今回はラズベリーパイで手軽に作れるスパイダーロボット、SunFounder PiCrawlerについて解説したいと思います。ソースコードも併せて公開していますので、ラズベリーパイで何か動くものを作ってみたい!という方に参考にして頂ければと思います。
目次
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)とは
Raspberry Pi(ラズベリーパイ)はイギリスのラズベリーパイ財団が教育用に開発したボードコンピュータです。
最新のRaspberry Pi 4では、ARMアーキテクチャを採用したBroadcom製の高性能SoC BCM2711を搭載しており、1.5GHzで動作するARM Cortex-A72が4コアとマイコンボードの中では非常に高速な処理能力を持っています。また、ユーザーがアクセス可能な40ピンのGPIOも搭載しており、外部ハードウェアを制御することが可能です。 詳細なスペック等は以下の記事で解説していますので、あわせてご覧ください。
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ラズベリーパイで制御するロボット PiCrawler
SunFounderから発売されているPiCrawlerは、四足歩行で昆虫のような動きをするスパイダーロボットです。ラズベリーパイをコントローラーとして使用し、自分で作成したプログラムをラズベリーパイ上で動作させることにより、ロボットを制御することができます。
入手先
SunFounder製のロボットはアマゾンなどで販売されており、日本国内でも普通に入手できます。
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選んだ理由
ラズベリーパイをベースとしたロボットキットは各社から色々なものが発売されていますが、私がSunFounderのロボットを選んだ理由は以下のような感じです。
価格が安く購入しやすい(国内サイトで買える)
価格は15000円程度 と本格的なロボットにも関わらず、非常に安価です。同じようなロボットのキットは他のメーカーからも発売されているのですが、ほとんどのものはフレームが樹脂製であるのに対しPiCrawlerはなんとアルミ製です 。そしてカメラモジュールなども含めた価格であるため、非常にコストパフォーマンスが高いです。
基板製作やはんだ付け作業が不要
本キットは必要な機能が全てRaspberry Pi用のHAT(拡張基板)に集約 されているため、モーター駆動回路、電源回路などを自分で作成する必要がありません。HATをラズベリーパイのGPIOに差し込むだけで必要な機能をラズベリーパイに実装 できます。 またロボットのフレームの組み立てもドライバのみででき 、ドライバ自体もキットに含まれています。 ロボット製作と聞くと敷居が高いと感じている方でも、プラモデル感覚で簡単に組み立てることができます。
ロボットのモーション設計が不要
ロボットの制御というと、特に車輪ではなく足で歩くタイプの場合は、ロボットが転ばずに歩けるように姿勢をソフトウェアで制御してやる必要があり 、専門知識が必要となります。 しかしPiCrawlerにはモーションコントロールを行ってくれるライブラリが付属 しており、Pythonから回転や前進、後退を行うためのメソッドを実行するだけで簡単にロボットの動作を制御することができます。
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SunFounder PiCrawlerのキット内容
本体のキット内容については以下の記事にまとめています。
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追加で用意するもの
コントローラとなるRaspberry Pi、バッテリーは別途用意する必要があります。
Raspberry Pi
PiCrawlerのコントローラーにはRaspberry Pi 3、4を使います。 私はロボットを購入した当時、Raspberry Pi 4の入手が困難であったためRaspberry Pi 3を使用していますが、ロボットに取り付けたカメラモジュールで画像処理を行うので、メモリをたくさん搭載しているRapsberry Pi 4の4GB or 8GB版を使うのがおすすめ です。
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バッテリー
ロボットのバッテリーには18650という規格に適合したものを取り付ける必要があります。私はパナソニック製のセルで保護回路付きのものを使用しています。(必ず保護回路付きのものを使用することをおすすめ します) 保護回路が付くと若干バッテリーの全長が伸びるのですが、バッテリーケースにはぎりぎり収まっています。 充電器も含め、詳細は以下の記事で解説しています。
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アプリケーションを開発する
PiCrawlerは付属のライブラリではなく、自分で作成したプログラムから制御することができます。コントローラーはラズベリーパイですので、Raspberry Pi OS上のPythonプログラムから自由に動作をコントロールできます。 ここからは、私が独自に作成したプログラムで制御した例をソースコード付きで紹介していきます。
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マルチコア並列処理
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まとめ
今回紹介したSunFounderのPiCrawlerというロボットを使うことで、手軽にロボットを製作し、ラズベリーパイの制御プログラムでコントロールすることができます。 ラズベリーパイで何か動くものを作ってみたいと思っている方にはとてもおすすめです。
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また、以下の記事で効率的にPythonのプログラミングスキルを学べるプログラミングスクールの選び方について解説しています。最近ではほとんどのスクールがオンラインで授業を受けられるようになり、仕事をしながらでも自宅で自分のペースで学習できる ようになりました。 スキルアップや副業にぜひ活用してみてください。
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