Windows IoT Core搭載RoverをRaspberry Pi 2で構築 - 初心者から上級者まで

Roverはシンプルから始めて無限の拡張性を持つ初心者向けロボット。私にとってロボットは常に好奇心を刺激するもの—最初のLED点滅の後、基本ロボットは新しいプラットフォームや技術を探求する完璧なプロジェクトになります。

Windows IoT Coreを試す際、Roverは自然な第一歩となりました。そのシンプルな設計は初心者に最適ながら、将来のアップグレードにも対応できるアーキテクチャを備えています。

この初期版Roverは自律動作：障害物が塞ぐまで直進し、クリアなルートが見つかるまで旋回、再び前進を繰り返します。核心はWindows 10 IoT Core搭載Raspberry Pi 2。2つのモーターをL298NデュアルHブリッジで駆動し、HC-SR04超音波センサーで障害物検知。シャーシは低コストで入手しやすいキットで、任意の走行プラットフォームに置き換え可能。

高度なハードウェア/ソフトウェア知識は不要。前提条件を除けば、ArduinoやRaspberry Piに慣れている人なら1.5-2時間で完成。初めての電子工作なら、事前にArduinoとRaspberry Piの入門動画を数時間視聴することを推奨。

今後計画している拡張：

• 光依存抵抗とLEDでヘッドライト化
• GPIO経由のPWM風速度制御
• 電子部品を隠す3Dプリントボディとシャーシ

皆さんの改良案もコメントで共有してください！

プロジェクトで参考にしたリソース：

• Microsoft Windows Dev Center for IoT – Windows 10 IoT Coreステップバイステップガイド
• ModMyPiブログ：Raspberry Piで超音波距離センサーを使う

前提条件

1. Raspberry Pi 2でWindows 10 IoT Coreを稼働（手順はこちら）
2. PCにWindows 10とVisual Studio 2015をインストール（手順はこちら）
3. シンプルなWindowsアプリをPiにデプロイしてセットアップ検証（手順はこちら）

注：前提条件は2-3時間かかりますが、大半は放置で完了します。

必要なもの

パーツ：

1. Raspberry Pi 2と標準アクセサリー：5V 2A電源、8GB Class 10 microSDカード、ケース、LANケーブル
2. ジャンパーワイヤー（オス-オス、オス-メス）
3. ミニブレッドボード
4. ロボットカーシャーシキット（ベース、モーター、ホイール）
5. L298Nモーターコントローラー
6. HC-SR04超音波距離センサー
7. 1kΩと2.2kΩ抵抗
8. LM2577 DC-DC可変昇圧コンバーターモジュール
9. 単3電池3本ホルダー
10. オプション：オン/オフスイッチ付き単3電池4本ホルダーとカバー
11. オプション：両面テープ、ベルクロ、ゴムバンド

工具：

1. マルチメーター
2. #1プラスドライバー
3. ニードルノーズプライヤー
4. オプション：ワイヤーストリッパー
5. オプション：はんだごて
6. オプション：絶縁テープ

参考資料：

プロジェクト手順

ステップ1：ロボットシャーシの組み立て

所要時間：30分

工具：#1プラスドライバー；はんだごてまたは絶縁テープ；オプションでワイヤーストリッパー

パーツ：ロボットシャーシキット；オプションでオン/オフスイッチ付き単3電池4本ホルダー

キットの説明に従いベースプレート、モーター、ホイールを組み立て。はんだごてがあればモーター配線をはんだ付け、なければ線端を曲げて端子に固定し絶縁テープで巻く。

ヒント：モーター配線をベースの穴に通して絡まり防止。

キット付属の電池ホルダーを、カバーとスイッチ付きのものに交換。Raspberry Piが電池ホルダーの真上に載るため、このスイッチでPiの電源を切らずにモーターだけオフ可能。

バッテリーケースをベース中央にマウントしてバランス維持。ネジ、ベルクロ、両面テープ、ゴムバンドなど適宜使用。

ステップ2：L298Nモータードライバーの配線

所要時間：20分

工具：#1プラスドライバー；ニードルノーズプライヤー

パーツ：L298Nモータードライバー；ジャンパーワイヤー

モーター配線をL298N端子に接続：赤/黒をモーターA、赤/黒をモーターB。単3電池4本ホルダーを+12V入力（赤）とGND（黒）に接続。L298NのGNDをRaspberry PiのGND GPIOピン（ピン6）に配線。

L298Nの5V出力はモーター負荷で変動し、Raspberry Piリセットの原因になり得ます。これを防ぐため、L298Nロジック側はPiの5Vレールから給電し、モーター用には別バッテリーパックを用意します。

重要：L298Nの5Vイネーブルジャンパーを外して可変出力を防止。

ブレッドボード上に5V電源レールを作成：Piのピン2（5V）からオス-メスジャンパーで未使用行へ、さらにオス-オスジャンパーでL298Nの+5V端子をこのレールに接続。

4つのGPIOピンをL298N入力に配線：IN1→GPIO27（ピン13）、IN2→GPIO22（ピン15）、IN3→GPIO5（ピン29）、IN4→GPIO6（ピン31）。ENA/ENBジャンパーは装着したまま。

接続は以下の図と一致します。

ステップ3：DC-DC昇圧コンバーターの配線

所要時間：20分

工具：マルチメーター；はんだごてまたは絶縁テープ；オプションでワイヤーストリッパー

パーツ：DC-DC昇圧コンバーター；単3電池3本ホルダー；ジャンパーワイヤー

単3電池3本（4.5V）でDC-DCコンバーターを使い、Raspberry Pi用に安定した5Vを生成。電池リードをコンバーターのIn+とIn-にはんだ付けまたは固定し、オンボードポテンショメーターで出力を5Vに設定。

重要：Piに接続前にコンバーター出力が5Vであることを必ず確認。

コンバーター出力をPiに接続：Out+（赤）とOut-（黒）にはんだ付けまたはツイスト接続し、Piの5V（ピン4）とGND（ピン14）につなぐ。

詳細：Rover

現在のプロジェクト/投稿は以下でも検索可能：

• rover raspberry pi