ついに…Raspberry Pi 3でpythonを使いラジコンを作る!(磁石を近づけるとモータが動き、自動で止まる)

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はじめに

「優しいIT」という理念の基、ITコンサルタントをしている亀井亮介と申します!
現在、仕事では要求分析・要件定義を中心に上流工程をしていますが、プログラムも書きます!
優しいIT活動の一環として「教育用ようにプログラミング可能なPCを安価に提供する」理念の「Raspberry Pi 3(通称ラズパイ)」の紹介をします!

今まで、ラズパイを触っていたのは、娘(11と8)の夏休みの工作に、ラズパイでラジコンどうかなって思ったからです!(娘なのにラジコン?育て方がね…ふふふ)
結果的に、ラジコンを選んでくれるかどうかわかりませんが(笑)、試作をしてみます。

ボタン押している間モーターが動く」では、ボタンを押している間モータが動くようにしました。
応用編として磁石スイッチ(リードスイッチ)を使った「(磁石を近づけている間モータが動く)」を作りました。
ただ、この方法だと、モータを止めるときに車を追いかける必要があります。車があらぬ方向に行きそうで…ということで、磁石を近づけたら、モータが動き出し、しばらくすると自動的に止まるようにしました!

ラズパイマガジン-2016年6月号 特集1 アキバの人気パーツ 配線図ベスト17
ラズパイマガジン-2016年8月号 特集1 電子工作12の基本パターン
を見ながら、勉強して応用をしています。非常に参考になりました!

手順

  1. 配線
  2. プログラム Raspycon_ver2.py
  3. プログラムを動かす

1. 配線

回路の写真を参考までに、こんな感じというイメージになれば
ボタン押している間モーターが動く」と、「(磁石を近づけている間モータが動く)」と同じ回路です。
ついに…Raspberry Pi 3でpythonを使いラジコンを作る!(磁石を近づけるとモータが動く編)回路.jpg

動画にもしました
動画解説クリック→

テキストに起こしてみました。
ラズパイから見た配線

  • ラズパイ 1番端子(3.3V) - モータードライバー 8番ピン(Vs)
  • ラズパイ 2番端子(5V) - モータードライバー 7番ピン(Vcc)
  • ラズパイ 2番端子(5V) - リードスイッチ 左側
  • ラズパイ 16番端子(GPIO23) - モータードライバー 5番ピン(IN1)
  • ラズパイ 18番端子(GPIO24) - モータードライバー 6番ピン(IN2)
  • ラズパイ 6番端子(GND) - モータードライバー 1番ピン(GND) - 電池のマイナス側
  • ラズパイ 11番端子(GPIO17) - リードスイッチ 右側

モータードライバーから見た配線

  • モータードライバー 4番(Vref) - 抵抗5.1kΩ - モータードライバー 8番(Vs)
  • モータードライバー 2番(OUT1) - DCモーター
  • モータードライバー 10番(OUT2) - DCモーター

その他(画像と動画では付けていません)

  • コンデンサー - DCモーター
  • リードスイッチ 中央 - GND

2. プログラム Raspycon_ver2.py

GitHubにソースをアップしているので、お好きにお使いください。

gitでcloneする
$ git clone https://github.com/RyosukeKamei/raspberrypi3.git
Raspycon_ver2.py
# GPIOを制御するライブラリ
import wiringpi
# タイマーのライブラリ
import time

# ボタンスイッチを繋いだGPIOの端子番号
button_pin = 17 # 11番端子
# GPIO端子の設定
motor1_pin = 23 # 16番端子
motor2_pin = 24 # 18番端子

# GPIO初期化
wiringpi.wiringPiSetupGpio()

# ボタンスイッチを入力モード(0)に設定
wiringpi.pinMode( button_pin  , 0 )

# モータードライバーは出力モード(1)に設定
wiringpi.pinMode( motor1_pin, 1 )
wiringpi.pinMode( motor2_pin, 1 )


# 端子に何も接続されていない場合の状態を設定
# 3.3Vの場合には「2」(プルアップ)
# (0Vの場合は「1」と設定する(プルダウン))
wiringpi.pullUpDnControl( button_pin  , 2 )

# スイッチの初期状態
switch_status = wiringpi.digitalRead(button_pin)

# whileの処理は字下げをするとループの範囲になる
while True:
    # スイッチの状態を検知
    print("スイッチの初期値", switch_status)
    print("取得したスイッチの状態", wiringpi.digitalRead(button_pin))

    # スイッチが変化したらモータを動かす
    if( wiringpi.digitalRead(button_pin) != switch_status ):
        print ("3秒だけモータを動かす")
        # モーターを回転
        wiringpi.digitalWrite( motor1_pin, 1 )
        wiringpi.digitalWrite( motor2_pin, 1 )
        time.sleep(3)
        wiringpi.digitalWrite( motor1_pin, 1 )
        wiringpi.digitalWrite( motor2_pin, 0 )
        switch_status = wiringpi.digitalRead(button_pin)

    # 0.5秒ごとにイベントキャッチ
    time.sleep(0.5)

3. プログラムを動かす

動かしている様子を動画に収めました。
動画解説クリック→

磁石を近づけている間モータが動く
$ sudo python3 Raspycon_ver2.py

チョロQっぽくなりそうですね!

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