Raspberry Pi & Android スマホで Wi-Fi 制御ロボットを構築

スマホでロボットを操縦してみたくありませんか？Raspberry Pi、L293D モータードライバー、RootSaid WiFi Command Center アプリがあれば、モバイル制御ロボットを実現できます。このガイドでは、コンポーネント選定からリスナースクリプト作成まで全ステップを解説します。

必要なコンポーネント

各アイテムのリンクから Amazon（またはお好みの小売店）で購入可能です。

• Raspberry Pi（GPIO ピン搭載モデルならどれでも可）
• 12 V リチウムポリマー（LiPo）バッテリー
• DC モーター 2 個
• ロボットシャーシ（発泡ボード、薄い金属板、または完成キット）
• L293D デュアル H ブリッジモータードライバー
• RootSaid – WiFi Command Center インストール済み Android スマホ
• WiFi ネットワーク（ルーターまたはホットスポット）

ステップバイステップ構築ガイド

1. シャーシの組み立て

Raspberry Pi、L293D、バッテリーを搭載できる頑丈なベースを設計。発泡ボードや薄い金属板などの軽量素材で重量を抑制。完成キットをオンライン購入するのも一案です。

2. 電源システムのセットアップ

12 V LiPo がモーターと L293D 内蔵レギュレーターに給電。Raspberry Pi を保護するため、DC-DC コンバーターまたはバックレギュレーターで 5 V に降圧してから Pi の 5 V 入力に供給します。

3. モータードライバーの取り付け

L293D をシャーシに固定し、2 つの DC モーターに配線。ピンアウト詳細は L293D データシート参照。モータードライバーのイネーブルピンをハイ（ロジック 1）に設定して継続動作可能にします。

4. Raspberry Pi の準備

Raspberry Pi OS（旧 Raspbian）を書き込んだ microSD カードを挿入。Pi を起動し、sudo passwd pi で pi ユーザーのパスワード設定。sudo apt update -y && sudo apt upgrade -y でシステムを最新化。

5. WiFi 接続

Pi を WiFi ネットワークに接続。ターミナルで ifconfig または hostname -I で Pi の IP アドレスを確認。スマホの IP から Pi に ping を打って疎通確認。

6. GPIO ピンの配線

6 つの GPIO ピンでモーターを制御：

• モーター 1：GPIO 33（IN1）と GPIO 11（IN2）
• モーター 2：GPIO 13（IN3）と GPIO 15（IN4）
• イネーブルピン：GPIO 29 と GPIO 31（両方 HIGH に維持）

7. リスナースクリプトのインストール

Pi 上で以下の Python スクリプトをダウンロードし controller.py として保存。UDP ポート 5050 でリッスンし、着信コマンドをモーターアクションに変換します。

import socket
import RPi.GPIO as GPIO

# GPIO 設定
GPIO.setmode(GPIO.BOARD)
# モーター 1
GPIO.setup(33, GPIO.OUT)
GPIO.setup(11, GPIO.OUT)
# モーター 2
GPIO.setup(13, GPIO.OUT)
GPIO.setup(15, GPIO.OUT)
# イネーブルピン
GPIO.setup(29, GPIO.OUT)
GPIO.setup(31, GPIO.OUT)
GPIO.output(29, GPIO.HIGH)
GPIO.output(31, GPIO.HIGH)

# UDP ソケット
sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM)
sock.bind(('', 5050))
print('Listening for commands on port 5050...')

while True:
    data, addr = sock.recvfrom(1024)
    cmd = data.decode().strip().lower()
    if cmd == 'forward':
        GPIO.output(33, GPIO.HIGH); GPIO.output(11, GPIO.LOW)
        GPIO.output(13, GPIO.HIGH); GPIO.output(15, GPIO.LOW)
    elif cmd == 'backward':
        GPIO.output(33, GPIO.LOW); GPIO.output(11, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(13, GPIO.LOW); GPIO.output(15, GPIO.HIGH)
    elif cmd == 'left':
        GPIO.output(33, GPIO.LOW); GPIO.output(11, GPIO.HIGH)
        GPIO.output(13, GPIO.HIGH); GPIO.output(15, GPIO.LOW)
    elif cmd == 'right':
        GPIO.output(33, GPIO.HIGH); GPIO.output(11, GPIO.LOW)
        GPIO.output(13, GPIO.LOW); GPIO.output(15, GPIO.HIGH)
    elif cmd == 'stop':
        GPIO.output(33, GPIO.LOW); GPIO.output(11, GPIO.LOW)
        GPIO.output(13, GPIO.LOW); GPIO.output(15, GPIO.LOW)
    else:
        print('Unknown command:', cmd)

python controller.py でスクリプト実行。Pi は UDP コマンド受信準備完了です。

8. スマホに RootSaid をインストール

Google Play Store から RootSaid – WiFi Command Center アプリをダウンロード。アプリを開き、Pi の IP アドレスとポート 5050 を入力。画面上の矢印ボタンで移動コマンドを送信します。

9. ロボットのテスト

すべて接続・通電後、スマホから各方向を試してみてください。モーターが即座に反応すれば、Android デバイスと Raspberry Pi のリンク確立成功です。

おめでとうございます！スマートフォンから直接操縦できる完全機能する Wi-Fi 制御ロボットが完成しました。