【Arduino入門】ロボットを作る！車輪型の移動ロボットの作り方を解説！

Arduinoとモータドライバを使って、モータの正転、逆転、停止をコントロールできるようになったら、、、もう、ロボットを作ることができます！！
もし、まだモータのコントロール方法がわからないという方は、こちらの記事を参考にしてください！

今回の記事では、Arduinoとモータドライバを使って、シンプルな車輪型の移動ロボットを作る方法を解説します！
使用するパーツは、ホームセンターやネットで簡単に購入できるものばかりなので、ぜひ、参考にしていただき、マイロボットを作ってみてください！！

解説動画

今回の記事こちらの動画を解説したものです。

製作する車輪ロボットについて

今回製作するロボットはこれです！
ロボットの名前は、、、「NR-02」です！！
NRは「伸びしロボット」（Nobishi Robot）です。。。笑

上の写真のように、本体は2階建になっています！

• 2階は組み立て後も触る可能性の高いパーツを配置
  • ブレッドボード: 回路を作り変える
  • モータドライバ: スイッチで動作確認できる
• 1階はあまり触らなくていい、保護したいパーツなどを配置
  • Arduino Uno: 2階に置くのもあり
  • 電池BOX: 動かないように挟む
• 足回り
  • ボールキャスタ
  • ツインモータギヤボックス＋タイヤ

ロボットを組み立てる！

まずは、ロボット本体を組み立てましょう！

使用するものリスト

使用するものはこちらです！
秋月電子で私は購入しているのですが、Amazonのリンクも…と思い追加しています。
完全に同じものではないですが、Amazonのリンクのものを使用しても問題はありませんよ！

■ロボット本体

合計　約6,855円　(参考価格)

■その他

• USBケーブル（Type-Aオス ー Type-Bオス） x 1
  秋月電子通商 通販コード C-07605
  Amazonで購入するならこちら
• パソコン（プログラミング用） x 1

組み立て手順

足回りを組み立てる

ボールキャスタの高さは37mmで作ります。ツインモータギヤボックスは低速（タイプC）で作ります。タイプA, Bだと動きが速くてプログラムでコントロールするのが難しいです。
ユニバーサルプレートにボールキャスタ、ツインモータギヤボックスをねじ止めします。ネジを入れる穴の位置は下の写真を参考にしてください。ツインモータギヤボックスの軸にナロータイヤを差し込みます。

ユニバーサルプレートの四隅に支柱を立てる

下の画像のように、M3 x 40 mmのネジと、ユニバーサルアームに入っているスペーサーを使って、ユニバーサルアームの四隅に支柱を立てます。
ネジにスペーサーを入れただけでは、ストンと落ちてしまうので、ナットでしめておく事をおすすめします！

Arduinoを両面テープで固定する

Arduinoのプレートの裏面に両面テープを貼って、ユニバーサルプレートに固定します。ロボットが動いた時にArduinoが落ちなければいいので、ネジなどでガッチリ固定しなくても大丈夫です！

2階のユニバーサルプレートを組み立てる

もう1枚のユニバーサルプレートの四隅にネジを通して、ブレッドボードとモータドライバを両面テープで固定します。四隅のネジの先をナットでしめて、ロボット本体はできあがりです！！

回路を作る！

次は、回路を作っていきましょう！

回路図と配線図

回路図と配線図はこちらです！

回路図だけで組み立てるのが難しいときは、配線図を参考にしてください！

回路で気をつけてほしいこと！

実は、この回路で気をつけてほしいことがあります！
下の図のように、電池をモータドライバ基板に接続して、モータドライバ基板の機能で5Vを作り出して、その5VをArduinoに与えている仕組みになっています。

なので、Arduinoの「Vin」ポートには何も入れないでください！また、Arduinoにプログラムを書き込むときにUSBケーブルを挿し込む際は、電池BOXから電池を外してから、USBケーブルを差し込んでください！
Arduinoにも5Vを作り出す機能があり、両方で5Vを作ってしまうと、微妙に電圧が違ったりして、壊れてしまうかもしれないので、気をつけてください！！

プログラムを作る！

プログラムを書いていきましょう！

ロボットの動作とモータへの指示

ロボットの前進動作をするときに左右のモータに送る指示について考えてみましょう。
前進する場合は、下の図のように、左右両方のモータが正転するとロボットが前に進みそうですよね！
なので、左右両方のモータについて、AはHIGH、BにはLOWを送ればOKです！

同じように、ロボットの動作を実現するために、左右のモータが正転するのか、逆転するのか想像するとモータに送るべき信号がわかると思います！
以下に、後退、左旋回、右旋回、停止動作とモータに送る信号を図でまとめておきますので参考にしてください！
ちなみに、右旋回は穴埋めにしているので、ぜひ、考えてみてください！！

プログラムのポイント

ソースコード

ソースコード全文です。
行数が多くてビックリするかもしれませんが、digitalWrite x 4個＋delay x 1個を1セットとして、コピペしながら割と簡単に作れます（＾＾）

1void setup() {
2  //ピンの出力(Output)or入力(Input)設定
3  pinMode(6, OUTPUT);  //左モータA
4  pinMode(7, OUTPUT);  //左モータB
5  pinMode(5, OUTPUT);  //右モータA
6  pinMode(4, OUTPUT);  //右モータB
7  pinMode(8, INPUT);  //スイッチ
8
9  //スタートボタンを押されるのを待つ
10  while(digitalRead(8)==0);
11  delay(1000);  //1秒待つ
12}
13
14void loop() {
15  //前進
16  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
17  digitalWrite(7, LOW);  //左B
18  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
19  digitalWrite(4, LOW);  //右B
20  delay(1000);
21
22  //ストップ
23  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
24  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
25  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
26  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
27  delay(1000);
28
29  //後退
30  digitalWrite(6, LOW);  //左A
31  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
32  digitalWrite(5, LOW);  //右A
33  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
34  delay(1000);
35
36  //ストップ
37  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
38  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
39  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
40  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
41  delay(1000);
42
43  //左旋回
44  digitalWrite(6, LOW );  //左A
45  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
46  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
47  digitalWrite(4, LOW );  //右B
48  delay(1000);
49
50  //ストップ
51  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
52  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
53  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
54  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
55  delay(1000);
56  
57  //右旋回
58  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
59  digitalWrite(7, LOW );  //左B
60  digitalWrite(5, LOW );  //右A
61  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
62  delay(1000);
63
64  //ストップ
65  digitalWrite(6, HIGH);  //左A
66  digitalWrite(7, HIGH);  //左B
67  digitalWrite(5, HIGH);  //右A
68  digitalWrite(4, HIGH);  //右B
69  delay(1000);
70}

動作確認

プログラムをArduinoに書き込んで動作確認をしましょう！
USBケーブルを挿し込むときは、電池BOXから電池を外してくださいね！
書き込みが終わったら、USBケーブルを抜いて、電池BOXに電池を入れて、スタートボタンを押してみましょう！
こんな感じで動くと思います！

（↓動作確認のところから再生されます）

まとめ: 【Arduino入門】ロボットを作る！車輪型の移動ロボットの作り方を解説！

今回の記事では、はじめて車輪型ロボットを作る人に向けて、ロボットの組み立て方から回路、プログラミング、動作確認までを解説しました！
電池の扱いには気をつける必要がありますが、ものすごくシンプルで伸び代がたくさんあるロボットです！！
ぜひ、LEDやブザーをつけたり、センサをつけたり、キャタピラにしてみたり、改造を楽しんでください！！

最後まで読んでいただき、ありがとうございました！
以上、CHAでした！

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CHA

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