マイコンで動かす３輪ロボット製作（No.1-購入編）

はじめに

ものづくりを行う団体において、新人教育は大きな課題である。本記事はArduinoIDEで開発のできるマイコン(RaspberryPiPico)を用いた新人教育用の3輪キットの製作・開発手順を紹介していくものである。なお、本記事は実際に製作を行う初心者のための製作手順と本キットを教育に用いようとしている教育者への説明の2つの要素が混じっている。製作手順として必要な情報以外は折りたたんでいるため、後者の方は折りたたまれた情報も参照していただきたい。

設計思想

詳細（教育者向け）

ものづくり経験の全くない人たちのチーム開発を主な対象としている。
製作を通じて得て欲しいものは

• ものづくりの楽しさ
• 構造・回路・プログラミング（マイコン）の基礎
• 効率的なチーム開発の手法

である。それぞれの詳細は

• ものづくりの楽しさ

実際に自分たちの手でロボットを作り、動かすことでものづくりの魅力を見つけてもらう。また、ロボットに十分な拡張性を持たせることで改造の余地を与え、個々の独創性を引き出す。

• 構造の基礎

既存のキットではなく、タミヤのパーツを組み合わせてロボットを作成することで実際の製作に近い状態を生み出す。余ったパーツで改造を行ったり、3Dプリンターで改造パーツを作成したりことで器具や設計ソフトの使用方法を理解してもらう。

• 回路の基礎

マイコンを使用した回路の配線を理解する。また、ブレッドボードを使用することにより自由な回路の拡張を可能にし、様々な素子の情報を知ってもらう。

• プログラミングの基礎

ArduinoIDEでプログラミングを行うことでC言語・Arduino.hを用いた基本的なコーディングを理解する。また、GPIOやUART・I2C通信などのシステムを知ってもらう。

• チーム開発の手法

1チームに対して２つの機体を製作することを推奨する。
機体をそれぞれ、

1. 構造的に改造を施す機体
2. 回路・プログラミングの改造を施す機体

と役割分担をする。回路・プログラミングの変更は簡単に別の機体に移行できるため、
最終的に1の機体にすべての改造を統合する形で完成させる。こうすることで、構造の開発と回路・プログラミングの開発を並列して行うことができ、結果として開発の効率が良くなる。

材料

秋葉原に行けばすべての材料がそろうようになっている。秋葉原へ直接買いに行くのが難しい場合は以下に示す店舗はネット通販も行っているため、ネットで購入するのを勧める。また、本記事で示すのはロボットに最低限必要なものであり、今後のカスタムに必要な材料は後の記事で提示していく。

※材料は１セット（機体２台分）で個数を算出している

• 秋月電子通商

店舗はこの場所にある。
また、ネット通販サイトにはこちらからアクセスできる。
リストは以下のとおりである。

名称	型番	単価(円)	個数（個）	小計（円）	備考
ブレッドボード	BB-102	300	2	600
ジャンパーワイヤ 14種類×10本	BBJ-140	580	1	580
ジャンパーワイヤ(オス-オス)セット 各種 合計60本以上	BBJ-65	300	1	300
USBケーブル USB2.0 TypeAオス⇔TypeCオス 1.5m		120	2	240
単3形アルカリ乾電池 ゴールデンパワー製	GLR6A	150	2	300	1セット4本
電池ボックス 単3×3本 リード線	BH-331-3A	70	2	140
RP2040マイコンボードキット	AE-RP2040	700	2	1400
TB6612モータドライバ ブレークアウトボードキット	AE-TB6612-BO	380	2	760

• 千石通商（タミヤ）

店舗はこの場所にある。
また、ネット通販サイトにはこちらからアクセスできる。
大量購入する場合はタミヤオンラインショップでの購入を勧める。
リストは以下のとおりである。（千石電商での価格）

名称	単価(円)	個数 (個)	小計(円)	備考
タミヤ　ダブルギヤボックス (左右独立4速タイプ)	900	2	1800
タミヤ　トラックタイヤセット	380	1	380	4個入り
タミヤ　ボールキャスター	380	1	380	２セット入り
ユニバーサルプレートL	700	1	700	210×160mm

道具

作業ごとに必要な道具を提示するが、全体で使用する道具をまとめると、

• ドライバセット（安いものでOK）
• ニッパー
• はんだごて
• はんだ
• 両面テープ

である。

おわりに

本記事を元に必要な材料を買いそろえることが出来たであろう。
次回はロボットの組み立て方を解説していく。