Raspberry Pi でブラウザから操作できるラジコン戦車を作る! – 準備するもの その 1 –


■準備するもの – その 1 –

Raspberry Pi を使ってラジコン戦車を作るためには、

ラズパイ本体のほか、戦車にするためのキットや、工作器具など、

いくつか準備しておくものがある。

このページでは、第一弾として、

・ラズベリーパイ本体とそれを動作させるために必要なもの

について記載する。

ブラウザから操作できるラジコン戦車を作るにあたり、

戦車を制御部分するラズベリーパイ本体を動かすために必要なものは、

以下のとおりとなっている。

■必須で必要なもの

  1. Raspberry Pi 本体
  2. モバイルバッテリー
  3. micro SD カード
  4. インターネットに繋がるパソコン

■あると便利なもの

  1. HDMI ディスプレイと HDMI ケーブル
  2. USB キーボードとマウス

以下、各々について詳しく説明していく。



Raspberry Pi 本体

今回、Raspberry Pi を使って、

ブラウザから操作できるラジコン戦車

を作るのだから、当然 Raspberry Pi が必要となる。

ラズパイにはいろんな種類があるが、

2018 年 3 月 21 日現在、最新版は、

Raspberry Pi3 Model B+

となっている。

しかしながら、こちらは先日発表されたばかりで、

現時点でまだ日本では入手が難しい。

「Raspberry Pi 3 B+」発表のお知らせ
https://raspberry-pi.ksyic.com/news/page/nwp.id/75

それもあって、当サイトでは、私が元々持っていた、

Raspberry Pi3 Model B

Raspberry Pi 3 Model B V1.2 (日本製) 国内正規代理店品
by カエレバ

 

での作り方を紹介する。

なお、これの前バージョンである、

Raspberry Pi 2 Model B

でも、同じように作成は可能だと思われる。

が、2 と 3 では性能面で結構差があるため、

これからラズベリーパイを購入しようとする人は、

Raspberry Pi 3 Model B

の方を購入する方がよいだろう。

なお、これでも十分小さいラズパイだが、さらに小さい、

Raspberry Pi Zero シリーズ

Raspberry Pi Zero W – ヘッダー ハンダ付け済み – ラズベリー・パイ ゼロ W ワイヤレス
by カエレバ

 

も存在する。

戦車に搭載するには小さければ小さい方がよりよい。

しかしながら、こちらは小さい分、性能的にも

Raspberry Pi 3 Model B

よりも劣る上、HDMI が micro HDMI だったり、

専用カメラモジュールの接続ケーブルも小さかったりと、

諸々対応が必要になる。

よって、私のような初心者は、Zero 系ではない

普通のラズパイで対応した方がよいかもしれない。
*私もチャレンジしたいと思っているが、まだ扱ったことはない。



モバイルバッテリー

Raspberry Pi を動かすためには、当然電源が必要となる。

Raspberry Pi では、Android スマホのように、

動作用の電源を micro USB 経由で供給する必要がある。

このため、通常であれば、

・USB 電源アダプタと micro USB ケーブル

を準備すればよい。

しかしながら、今回作成したいのは、あくまでラジコン戦車。

コンセントに縛られず、自由自在に動けるようにする必要がある。

このため、少なくともラズパイを動かすための

・モバイルバッテリー

が必要不可欠となる。

また、今回は DC モーターの動作用電源も

モバイルバッテリーから供給するようにしている。

普通は電池で作るのだが、電池で作ると、

・動かない原因が電池不足かどうかが分かりにくい

・いざ動かそうとすると、電池交換が必要だったりする

・車体の組み方によっては、電池交換が面倒くさい

といったことが起こるので、モバイルバッテリーで代用した。

では、どんなモバイルバッテリーであればよいのか?

基本的には、

・電圧は 5V 出力

・電流は 2.0A 以上(可能であれば 2.4A)

・2 出力以上あるもの(ラズパイ用と DC モーター用)

・重量がなるべく軽いもの

を選択すればよいと思う。

出力ポート数に関しては、

・1 ポートのモバイルバッテリーを二つ使う

でも代用できる。

実際、当サイトではそのような構成にしている。

重量に関しては、ギア比などによっても変わるため、

何g 未満なら OK、というのは言いづらい。

ただ、当サイトと同様に作るのであれば、

300g ぐらいならなんとか動かせそうだと思う。

ちなみに、今回購入したモバイルバッテリーはこちら。

モバイルバッテリー RAVPower 3350mAh スティック ポータブル充電器 ( 超軽量 小型 ) iPhone / iPad / Galaxy / Android / タブレット 等対応(iSmart機能搭載) RP-PB33 ゴールド
by カエレバ

 

出力ポートは 1 ポートしかないため、

・ラズパイ本体を動かす用

・DC モーターを動かす用

として、合計二本購入している。

うち一本分の実物はこちら。
*横の黒い箱は大きさ比較用のラズパイ。

重量的には 1 本 73g とかなり軽く、

2 本でも 150g に満たないため、二本購入。

実際に動作させてみたが、大きな問題はなく動かせている。

なお、ここでは、

・私が使って実際に動作させられたもの

を紹介しているが、もちろんこれに限る必要はない。

モバイルバッテリーには他にも色々存在するが、

私がこれを選択するに至った経緯については、

モバイルバッテリーの選定 – Raspberry Pi でラジコン戦車 –

に記載しているので、こちらも参考にしていただければと思う。

また、

・DC モーターは電池で動かせればよい

と言う場合には、モバイルバッテリーは一本にし、

以下のような電池ボックスを準備すればよいと思う。
*ただし私は使ったことがない。

Haobase 電池ホルダー 電池 ホルダー 4×1.5V 単三電池ケース 単3形*4本 6V用 ボックス スイッチ カバー 4本
by カエレバ

 

ひとまず電源としてはこれらを準備しておけばよいだろう。



micro SD カード

Raspberry Pi はパソコンとしても使えるが、

いわゆるハードディスクに相当する機能は存在しない。

これを補うために、micro SD カードスロットがついており、

micro SD カードをハードディスク代わりに使う。

よって、ラズパイを動かすためには、

別途 micro SD カードが必要となる。

micro SD カードの容量としては、最低でも 8GB は必要。

おそらくこれだけでも動かせると思うが、

その後各種アプリを追加したりすることを考えれば、

16GB はあった方がよいかと思う。

実際、私は 16GB の micro SD カードを使っている。

また、転送速度の観点から、Class10 のものがよい模様。

例えばこれ。

TOSHIBA microSDHCカード 8GB Class10 UHS-I対応 (最大転送速度40MB/s) 5年保証 (国内正規品) MSDAR40N08G
by カエレバ

 

なお、この micro SD カードは、

ラズパイを動かすための OS を格納するために使う。

この際、パソコンに micro SD カードを差し込んで、

パソコンからラズパイを動かすための OS を

micro SD カードに書き込む、という作業が必要。

よって、パソコンに接続できないといけない。

が、通常のパソコンには SD カードの差込口はあっても、

micro SD カードを直接差し込める口を持っているものは少ない。

この様な場合には、以下に示すような、

micro SD カードを SD カードとして使えるようにするための

アダプタが付属しているものを購入しておいた方がよいだろう。

シリコンパワー microSDHCカード 16GB class10 アダプタ付 永久保証 ブラック SP016GBSTH010V10SP
by カエレバ

 



インターネットに繋がるパソコン

ラズパイ本体、電源、micro SD カードが揃えば、

基本的にはラズベリーパイを動作させることが出来る。

ただ、前述したとおり、

micro SD カードはハードディスク代わりとして利用される。

このため、普通に動作させるためには、micro SD カードに、

・Raspberry Pi を動作させるための OS

を書き込まなければいけない。

Raspberry Pi を動作させるための OS は、

通常、インターネット上で公開されているものを使う。

このため、インターネットに接続できるパソコンを用意し、

公式サイトなどから Raspberry Pi 用の OS を取得後、

micro SD カードに書き込む、

という作業が必要となる。

よって、インターネットに接続できるパソコンを

準備しておく必要がある。

最悪、なかったとしても、

・既に OS が格納された micro SD カード

を購入すれば動かせるが、あまり経済的ではないため、

インターネットに繋がるパソコンがあれば、

それを利用するのがよいだろう。

なお、OS のインストール方法については別途記述する。



HDMI ディスプレイと HDMI ケーブル

ここからは、なくても動かせるが、あると便利なものを記載する。

本体と電源を準備し、OS を格納した micro SD カードを

ラズパイ本体に差し込んで電源投入すれば、無事、動作してくれる。

利用する OS が、

・Raspbian Jessie 2016-11-25 よりも前のバージョン

であれば、何もせずとも初めから SSH が有効となっており、

起動したラズパイの IP address さえ分かれば、

・ユーザー名:pi
・パスワード:raspberry

とすることで、SSH でログイン可能。

また、それ以降のバージョンでは、初期状態では SSH が

無効化されているため、起動しただけでは SSH で

ログインできなくなっているが、

ただし、こちらのブログ

RaspbianでSSHが繋がらなかったので繋がるようにする
https://vivibit.net/raspbian-enable-ssh/

によれば、パソコン上で micro SD カードに

OS を書き込んだ後、micro SD カード上の

ルートディレクトリである、

/boot/

以下に、

ssh

というファイル名の空ファイルを作成しておけば、

SSH でログインできるらしい。
*私はまだ試していないので、未確認情報。

そうすると、後は、

・パソコンから SSH でログインして操作する
・リモートデスクトップ化してパソコンから操作する

など、ラズパイから直接画面を出さずとも操作できるため、

ディスプレイを使わずともラズパイを動かすことができる。

よって、以下に記載する内容は、特になくてもよいもの。

ただ、

・最初から SSH で諸々操作するのはハードルが高い
・まずは実際に画面に出してみたい

という場合もあるかと思う。

この場合には、

・画面を表示させるための HDMI ディスプレイ
・ラズパイと HDMI ディスプレイを結ぶケーブル

が必要となる。

HDMI ディスプレイに関しては、既に保有していればそれでよいし、

なかったとしても、最近の TV にはついていることが多いので、

TV で代用できればそれでよいと思われる。

ただ、TV で代用できたとしても、HDMI ケーブルは

付属していないことが多い。

そこで私は、以下のものを購入した。

SANWA SUPPLY HDMI巻取りケーブル 1.2m ブラック KM-HD20-M12
by カエレバ

 

サイズ的には、ラズパイ本体位の幅と厚みなので、

当初想定よりはちょっと大きいという印象。

ただ、巻取れるので収納等は便利。

とはいえ、HDMI ケーブルであれば何でもよい。

なお、HDMI ディスプレイはないが、

VGA 端子のディスプレイ

を持っている、という人は、

HDMI ディスプレイやケーブルを購入せずとも、

HDMI-VGA 変換アダプタを利用することで

VGA ディスプレイで代用することが出来る。

多少設定は必要であるため、具体的な方法に関しては、

VGA 出力を可能にする

をみていただきたい。



USB キーボードとマウス

こちらも、パソコンから SSH やリモートデスクトップで操作するなら不要。

ただ、

・急に SSH が繋がらなくなった

等、Raspberry Pi を直接操作したい場合には、

HDMI ケーブル共々、あった方がよい。

自宅に既にあるなら、何でもよい。

ちなみに私は、諸々の事情もあり、

・持ち運べる USB キーボードとマウス

が必要だったので、これら購入した。

サンワダイレクト 洗えるシリコンキーボード 防水 静音 ケーブル巻き取り Windows専用 ブラック 400-SKB013BK
by カエレバ

 

サンワサプライ 超小型マウス ケーブル巻き取り式 ブラック MA-MA6BK
by カエレバ

 

まぁ USB キーボードとマウスなら何でもよいとおもう。



まとめ

ここでは、

・ブラウザで操作できるラジコン戦車

を作る上で、

・まずはラズパイ本体を動かせるようにするために必要なもの

を記載した。

基本的には、Raspberry Pi 本体、電源、micro SD カード、

及びインターネットに繋がるパソコン、があれば、

ラズパイ自体は動かせるようになる。

普通にラズパイを動かす場合と異なるのは、

・電源としてモバイルバッテリーを使う

ということぐらい。

まずはこれらを揃え、ラズベリーパイを動かせるようにしよう。

ここまでの Point!・必要最低限なのは、本体、電源、micro SD カードとパソコン
・直接操作する場合は、HDMI ケーブル、USB キーボード&マウスも揃えよう

次回は、ラジコン戦車を作るために必要なもの、について記載する。




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