Arduino Yun搭載 IoT対応 5自由度ロボットアーム（Blynk制御）

必要なコンポーネントと用品

パーツ	数量
Arduino Yun	1
サーボモーター（Tower Pro MG996R）	5

アプリとオンラインサービス

• Blynk
• MATLAB

プロジェクト概要

これが私の初めてのロボットアームで、以下の特徴を持ちます：

• 5自由度（グリッパーを除くと4自由度）
• Arduino YunをブレインとしてIoT機能を搭載
• Blynkアプリで制御インターフェースを構築
• MATLAB Robotics Toolboxで順運動学を実装
• 滑らかな動作を実現する自作ライブラリ（MotionGenerator）を使用

結果に満足しているので、構築手順と経験を共有します。

コンポーネントと材料

ロボット構築に必要なもの：

• Arduino Yun（または他のArduinoボード）×1
• サーボモーター ×5
• 5V充電器（最小2.5A）×1
• LED ×2
• 抵抗 100Ω（赤色LED用）、150Ω（青色LED用）×各1
• 木製混ぜ棒 ×2
• 金属ワイヤー ×1
• プラスチックシート（シャワージェルボトルから流用）×1
• ゴムバンド ×1
• 小さなスポンジ ×2
• プラスチックネジ M3 ×9、M2.5 ×6
• 木製プレート 3mm厚（30cm×50cm程度）×1
• 木工用接着剤
• コーディングの時間

ロボットの組み立て

まずサーボのサイズとトルクを測定し、アームの長さとロボット全体のサイズを決めます。私は2種類のマイクロハイトルクサーボを使用しましたが、180度動作するサーボを推奨します（可動域が広がるため）。グリッパー用には安価なマイクロサーボで十分です。

写真1のようにアームをカットし、デザインは自由です。グリッパーは混ぜ棒を半分に切り、プラスチックシートをバネ代わりにして作ります。内側にワイヤーを通せば開閉可能。グリッパーの支点にはM3ネジを使用し、重量バランスを取るためサーボをアームの反対側に配置、もう一本の混ぜ棒で動力を伝達します（写真2上部）。

ベースとベースサーボ・Arduino Yunを固定するプレートを作り、すべて組み立てると写真2のようになります。見た目を良くするなら、木材をサンディングして塗装してください（写真3）。私はメタリックシルバーに赤ストライプで金属風に仕上げました（写真4）。

ソフトウェア

まずBlynkでインターフェースを作成します。Blynk未経験の方は公式サイトのチュートリアルを参照してください。インターネット接続機能のないボード（Arduino Unoなど）でも、USB経由でBlynkを使用できます（こちら参照）。

Arduino IDEでの作業手順：

1. Arduino Yunボードの設定
2. 「スケッチ」→「ライブラリをインクルード」→「ライブラリを管理」からBlynkライブラリをインストール
3. SimpleTimerライブラリを Arduino\libraries\SimpleTimer に配置
4. 自作のMotionGeneratorライブラリを Arduino\libraries\MotionGenerator に配置
5. RobotArm_instructables.ino をコンパイル・アップロード（Blynkトークンを自分のものに書き換えるのを忘れずに）

MotionGeneratorライブラリは解析的手法に基づき、最大速度・加速度の制限付きで滑らかな軌道生成を行います。

オプション（順運動学、写真3参照）： MATLABとRobotics Toolboxが必要です。ロボットがBlynkに接続され、PCのUSBポートにも接続されている状態で、MATLABがシリアル通信でArduinoから情報を取得します。MainScrip.m のCOMポートを正しく設定し、実行してください。ロボットのキネマティクスは私のロボット用なので、ご自身のロボットに合わせて robotKinematicsFcn.m の寸法を調整してください。

ソースコード

ソースコード一式はZIPアーカイブで提供されています（ダウンロードのみ）。

回路図