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お家のルンバを自律移動ロボットにする(ハードウェア編)


ルンバ690 アイロボット ロボット掃除機 wifi対応 遠隔操作 自動充電 清掃予約 髪の毛 ペットの毛のゴミ 畳などの床に R690060【Alexa対応】

目次

はじめに

自宅で簡単な自律移動ロボットを動かしたいなと急に思い、

色々検討していました、

そんな時に、不意に自分の家にはお掃除ロボットのルンバがあることに気が付きました。

 

ルンバはカバーの下にシリアルポートが隠されているモデルがあり、

そのポートに公開されているプロトコルでコマンドを送ると、

ルンバを外部から制御することができます。

 

今回の記事では、

自宅のルンバを自律移動ロボット化するための、

ハードウェアの部分の内容を記事にしたいと思います。

 

ソフトウェアに関しては別の記事にまとめる予定です。

また、この記事のハードウェア部分も今後順次、更新予定です。

 

ルンバ 690

スタンダードなモデルである、ルンバ690を使っています。


ルンバ690 アイロボット ロボット掃除機 wifi対応 遠隔操作 自動充電 清掃予約 髪の毛 ペットの毛のゴミ 畳などの床に R690060【Alexa対応】

 

確認していませんが、ルンバの800以下のシリーズでは、

外部制御用のシリアルポートがあるようです。

blog.sikmi.com

ルンバ690の場合、ルンバの上板を外すと、シリアルポートが出てきます。

 

しかし、下記の記事の通り、900シリーズではMicro USBで同じように、

外部制御が可能らしいです。

qiita.com

 

Raspberry Pi 3 Model b+

現状、ルンバの制御コントローラーとしては、

Raspberry Pi 3 Model b+を使っています。


ABOX Raspberry Pi 3 Model b+ ラズベリーパイ 3 b+ MicroSDHCカード32G/NOOBSシステムプリインストール/カードリーダ /5V/3A スイッチ付電源/高品質HDMIケーブルライン/ヒートシンク /簡単に取り付けケース /日本語取扱説明書/24ヶ月保証

  

ラズパイの初期設定に関しては、下記を参照ください。

myenigma.hatenablog.com

モバイルバッテリー

ラズパイを動かすモバイルバッテリーは、

手元にある下記のバッテリーを使っています。

myenigma.hatenablog.com

 

しかし、このバッテリーですと、

仕様では5V-3A出力するので、十分かと思っていましたが、

ラズパイ3 B+では、

重い処理をすると電力が足りないという警告が出てしまうので、

改善を検討しています。

 

USB-シリアルケーブル

ここがルンバをロボット化するために、

はじめの難関になります。

 

ラズパイには、シリアルのIOがありますが、

今回は今後の汎用性も考えて、

USB-シリアルのケーブル使って、

ラズパイからルンバを制御したいと思います。

 

しかし、ルンバのシリアルポートに対応した、

USB-シリアルケーブルは市販されていないので、

はんだ付けをして、自作する必要があります。

自分の場合は下記の2つを購入しました。


USB2.0 TO TTL 6ピン シリアル·コンバータ UART モジュール CP2102 STC 6ピンケーブル

www.marutsu.co.jp

 

1つ目のUSB-シリアルに付いてくるケーブルをジャンパーピンで、

ルンバのシリアルポートに刺すだけでも、

ルンバを動かすことが出来ますが、

今後のことも考えて、先程のケーブルを加工して、

ミニDINプラグに、半田付けしました。

 

はんだ付けは、下記の公式ドキュメントの図を元に、

3 (RXD), 4 (TXD), 6 or 7 (GND)をそれぞれケーブルにはんだ付けし、

先程のUSB-シリアルにつなぐだけです。

f:id:meison_amsl:20190818132557p:plain

 

下記が完成品です。

f:id:meison_amsl:20190818091726p:plain

こんな感じで、ルンバとラズパイを接続できます。

f:id:meison_amsl:20190818091927p:plain

 

TODO

  • ルンバのカバーを加工

  • ラズパイやセンサを固定する台を作る

  • 外界センサの選定と搭載

  • ジャイロセンサの選定と搭載

  • ラズパイの電力が足りなくなる問題の改善

 

参考資料

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

myenigma.hatenablog.com

karaage.hatenadiary.jp

www.instructables.com

tarukosu.hatenablog.com

domoticproject.com

ルンバにスピッツを演奏させてみた | curious4dev

akizukidenshi.com

cvl-robot.hateblo.jp

ht-deko.com

  

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myenigma.hatenablog.com