平成２７年度西都・児湯地区産業教育体験発表会発表資料佐土原高校通信工学科の課題研究の取り組み移動式太陽光発電システム製作と Raspberry Pi によるカメラとモーターの遠隔制御の研究宮崎県立佐土原高等学校 Raspberry Pi によるカメラとモーターの遠隔制御の研究宮崎県立佐土原高等学校通信工学科 1 目的私たちは、佐土原高校通信工学科であることに誇りを持つとともに、私たちが通信技術を生かした新時代を作っていこうと考えました。その結果、時代の最先端をゆく小型 PC、Raspberry Pi を使ったカメラとモーターの遠隔制御の研究に取り組みました 2 研究概要 Raspberry Pi を使い web カメラやモーターをプログラミングすることによって、ラジコンカーとカメラをスマートフォンで遠隔制御操作する。（１）Raspberry Pi とはラズベリーパイ財団が開発した、名刺サイズのコンピューターです。 Raspberry Pi では、様々なことができます。例えば、モーターやタイヤを取り付けてラジコンを遠隔操作や、音声認識を導入して声で操作できる。R2-D2 などを作ることもできます。Raspberry Pi をネットワークのサーバーにしたり、自分でプログラムしたりすることで様々なことができます。 Raspberry Pi2 のインターフェイス４０ピンヘッダー USB ポート×4 ストレージ（Micro カード）５６㎜ LAN（100Mbps）８６㎜電源 HDM ヘッドホン I /ビデオ端子（２）GPIO ポートについて GPIO ポートとは General Purpose input/Output の略で、汎用入出力とも呼ばれます。その名の通り汎用的性のある電気信号の入出力ができるため、さまざまな電子部品や装置を接続して利用できます。GPIO ポートには、ＬＥＤやスイッチ、モーターを制御するＩＣなど、様々な電子部品を接続できます。これらの電子部品に対して命令信号を送ってコントロールする。この反対に機器から情報を受け取って利用するなど使い道は多岐にわたります。（３）ネットワーク設定 Raspbian は初期設定でルーターの DHCP サーバーにアクセスし、自動的にネットワークへの接続が設定されているになっています。そのため通常はネットワークの設定変更をする必要はありません。DHCP では自動的に IP アドレスが設定されるので便利ですが、その時によって IP アドレスが変わってしまう場合があります。Raspberry Pi をサーバーとして使う場合は IP アドレスが変わってしまうと不便ですので、手動で IP アドレスを設定する必要があります。ネットワークの設定を変更したら、インターネットに正常に悪背うできるか確認します。確認の簡単な方法は ping コマンドを使うことです。ping コマンドを使うと指定したホストに「ICMP」という特殊なパケットが送信されます。ICMP のパケットがそのホストに到達して応答があると応答時間が表示されます。（４）製作過程（ハードウェア） ① アクリル板切断＆穴あけ ②モーター作成＆取り付け ③LED 作成＆取り付け ④機材を車体に取り付け ⑤web カメラの取り付け ⑥動作確認 ①アクリル板切断＆穴あけアクリル板切断過程で大変だったことは、切断が困難だったことまた、切断中に排出される粉末が作業の邪魔になった。 ②モーター作成＆穴あけモーターの歯車のかみ合わせと、穴あけの位置調整が特に困難だった。 ② LED の取り付け完成 ③ 機材を車体に取り付け ④ web カメラの取り付け３ ⑥動作確認、完成まで今後の課題・動画の表示がカクカクと遅れていた ⇨ fps（フレームレート）、画質、サイズなどを調整し、最適な状況に変更・毎回サーバーソフトを手動で起動していた ⇨ 電源を入れるだけで自動起動するように変更・IP アドレスが毎回変わる ⇨ ４ IP アドレスを固定し、起動時に自動で wi-fi 接続するようにした。まとめ私たちは、今回の課題研究によりマイコン Raspberry Pi２を使った制御の方法について学ぶことができた。さらに、制御対象物を製作するとき金属、木、クリル板の加工など製作技術を学ぶことができた。最終的にはタブレットやスマートフォンを使ってラジコン２台を製作して遠隔制御に成功しました。今後は、これを応用した人々に役に立つ研究が進められることを願っています。この課題研究に取り組むことにより物づくりの楽しさや通信技術の活用方法を学ぶことができ大変よい経験になりました。