最終プロジェクト：障害物をよけるロボット

ロードマップで学んだことが、ここで一つになります。距離を測るセンサー、判断するマイコン、電力を送るドライバー、そして2つのモーターです。まず画面で動くところを見て、そのあと実際に作ってみましょう。

Lab 01で動くところを見る

Lab 01では同じタイプのロボットを組み立ててテストします。注意：TB6612FNGではなくL298Nを使い、ピンも違います（TRIGはD9、ECHOはD10）。そのため、コードは下のものとは別です。

必要なもの

価格は載せていません。お店や国によって変わるからです。「2輪ロボット」のキットには、シャーシ、モーター、車輪、電池ホルダーが最初から入っているものが多いです。

数量	パーツ	用途
1	Arduino Uno（または互換ボード）とUSBケーブル	頭脳です。コードを実行します。
1	TB6612FNGドライバー（またはL298N）	モーターに電力を送ります。
2	車輪付きのTTギアモーター	ロボットを動かします。左右に1つずつです。
1	キャスター	後ろ側を支えます。
1	アクリル製シャーシ	全部を載せる土台です。
1	HC-SR04センサー	前にあるものまでの距離を測ります。
1	スイッチ付き単3電池4本ホルダー（6 V）	モーターだけに電力を送ります。
1	USBモバイルバッテリー	モーターとは別に、Arduinoに電力を送ります。
1	ミニブレッドボードとジャンパーワイヤー	はんだ付けなしで接続するためです。

配線

接続元	接続先	理由
HC-SR04 VCC / GND	Arduino 5V / GND	センサーに電力を送ります。
HC-SR04 Trig	Arduino ピン7	Arduinoが測定を指示します。
HC-SR04 Echo	Arduino ピン8	センサーがエコーの時間を返します。
TB6612FNG VCC	Arduino 5V	ドライバーのロジック用です。
TB6612FNG VM	電池ホルダーの+	モーターの電力です。
TB6612FNG GND	ArduinoのGNDと電池ホルダーの−	共通のGND：これがないと信号が伝わりません。
AIN1, AIN2, PWMA	ピン2、4、5	左モーターの向きと速さです。
BIN1, BIN2, PWMB	ピン10、11、6	右モーターの向きと速さです。
STBY	ピン12	HIGHにするとドライバーが動きます。
AO1 / AO2 と BO1 / BO2	左モーターと右モーター	各モーターへの電力出力です。

コード

ロボット用スケッチ（Arduino IDE）

// 障害物をよけるロボット：Arduino Uno + TB6612FNG + HC-SR04
const int TRIG = 7, ECHO = 8;
const int AIN1 = 2, AIN2 = 4, PWMA = 5;    // 左モーター
const int BIN1 = 10, BIN2 = 11, PWMB = 6;  // 右モーター
const int STBY = 12;                       // ドライバーのスタンバイ

void setup() {
  pinMode(TRIG, OUTPUT);
  pinMode(ECHO, INPUT);
  int pins[] = {AIN1, AIN2, PWMA, BIN1, BIN2, PWMB, STBY};
  for (int p : pins) pinMode(p, OUTPUT);
  digitalWrite(STBY, HIGH);  // ドライバーをスタンバイから起こす
  Serial.begin(9600);
}

long distanceCm() {
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  delayMicroseconds(2);
  digitalWrite(TRIG, HIGH);  // 10 µsのパルス：「測って」
  delayMicroseconds(10);
  digitalWrite(TRIG, LOW);
  long us = pulseIn(ECHO, HIGH, 30000);  // エコーを最大30 ms待つ
  if (us == 0) return 400;               // エコーなし：前は空いている
  return us / 58;                        // µs / 58 = cm
}

// speedは-255（後退）から255（前進）
void motor(int in1, int in2, int pwm, int speed) {
  digitalWrite(in1, speed > 0);
  digitalWrite(in2, speed < 0);
  analogWrite(pwm, abs(speed));
}

void drive(int left, int right) {
  motor(AIN1, AIN2, PWMA, left);
  motor(BIN1, BIN2, PWMB, right);
}

void loop() {
  long d = distanceCm();
  Serial.println(d);
  if (d < 20) {
    drive(-150, -150);  // 後退する
    delay(300);
    drive(150, -150);   // その場で回る
    delay(350);
  } else {
    drive(180, 180);    // 前進する
  }
  delay(50);
}

distanceCm()は、HC-SR04のLabと同じことをします。10 µsのパルスを送り、エコーを待って、58で割ります。
motor()はドライバーのHブリッジを使います。向きごとに1本のピンを使い、速さはPWMで決めます。
モーターが逆に回るときは、コードを変えずに、ドライバー側でそのモーターの2本のケーブルを入れ替えてください。

うまく動かないとき

モーターが動き出すとArduinoが再起動する: モーターとArduinoが同じ電池を使っています。ArduinoはUSBから、モーターは電池ホルダーから電力を取ってください。
モーターが動かない: STBYがHIGHか、電池ホルダーのスイッチが入っているか、GNDがつながっているかを確認してください。
センサーの値がいつも0か400になる: TrigとEchoが入れ替わっているか、センサーが柔らかいものや斜めの面を向いているのかもしれません。
ロボットがぐるぐる回る: 片方のモーターのほうが速いのです。drive()で、速いほうの速度を少し下げてください。
前に進むはずが後ろに進む: ドライバー側で、そのモーターの2本のケーブルを入れ替えてください。

電池をつなぐ前に、安全のセクションを確認してください。安全とよくある不具合を見る.