ラズタンクに赤外線障害物センサー２個を追加して、障害物を回避しながら自動走行する
追加した部品（IR赤外線障害物回避センサー）
- （どんな機能）IR赤外線障害物回避センサー
- （どんな用途）障害物回避、モノを追う、黒/白ライン追跡
- （検出距離）2cm～30cm 検出距離は調整できる
- （検出角度）35°
- （入力電源）DC 3～5V
- （LED赤）電源ON
- （LED緑）障害物検出
- （出力）ポート「OUT」は5Vリレーを駆動可能
ラズタンク（ここまでの完成の姿）
センサーの感度調整
このセンサーは障害物までの距離を変更（調整）できます。曇りの日中で、障害物までの距離が最長27cmを検出できました。この検証では距離15cmで設定しています。
センサーを本体に設置する
ラズタンク本体にセンサーを設置する方法は自由に試してください。下図のようにセンサーセットを組み立てておくと便利かもしれません。プラスチックのステーにセンサーをネジとナットで固定します。
ケーブルはVCCとGNDをブレッドボードに接続するので「オスーメス」２本と信号線はGPIOに接続するので「メス－メス」１本をセットにします。
センサーの電源
センサーの電源(VCC)とGNDは、図のようにブレッドボードに配線を工夫して確保してください
障害物センサーのGPIO配線
・左側が24ピン、GPIO8
・右側が26ピン、GPIO7
に接続しています。
ダッシュボード
自動運転モードは［Switch］ノードのON/OFFで切り替える
Node-REDフロー
開発中のフローです。このパターンでは、センサーのON/OFFをダイレクトにモーターの正転・逆転につないでいます。
もし［自動運転］のスイッチがONだったら、このフローを実行します。OFFならフローを実行しません。
つまり［自動運転モード ＆ 障害物センサーが何も検知せず］のときモーターを回転させます。
正転するにはモーター１に［１］をモーター２に［０］を入力します。
AND関数が１を出力しNOT関数が［１を０に変えます。０のときは１に変えます］。
このように、障害物を検知したら向きを変えます（左に障害物があれば右を向き、右はその逆です）。
両方のセンサーに障害物がなければ前に進みます。
フローは下記JSONをコピペできます。
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両方のpayloadが揃ったら掛け算を行う\nif (context.payload1 !== null && context.payload2 !== null) {\n msg.topic = \"motor\";\n msg.payload = context.payload1 * context.payload2;\n return msg;\n}","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":510,"y":80,"wires":[["1b6e2e5c.195672","b453738a.cf398"]]},{"id":"925532a8.d62c5","type":"function","z":"1c453b72.44c6a5","name":"autodrive:0,1","func":"msg.topic = \"autodrive\";\nif (msg.payload === true) {\n msg.payload = 1;\n} else {\n msg.payload = 0;\n}\n\nreturn msg;\n","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":310,"y":160,"wires":[["867f0bfb.ace648","e347bfee.f7d15","f16a95a8.7723a8","b453738a.cf398","910db38c.a19ae"]]},{"id":"e347bfee.f7d15","type":"function","z":"1c453b72.44c6a5","name":"AND","func":"// 2つのメッセージを受け取るための変数を初期化\ncontext.payload1 = context.payload1 || null;\ncontext.payload2 = context.payload2 || null;\n\n// メッセージのトピックに基づいてpayloadを保存\nif (msg.topic === \"autodrive\") {\n context.payload1 = msg.payload;\n}\nif (msg.topic === \"pi/26\") {\n context.payload2 = msg.payload;\n}\n\n// 両方のpayloadが揃ったら掛け算を行う\nif (context.payload1 !== null && context.payload2 !== null) {\n msg.topic = \"motor\";\n msg.payload = context.payload1 * context.payload2;\n return msg;\n}","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":510,"y":240,"wires":[["3bf89e37.966172","910db38c.a19ae"]]},{"id":"b453738a.cf398","type":"function","z":"1c453b72.44c6a5","name":"NOT","func":"// 2つのメッセージを受け取るための変数を初期化\ncontext.payload1 = context.payload1 || null;\ncontext.payload2 = context.payload2 || null;\n\n// メッセージのトピックに基づいてpayloadを保存\nif (msg.topic === \"autodrive\") {\n context.payload1 = msg.payload;\n}\nif (msg.topic === \"motor\") {\n context.payload2 = msg.payload;\n}\n\n// 両方のpayloadが揃ったら掛け算を行う\nif (context.payload1 !== null && context.payload2 !== null) {\n // センサーがONなら逆転、OFFなら正転する\n if (context.payload2 === 1) {\n msg.payload = 0;\n } else {\n msg.payload = 1;\n }\n // もし自動運転がOFFなら止める\n if (context.payload1 === 0) {\n msg.payload = 0;\n }\n return msg;\n}","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":610,"y":120,"wires":[["3bff8d22.9ae402"]]},{"id":"910db38c.a19ae","type":"function","z":"1c453b72.44c6a5","name":"NOT","func":"// 2つのメッセージを受け取るための変数を初期化\ncontext.payload1 = context.payload1 || null;\ncontext.payload2 = context.payload2 || null;\n\n// メッセージのトピックに基づいてpayloadを保存\nif (msg.topic === \"autodrive\") {\n context.payload1 = msg.payload;\n}\nif (msg.topic === \"motor\") {\n context.payload2 = msg.payload;\n}\n\n// 両方のpayloadが揃ったら掛け算を行う\nif (context.payload1 !== null && context.payload2 !== null) {\n // センサーがONなら逆転、OFFなら正転する\n if (context.payload2 === 1) {\n msg.payload = 0;\n } else {\n msg.payload = 1;\n }\n // もし自動運転がOFFなら止める\n if (context.payload1 === 0) {\n msg.payload = 0;\n }\n return msg;\n}","outputs":1,"noerr":0,"initialize":"","finalize":"","libs":[],"x":610,"y":280,"wires":[["401e1a80.f1f514"]]},{"id":"f16a95a8.7723a8","type":"rpi-gpio out","z":"1c453b72.44c6a5","name":"モニタ","pin":"23","set":"","level":"0","freq":"","out":"out","x":330,"y":200,"wires":[]},{"id":"919a5620.d1a0e8","type":"ui_group","name":"自動運転","tab":"1ca0e03a.98b22","order":7,"disp":true,"width":"6","collapse":false,"className":""},{"id":"1ca0e03a.98b22","type":"ui_tab","name":"ラズタンク十号","icon":"dashboard","disabled":false,"hidden":false}]Node-RED右上のメニューバー（三本線）から「読み込み」を選ぶ
JSON形式のフローデータをコピー＆ペーストして［読み込み］ボタンを押すとフローの各ノードが表示される
テスト走行してみた v1.1
ひょっとしてキチンとプログラミングしなきゃダメかも。
Node-REDフローを改造します v1.2
前回はセンサーの検知結果をダイレクトにモーターに繋ぎました。今回は JavaScript でプチコーディングします。
基本設計もする
Node-REDフロー
ファンクション関数だけでセンサー検知とモーター制御をする
ひとつのファンクション関数でモーターを４つ制御するように設定する
ファンクション関数の JavaScript コード
// 変数の定義
var msgL1 = { payload:0 };
var msgL2 = { payload:0 };
var msgR1 = { payload:0 };
var msgR2 = { payload:0 };
// もし左右ともに障害物を検知したら［回避先を探す］
// 回避先を探すが、今は一旦停止する
context.init = context.init || false;
context.L = context.L || 0;
context.R = context.R || 0;
// メッセージのトピックに基づいてpayloadを保存
if (msg.topic === "pi/24") {
context.L = msg.payload;
}
if (msg.topic === "pi/26") {
context.R = msg.payload;
}
// もし手動運転（自動運転はOFF）ならnullを返しモーターに指示しない
if (msg.topic == "autodrive") {
if (msg.payload == true) {
context.init = true;
} else {
context.init = false;
}
}
// なにもしない（起動直後の動作）
if (context.init == false) {
return [{payload:0},{payload:0},{payload:0},{payload:0}];
}
// センサーを元に進行報告を決める
// L, Rともに障害検知(0)ならSTOP
if (context.L == 0 && context.R == 0) {
msgL1.topic = "Stop";
msgL1.payload = 0 ;
msgL2.payload = 1 ;
msgR1.payload = 0 ;
msgR2.payload = 1 ;
}
// L検知(0), Rなし(1)なら Right
if (context.L == 0 && context.R == 1) {
msgL1.topic = "Right";
msgL1.payload = 0 ;
msgL2.payload = 1 ;
msgR1.payload = 1 ;
msgR2.payload = 0 ;
}
// Lなし(1), R検知(0)なら Left
if (context.L == 1 && context.R == 0) {
msgL1.topic = "Left";
msgL1.payload = 1 ;
msgL2.payload = 0 ;
msgR1.payload = 0 ;
msgR2.payload = 1 ;
}
// LRともになし(1)なら Forward
if (context.L == 1 && context.R == 1) {
msgL1.topic = "Forward";
msgL1.payload = 1 ;
msgL2.payload = 0 ;
msgR1.payload = 1 ;
msgR2.payload = 0 ;
}
return [msgL1, msgL2, msgR1, msgR2];
テスト走行してみた v1.2
前回はロジック回路風ですが、今回はコードで運転。