ラズパイとスマホでラジコン戦車を操縦する

マイコンを使う電子工作は、今はやりの[IoT]が容易に実現できる有効な手段で、初心者の自分でも参考書を見ながら実行できます。 [IoT]はインターネットを利用して物を制御すると理解したので、インターネット = WiFi = RaspberryPi3、制御する物 = 車に置き換えて工作しました。 参考書は、秀和システムより刊行されている「ラズパイとスマホでラジコン戦車を作ろう！」です。キャッチコピーが“親子で電子工作入門”なので初心者の自分にはピッタリの本です

「ラジコン戦車」は「RC戦車」と書くそうだ
「RC戦車」の詳しい製作方法は本誌をじっくり読みながら、確実に進めてください
ここでは自分の備忘録のつもりで製作の手順を書き留めておきます

完成形の「RC戦車」とスマホ画面です
使用部品

• タミヤ「ダブルギヤボックス」
• タミヤ「トラック＆ホイールセット」
• タミヤ「ユニバーサルプレート」
• DRV8835使用ステッピング＆ＤＣモータドライバ
• 3軸加速度センサモジュール
• 普通のブレッドボード
• 電池ボックス単3ｘ3本用、リード線付き
• 単3アルカリ乾電池3本
• モバイルバッテリ

ブレッドボードに配置、結線されたDRV8835使用ステッピング＆ＤＣモータドライバ
製作手順1：画像とは一致していません

1. タミヤ「ダブルギヤボックス」の組み立て、モータ装着
2. シャーシ（ユニバーサルプレート）加工、タミヤ「トラック＆ホイールセット」組み立て
3. キャタピラの連結、装着

ブレッドボードに配置、結線された3軸加速度センサモジュール
製作手順2：画像とは一致していません

1. パソコンでmicroSDカードにRasPiを使用するプログラムをインストール
2. microSDカードをRasPiにセットする
3. RasPiをシャーシに搭載する

RC戦車の前部
製作手順3：画像とは一致していません

1. 電池ボックスを搭載
2. モバイルバッテリを搭載
3. プログラム書き込み済みのRaspberryPi3を搭載
4. モータドライバ、加速度センサモジュールが配線済みのブレッドボードを搭載

RC戦車の後部
製作手順4：画像とは一致していません

1. スマホにコントローラアプリをインストールする
2. アプリは「Playストア」で入手（無料）、本誌著者が開発したアプリ
3. スマホと「RC戦車」の通信手段の「Bluetooth」のペアリングをする

以上で全ての作業が完了する。スマホのアプリを起動するとコントロール画面が表示される。表示されているボタンをタップして「RC戦車」を操縦する
下の動画は自宅のデッキでテスト走行した様子です。飼猫の「Yuki」ちゃんが動く「RC戦車」にびっくりしています。スマホの操作に慣れていないので動きがスムーズではありません

RaspberryPi RC戦車

raspberry piでUSBカメラの画像をストリーミング

安価で買えて、使えるWebカメラをRaspberryPi3に接続してライブ撮影映像を他のパソコン、スマホ、iPadなどの画面で見れるようにしました。

ソフトのインストールから視聴までの手順備忘録です

• プログラムソフト motion のインストール
  
  motionはカメラの出力を配信できるプログラム
  sudo apt-get install motion
• motionの設定
  
  設定ファイルに対して、変更を行なう
  sudo nano /etc/motion/motion.conf
  output_pictures off 画像のログを残さない・・・ライブストリーミングに特化
  ffmpeg_output_movies off 動画のログを残さない・・・ライブストリーミング に特化
  stream_localhost off 外部端末からもライブストリーミングできる
• 動作確認
  
  raspberry piが割り当てられているip(192.168.xx.xxとか)の8081ポートにアクセスする
  同じLAN内でwifi経由だと4秒くらいのタイムラグで表示される
• 自動起動設定
  
  デーモンを有効にすると、raspberry piを起動すると同時にmotionも動くようになる
  sudo nano /etc/default/motion
  start_motion_daemon=yes defaultはnoになっている

使用部品のセットアップ

使用部品は3点のみ
1.raspberry pi3
2.Webカメラ
3.モバイルバッテリ

Webカメラを固定する秘密兵器！
カメラ固定用クリップ(画像で左側のパーツ:三脚代わり)
スマホ固定用三脚ネジ穴付きパーツ

クリップにネジ穴付きパーツを取り付ける

使用部品(クリップ、スマホ用アダプタ、Webカメラ)を取り付ける
画像左側でクリップが挟んでいる黒い物はブックスタンド

プログラムソフト [motion] のインストールが完了している[RaspberryPi3]をパソコンから離れた場所にセットするため、[モバイルバッテリ]を[RaspberryPi3]の電源として使用する。単に移動、セッティングができる

これですべての接続機器、部品([RaspberryPi3],[Webカメラ],[モバイルバッテリ],[クリップ、アダプタ])のセッティングが完了した

別のパソコンのインターネット画面のアドレス(URL)欄に[RaspberryPi3]のIPアドレス＋ :8081 を入力する

室内のデジタル時計を撮影、室内灯のみの照明なのでちょっと暗い映像になっています。
[Snipping tools]でネット画面をキャプチャーした画像です。

Raspberry Piにファイルサーバをたてる

Windowsパソコンで作成したデータ(文書や画像)をRaspberryPiに保存したり、逆にRaspberryPiで作成したデータをWindowsパソコンで読み込みができるファイルサーバーをRaspberry Piにつくる作業の備忘録です

[ファイルサーバとは]

• 他のパソコンのファイルを保存するパソコン
• 他のパソコンはファイルサーバからファイルを読み込んだりファイルサーバへファイルを保存したりすることができる
  [例]ファイルサーバに音楽を保存すると、他のパソコンからその音楽を聴けたりできる

[Sambaとは]

• LinuxをWindowsから読み書き可能にするために必要なパッケージ
• ネットワークを通してファイルをやりとりソフトウェア
• ルーターとハブとLANケーブル(無線LANも)を通して自宅のパソコン同士でファイルをやり取りすることができる

[samba利用までの手順]

• インストール sudo apt-get install samba
• ディレクトリを作成
  先に、データの保存場所をRaspberry Piの中に用意する
  自分は home/pi/public を用意
  自分以外のユーザーも使えるフォルダにする場合は、フォルダのアクセス権を設定する
  [プロパティ]→ [パーミッション]タブを開き、所有者・グループ・他のユーザの設定を 「読み書き」OKにする
• Sambaの設定ファイルを書き加える
  sudo nano /etc/samba/smb.conf (nanoエディタでファイルを開く)
  ファイルの最後尾に下記を書き加える
  [public]
  path = home/pi/public (共有するフォルダの場所）
  guest ok = Yes　（他のユーザーも入れる）
  read only = No　（読み、書き共にOK）
• Sambaを起動
  sudo service samba restart

同じネーットワーク（無線LANルータ）にあるwindowsパソコン（自分の場合）で確認
ネットワークの中に「RASPBERRYPI」が表示されているのが確認できる

「RASPBERRYPI」をダブルクリックで開く→[public]フォルダが出て、
「共有」と表示されている

[public]フォルダを開いて配下に新しいフォルダ[test]を作成した

一度Raspberry Piの電源を切って、改めてraspberrypiを起動すると、Windowsパソコンには自動的に[ネートワーク]に[raspberrypi]が表示されているので、そのまま[public]フォルダの編集、上書き保存ができる

＊参考記事　[DEVICE PLUS] http://deviceplus.jp/hobby/raspberrypi_entry_006/

πduinoを作る ートラ技21017年２月号特集記事ー

月刊誌「トランジスタ技術」2017年2月号の特集記事が"ArduinoxRaspberryPi合体ボード"で面白そうだな、で取りあえず買ったがずーっと放置のままだった。 まっさらな付録の基板を見てたら、作ってみたくなり、基板搭載部品一式をネット通販で購入した。 製作開始！です。

月刊誌「トラ技2017年2月号」と付録のプリント基板（緑色）、ネットで購入した「基板搭載部品一式」

本誌付録のプリント基板。ハンダ付けのやりがいがありそう。

プリント基板への搭載部品のハンダ付け作業の最初は手順の定石通り背が低い「抵抗」からです。部品セットの1/6Wﾀｲﾌﾟの抵抗を1本紛失のため手持ちの1/4W抵抗を使いました。1本だけ斜めに浮いてハンダ付けされています。

＋－を間違わないようにダイオードの取り付け。画像の青色部品です。

3色(赤、橙、緑)のLEDの取付け。

水晶発振子(16MHz)の取付け

スィッチ類の取付け（画像で赤丸3ヶ所の位置）

積層セラミックコンデンサの取付け。ライトブルー色のパーツ

Arduinoシールド用ピンソケット(1x8,1x6,1x10pin)の取付け

電解コンデンサの取付け

3.3Vレギュレータ、トランジスタ、Arduino(ATMEGA328P-PU)用ICソケット28Pの取付け、切り欠きの位置注意！

GROVE用コネクタの取付け

TypeA USBコネクタの取付け

RaspberryPi接続用ピンソケット(2x7)の取付け

これでプリント基板への搭載部品のハンダ付け作業はおおむね完了、使用して不足分があれば追加作業をすることにします
なお、肝心の完成基板の画像を撮り忘れました。

Raspberry Pi3 購入

RaspberryPiは Model1-Bﾀｲﾌﾟを1基所有して、たまに電子工作を楽しんでいたがその後このハードはバージョンアップされて現在は Model3-Bﾀｲﾌﾟが最新らしいので購入した

「Amazon」で買い求めた RaspberryPi3
(同梱物)
Raspberry Pi3用ケース(Clear)
ヒートシンク x 2 （大x1、小x1）

(左)Raspberry Pi 1Model B (右)Raspberry Pi 3 Model B
Pi3からWi-FiやBluetooth対応機能がディフォルトでインクルードされている。
USBポートが2～4に増設されたのでUSB機器の接続に余裕ができた

基板保護でプラケースもセットで購入した。このケースにGPIO端子の配置文字が印字されていた。

画像右の GPIO端子の配置が印字されているプラケースの蓋は電子工作作業中は邪魔になるので外すことになり、端子番号の照合が難しくなってしまう。そこで先人のＨＰに載っていた GPIOピンの位置図面を利用してカードを作り、工作の時は基板の傍に置けるようにした。

まず画像挿入文字の間違い＝ × HDML→ ○ HDMI が正しいスペルです。
RaspberryPiを駆動させる基本的な周辺機器の接続は画像の通りです。
RaspberryPi本体に４本のケーブルを接続する必要があります。
電源コンセントに接続するACアダプター用MicroUSBケーブル
モニターディスプレイ接続のHDMIケーブル
USBキーボードのケーブル
USBマウスのケーブル

それでなくても空きスペースが狭い作業デスクは有効に使いたいので、自分の PC 上で他の PC を操作できる「リモートデスクトップ」という機能を利用することにした。
Windows7パソコンには搭載済みなので普段使用しているWindows7パソコンとRaspberryPiの接続設定を済ませてリモート接続開始です。

リモートデスクトップ接続を利用すると RaspberryPi 本体に接続するケーブルは電源コンセントに差し込むACアダプターとRaspberryPiを接続するMicroUSBケーブル１本になって小スペースでの駆動が可能となりました。また日常的に使っているパソコンからの操作が可能となったのでごきげんで作業が進みそうです。

日常的に使っているノートパソコンの画面にRaspberryPiのデククトップ画面が表示された。
この画面からWebページを閲覧したり、RaspberryPi搭載の端末（コマンド入力画面）やテキストエディタなどが直接利用できるようになった。

画面をキャプチャする時、普通は「Print Screenキー」を使うでしたが、便利なソフトを知ったので紹介します。
ソフトの名前は「Snipping Tool」で自分が使っている Windous7 パソコンではプログラム「アクセサリ」にディフォルトでインストール済みになっていたので、すぐ起動できました。
このソフトが便利な点は「好きな領域をキャプチャーできる」です。以前は画面全域をキャプチャーしてから別の画像編集ソフトを使用して必要な部分を選択するという２段階作業がこのソフトを使えばマウスで選択した領域部分だけキャプチャーできてしまうのです。便利～！
前段の画像もこの「Snipping Tool」を使ってキャプチャーした画像です

Raspberry Pi 電子工作ーデジタル温度センサー[STTS751]を使う

PasPi電子工作前回はアナログ温度センサー[LM35DZ]をADコンバータ[MCP3208]で変換する電子回路を製作しましたが今回はI²C接続のデジタル温度センサー[STTS751]を使ってみます

I²C接続のデジタル温度センサー[STTS751]	1円玉と大きさを比較、小せぇー。
SOT23変換基板	SOT23変換基板に米粒のようなICを乗せてハンダ付けするのです。老眼にはキツい作業です
少し斜めにハンダ付けされましたが何とかO.Kのようです	両サイドには６Ｐの丸ピンヘッダーをハンダ付けして変換モジュールの完成です

[Fritzing]を使ってブレッドボードを使用した部品配線図を作成

配線図通りに部品、ブレッドボード、ジャンパ線、そしてPaspberry Piを使って結線

デスクトップ画面で[LXTerminal]を立ち上げてコマンドを入力

1. I²C接続のデジタル温度センサー[STTS751]のアドレスを調べる
   sudo i2cdetect -y 1
   画面に16進数で39の文字が見える
   
2. デバイスアドレス0x39の温度センサーの値を取得する
   sudo i2cget -y 1 ox39
   画面に ox1d の文字が見える
   16進数で1ｄは　10進数では 29 となり、現在の室温を計測できた

RasPi 電子工作ー[ADコンバータと温度センサー]ー

相変わらず名刺サイズのパソコン「Raspberry Pi」を動かして遊ぶことに嵌まっています。 「Raspberry Pi」が、他のパソコンと大きく違うのは[GPIOポート]（汎用入出力26端子）を持っていることです。これにより電子回路を接続すれば Raspberry Pi から電子回路を制御できるわけです。 今回はADコンバータと温度センサー[LM35DZ]を使った電子回路を作って自室の温度を計測しました。

[Raspberry Pi]のために購入した13.3インチ液晶テレビとＵＳＢ接続の小型キーボードです。[Raspberry Pi] 起動後のデスクトップ画面が綺麗に表示されています。

[Raspberry Pi]本体にはUSBポートが２口しかないので何かと不便です。セルフパワーのＵＳＢアダプターを購入し、接続。これで使えるポート数が７口になりました。

[Raspberry Pi]のGPIOのピン配置図を参考書籍から切り取ってケースの蓋部分に糊で貼り付けました。

ADコンバータ　MCP3208	アナログ温度センサー LM35DZ
	半固定抵抗器 10kΩ

フリーソフト[Fritzing] で部品配置図を作成

ブレッドボードに部品を配置、ジャンパ線（硬軟）使い分けて結線した

参考書籍のＨＰよりプログラム(adc.c)をダウンロード、インストール。
デスクトップ画面の[LX Terminal]を起動。
コマンド入力ラインでコンバイルコマンド、実行コマンドを入力する
画像の通り
温度：32.7(268)
温度：32.6(267)
　　　・
　　　・
　　　・
と表示されて成功です。

＊尚、このスクリーンショット画像は[Raspberry Pi]で使えるソフト[KSnapshot]を使用しました

Raspberry Piのアクセサリー

ブログ記事の更新が滞っておりました。最近は"名刺サイズの魔法のパソコンRaspberry Pi"が謳い文句の"Pi"と遊んでおります。・・・俺ってオタク人間なのかも。 raspberry piは、結構熱を持つということで"熱さまシート"みたいな部品"ヒートシンク"を付けました。

"ヒートシンク"を付ける前のraspberry pi基板, マイコン(左)とLanコントローラー（右）	アルミ製のヒートシンクを"熱伝導両面テープ"でICに接着した

Raspberry Piは基板がむき出しなので専用プラスチックケースを購入して収納、ピッタリはめ込まれ、リード線類の接続のための穴はケースに開けられているのでケーブルの取り回しに不自由さはない

ケースのふたをして、SDカード、電源用ＵＳＢコード、イーサネットLANケーブル、ＴＶと接続するRCAケーブル、そしてRaspberry PiにはＵＳＢポートが２口しかないので、４口のＵＳＢアダプターを接続した。
これで少しはタコ足配線ぽいケーブル類がすっきりした感じになった。

Raspberry pi 導入１

「名刺サイズのパソコン」の名に惹かれ、「Rspberry pi」についてWebや書籍で情報収集→学習に入り込んだ。・・・・その結果は自分の性格通りやはりこの手の平に乗るミニパソコンを買ってしまったのだ。

ラトルズ刊「Raspberry Pi で遊ぼう！」を読みながらこのミニパソコンの導入作業を進めています

Rspberry Pi本体はAmazonでネット注文、翌日には配送されてきた。早い！
薄い化粧ボール箱にパンフレット１枚と本体のみの中身です。取扱い説明書のような冊子はありません。

Raspberry Pi本体の表側の部品配置は画像で
左辺上・・・LANケーブルポート
左辺下・・・USBポート　上段下段の２口タイプ
正面手前辺左側・・・3.5mmオーディオ出力端子（ブルー色）
正面手前辺右側・・・ビデオ出力端子（普通のテレビ画面がRspberry Piのモニターとして使用できる）
右辺上・・・micro USB挿入端子（Rspberry Piの電源となる）
正面奥辺・・・HDMI端子挿入ソケット（ディスプレイに専用端子がある場合使用可能）

Raspberry Pi本体の裏面
右端にＳＤカード挿入口が見える

本体と一緒に買ったOSのディスクイメージ書込み済み８ＧＢのＳＤカード
Raspberry Pi のロゴマーク付き

新たに買ったその他の部品１：
ＴＶ接続用のケーブル（自室のテレビにはHDMI端子は付いていない）
当面は黄色のケーブル（映像用）のみ使用する

新たに買ったその他の部品２：
ＵＳＢ接続のキーボード
現在パソコンで使用中のキーボードはワイヤレスのため、購入した。

Raspberry Pi本体にＳＤカード、ビデオケーブル、キーボードを接続してからmicro USB（電源）ケーブルをUSB ACアダプター経由で通電
microUSBケーブルとUSB ACアダプターは手持ちがあった。

ＯＳをＳＤカードにインストール中のＴＶの画面
普段は普通のＴＶ番組や録画番組を見ている画面がパソコン画面に変わっているのが何とも不思議に思える
次回に続く