カテゴリー: ロボット

ロボットの作り方

1) まずはタイプを決める（おすすめ）

  • ✅ 2輪差動ローバー … 作りやすい・学びやすい（おすすめ）
  • 4輪/キャタピラ … 段差に強い
  • ロボットアーム … 物体操作に特化
  • 二足/人型 … 超上級（制御が難しい）

以下は「2輪ローバー」の具体例です。

2) 必要な部品（例）

  • マイコン：Arduino Uno か Nano
  • モータードライバ：TB6612FNG（効率◎／L298Nより低発熱）
  • DCギヤドモータ×2（TTモータ 6V～9V）＋ホイール×2、キャスタ車輪×1
  • 距離センサ：HC-SR04（超音波）
  • 電源：18650×2（7.4V）＋スイッチ ＊Arduino用に5V 降圧モジュールあると安定
    （または6V～9V電池＋ArduinoのVIN）
  • ジャンパ線、ブレッドボード、シャーシ

3) 配線（TB6612FNG＋Arduino）

電源系

  • VM → モータ用バッテリ＋（6–12V）
  • VCC → Arduino 5V
  • GND → Arduino GND（必ず共通GNDに）

制御ピン（例）

  • STBY → 5V（有効化）
  • PWMA → D5（PWM）／AIN1 → D7／AIN2 → D8（左モータ）
  • PWMB → D6（PWM）／BIN1 → D9／BIN2 → D10（右モータ）

超音波 HC-SR04

  • VCC → 5V、GND → GND
  • Trig → D3、Echo → D2

4) サンプルコード（障害物回避・そのまま書き込んでOK）

// 2輪ローバー 障害物回避（Arduino UNO）
// Driver: TB6612FNG  / Sensor: HC-SR04

// 左モータ（A側）
const int AIN1 = 7;
const int AIN2 = 8;
const int PWMA = 5; // PWM

// 右モータ（B側）
const int BIN1 = 9;
const int BIN2 = 10;
const int PWMB = 6; // PWM

// 超音波
const int TRIG = 3;
const int ECHO = 2;

// 速度（0-255）
const int SPD_FWD = 160;
const int SPD_TURN = 150;
const int SPD_BACK = 150;

// 閾値
const int OBST_CM = 20;

long readDistanceCm() {
  // 超音波測距
  digitalWrite(TRIG, LOW); delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH); delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long dur = pulseIn(ECHO, HIGH, 30000UL); // 30msタイムアウト
  if (dur == 0) return 400; // 計測失敗＝遠い扱い
  long cm = dur * 0.034 / 2;
  return cm;
}

void setMotorRaw(int in1, int in2, int pwmPin, int spd) {
  if (spd < 0) { // 後退
    digitalWrite(in1, LOW);
    digitalWrite(in2, HIGH);
    analogWrite(pwmPin, constrain(-spd, 0, 255));
  } else {       // 前進/停止
    digitalWrite(in1, HIGH);
    digitalWrite(in2, LOW);
    analogWrite(pwmPin, constrain(spd, 0, 255));
  }
}

// 左右速度（-255～255）
void drive(int left, int right) {
  setMotorRaw(AIN1, AIN2, PWMA, left);
  setMotorRaw(BIN1, BIN2, PWMB, right);
}

void stopAll() { drive(0, 0); }

void setup() {
  pinMode(AIN1, OUTPUT); pinMode(AIN2, OUTPUT); pinMode(PWMA, OUTPUT);
  pinMode(BIN1, OUTPUT); pinMode(BIN2, OUTPUT); pinMode(PWMB, OUTPUT);
  pinMode(TRIG, OUTPUT); pinMode(ECHO, INPUT);

  // 乱数初期化（浮遊ピンから）
  randomSeed(analogRead(A0));

  stopAll();
}

void loop() {
  long d = readDistanceCm();

  if (d < OBST_CM) {
    // 障害物あり：停止→後退→ランダム旋回
    stopAll(); delay(100);
    drive(-SPD_BACK, -SPD_BACK); delay(300);
    stopAll(); delay(50);

    bool turnLeft = random(0, 2) == 0;
    if (turnLeft) {
      drive(-SPD_TURN, SPD_TURN); // 左旋回
    } else {
      drive(SPD_TURN, -SPD_TURN); // 右旋回
    }
    delay(300);
    stopAll(); delay(50);
  } else {
    // 前進
    drive(SPD_FWD, SPD_FWD);
  }

  delay(20);
}

5) 動作チェック手順（短縮版）

  1. 片輪ずつ回るか確認（片方のPWMだけanalogWriteして正逆転をチェック）
  2. 両輪前進→後退→旋回が正しいか
  3. 超音波の距離が変化するか（手を近づけてOBST_CM未満で回避するか）

6) よくあるハマりどころ

  • GND共通忘れ：Arduinoとモータ電源のGNDは必ず共通
  • 電圧不足：モータとロジックは分離電源が安定（降圧5VでArduino）
  • 配線逆：AIN1/AIN2, BIN1/BIN2が逆だと回転方向が反転（コード側で符号を入れ替えてもOK）
  • 超音波の誤計測：屋外/柔らかい物体は反射弱い→閾値を上げる/IRセンサ併用

7) 発展（やりたい順に追加）

  • ライン追従：IRセンサ（TCRT5000）を2～5個
  • エンコーダ：速度/距離のフィードバック制御（PID）
  • IMU：姿勢安定（MPU-6050/9250）
  • Raspberry Pi + ROS2：カメラ搭載、自己位置推定/SLAM、スマホから操作
  • ロボットアーム：サーボ（MG996R等）＋グリッパでピック＆プレース
  • 通信：ESP32でWi-Fi/BLEリモコン、Web UI 操作

必要なら、配線図の簡易図やライン追従／Bluetooth操作の追加コードもこのまま出せます。どの方向（カメラ/アーム/ROS2 など）に伸ばしたいかだけ教えてくれたら、そのルートに最適化した設計とコードを用意するよ。