、True）def stop（）：GPIO.output（19、False）GPIO.output（26 、False）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、False）def distmeas（）：print "進行中の距離測定" GPIO.setup（TRIG、GPIO.OUT）GPIO.setup（ECHO、GPIO.IN ）GPIO.output（TRIG、False）print "センサーが落ち着くのを待っています" time.sleep（2）GPIO.output（TRIG、True）time.sleep（0.00001）GPIO.output（TRIG、False）while GPIO.input （ECHO）==0：pulse_start =time.time（）while GPIO.input（ECHO）==1：pulse_end =time.time（）pulse_duration =pulse_end --pulse_start distance =pulse_duration * 17150 distance =round（distance、2） print "Distance"、distance、 "cm" if distance <50：GPIO.output（19、False）GPIO.output（26、False）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、False）time.sleep （1）「距離が短いためロボットが停止しました」と印刷しますprint "Now Robot going Backward" GPIO.output（19、False）GPIO.output（26、True）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、True）time.sleep（1）GPIO.output（19 、False）GPIO.output（26、False）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、False）TLr（）time.sleep（4）fwd（）distmeas（）else：distmeas（）def TL（ ）：GPIO.output（19、True）GPIO.output（26、False）GPIO.output（16、False）GPIO.output（20、False）def TLr（）：GPIO.output（19、True）GPIO.output （26、False）time.sleep（0.75）GPIO.output（19、False）GPIO.output（26、False）while True：inp =raw_input（）if inp =="1"：fwd（）print "ロボットの移動in fwd direction "elif inp ==" 2 "：rev（）print"ロボットがrev方向に移動 "elif inp ==" 3 "：stop（）print"ロボットが停止しました " elif inp =="4"：takestillpic（inp）print "photo please" elif inp =="5"：GPIO.output（7、False）GPIO.output（8、False）elif inp =="6"：TL （）elif inp =="7"：TLr（）elif inp =="8"：servo =PWM.Servo（）servo.set_servo（27,1000）time.sleep（2）servo.stop_servo（27）elif inp =="9"：サーボ=PWM.Servo（）servo.set_servo（27,1500）time.sleep（2）servo.stop_servo（27）elif inp =="10"：サーボ=PWM.Servo（）サーボ。 set_servo（27,2000）time.sleep（2）servo.stop_servo（27）elif inp =="11"：fwd（）distmeas（）GPIO.cleanup（）

出典：Simple Pi Robot