第5回　SONY MESHのGPIOタグを使って、リモートで動くロボットを作ろう！

こんにちは、ヨシケンです！暑くなってきて、もう夏本番ですね。夏休みの自由研究の題材に、頭を悩ませている、お子さん、お父さん、お母さんは、いないでしょうか？
MESHは子どもでも簡単に、アイデア次第で電子工作ができるので、MESHを使ってみんながあっと驚く自由研究を作ってみませんか？

MESHでモーターも動かせる！リモートコントロールで動くロボットを作ろう！

今回は自由研究にもなるような電子工作という事で、見た目をペーパークラフトで自由に作り、そこにGPIOタグとモーターをつけて、動かせるロボットを作りたいと思います。
いつものように、その作り方をザッと紹介した「MESH5分クッキング」動画がありますので、見てみてください。
（今回は、私の小学校6年の息子と一緒に作っていますが、この工作自身は4年生くらいからできると思います。）

 

 

GPIOタグとは

GPIOタグは他のタグに比べて、すぐ何ができるかわからないので、少し取っ付きづらい印象があるかもしれません。しかしこのGPIO(General Process Input Outputの略です)をマスターすれば、驚くように面白く、色々な物が動かせるようになるのです。

GPIOには全部で10個の穴が開いており、それぞれ以下の機能があります。

• VOUT: Vout (電源)
• GND：Ground (グラウンド)
• DIN1〜3：Digital In (デジタル入力)
• DOUT1〜3：Digital Out (デジタル出力)
• AIN: Analog In (アナログ入力)
• PWM：Analog Out (アナログ出力)

それぞれどんな事ができるのか、もう少し詳しく見ていきましょう。

 

VOUT（電源）

このVOUTとGNDにつなぐことにより、電流を流すことができるようになります。
具体的には、LEDをつないでみましょう。LEDの長い足（カソード）をVOUT、短い方（アソード）をGNDにつないでみて下さい。

MESHアプリでこのように定義すると、LEDを光らせる、光らせない、を制御することができます。

こうするとLEDが1秒間だけ点灯させる事ができます。

 

モーター

いわゆる普通のモーターはDC（直流）モーターと呼ばれていて、MESHでも意外と簡単にDCモーターを、動かす、止まらせるというのを制御することができます。

DCモーターの赤い線をVOUT (電源)、黒い方をGNDにつなぎます。これで、上のLEDと同じように、電源が入るようにすると、DCモーターが回転します。
モーターの機能をもっと使うためには、モータードライバ、又はスイッチサイエンスが出しているMESH GPIOモータードライバを使うとより多くの事ができるようになります。モーターの電源ON/OFFだけでなく、逆回転や、速度の調整などもMESH経由でできるようになります。こちらは次回以降に使っていきたいと思います。

 

サーボモーター

さて、もう一つの便利なモーターは、サーボモーターです。これは電気の入出力により回転の角度が変わるモーターです。これは、PWM(アナログ出力)につなぐことにより制御することができます。

赤い線をVOUT、茶色をGND、黄色をPWMにつなぎます。
ここで、MESHアプリのGPIOタグで、PWM出力を選びます。これはアナログ出力で、0から100までの出力を選ぶことができるのですが、その値はサーボモーターの種類によって若干違います。私が使っていたサーボモーターでは、PWM値が15から25の間で動きました。サーボモーターの種類に応じて、色々変えて試してみる事をお勧めします。

この他に、スイッチの入り/切りが判別できるDigital Inや、他のデバイスへのデジタル出力を行うDigital Outもあります。今回は、LEDやDCモーターをGPIOタグにつないで、動くロボットを作っていきましょう。

 

モノの作り方：

まず、好きなキャラクターのペーパークラフトを、このサイトなどからダウンロードしてください。（無料で、ダウンロードできます。）

次に、ダウンロードしたペーパークラフトを、ハサミとノリで組み立てて下さい。

ちなみにここでは、スターウォーズの、R2-D2の型を使って作りました。

次は、モーターをつなげます。モーターのギヤボックスは、タミヤなどの説明書に従って作っておいてください。
モーターの赤い線はプラス側なので、GPIOタグのVOUTのところにつなげます。
黒い線はマイナス側なので、GPIOタグのGNDのところにつなげます。
そのあとに、モーターとギヤボックスにタイヤなどをつけます。
最後に好きなキャラクターのペーパークラフトを上からかぶせます。
動きタグは、腕時計型になるように、長めの紙につけておいてください。

これでモノは完成です！

 

アプリの設定：

今回は、動きタグが振られたら、キャラクターが3秒だけ動くようにします。

まず動きタグをキャンバスに持って来ます。
次にGPIOタグを持って来ます。電源出力のオンを選びます。
そして、タイマータグを持って来て、GPIOタグとつなげます。その時、タイマータグを3秒にセットします。
最後に、GPIOタグを持って来て、電源がオフになるようにします。

こちらが完成形のアプリ設定です。

 

遊んでみよう！

腕に動きタグをつけて、振ってみましょう。R2-D2がちゃんと前に進んでくれたでしょうか？もしモーターの方向が逆になっていたら、赤いコードと黒いコードの差す場所を逆にすると（モーターが逆に回転します）うまくいくかもしれません。

上に乗せるキャラは、他のペーパークラフトにしても雰囲気が違って面白いです。この時は、かものはしペリーも作って、乗せてみました。

今回は、親子で作れる（お子さんだけでも可能です）、自由研究になるような工作をしてみました。
腕時計を振ってロボットが動いたら、きっとみんなすごーいと言って、楽しんでくれるのではないかと思います。
（動かすにはスマホ、iPadなどが必要なので、学校に持って行っていいかどうかは、学校の先生に確認してね！）

ちなみに私は、日本最大の個人モノ作りの祭典Maker Faire Tokyo（メーカーフェア東京8/5(土)、6(日) 東京ビッグサイトで開催）の中で、「Make Sports Challenge Powered by MESH 」というスポーツを組み合わせたイベントの主催者をしています。このイベントで、MESHを使った面白い競技、遊びを多数用意していますので、そこで楽しんで、体験しながらMESHについてもっと知ってもらえたらなと思います。もちろんその場でMESHを購入する事もできますので、そこで得られたアイデアを形にしていって欲しいと思います。それ以外にも様々な自由研究のアイデアがいっぱいつまったMaker Faireですので、夏休みに家族で是非遊びに来て下さい！

 

 

今回の連載の流れ
第1回：SONY MESH で始めるIoT新生活！はんだ付け不要、ノン・プログラミングで電子工作
第2回：SONY MESHアプリの5分でできるセットアップ！
第3回：SONY MESHとIFTTTを使って、雨を知らせるIoT鍵置きを作ろう！
第4回：SONY MESHを使って、IoT鉛筆立てを作ろう！
第5回：SONY MESHのGPIOタグを使って、リモートで動くロボットを作ろう！（今回）
第6回：SONY MESHのGPIOタグとスマホで本格IoT！大事な人の位置を知らせるメーターを作ろう！
第7回：SONY MESHとArduinoを連携させて遠隔操作ができるメイド・ロボを作ろう！
第8回：MESHでここまでやる？ 話題のスマートスピーカーGoogle HomeやAmazon Alexaとつないで、声でMESHを操作しよう！
第9回：MESHでここまでやる？ Raspberry PiでMESHが動く！話題のラズパイ版MESHをいち早く使って、スマート・ホームを実現しよう！
第10回：MESHでここまでやる？ MESHハブアプリを使って、玄関に置けるIoT灯篭を作ろう！
第11回：MESHでここまでやる？ MESH拡張基盤で、USB機器やサーボモータをつないで、面白ピタゴラ装置を作ろう！
第12回：MESHでここまでやる？ Seeed Grove、littleBitsなどを使って、ピタゴラ装置を完成させよう！