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Pimoroni Trilobotレビュー:パワフルで手頃な価格のPiロボット

ロボット初心者から中級者まで、誰にとっても理想的なロボットです。Trilobotは組み立てが簡単で、優れたソフトウェアと豊富な拡張機能を備えているため、ご家庭でも安心してお使いいただけます。

長所

  • +

    + PCBシャーシは優れています

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    + 素晴らしいソフトウェア

  • +

    + 拡張性

短所

  • -

    Qw/Stコネクタへのアクセスは困難です

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SFを信じるなら、ロボットが人類を滅ぼすでしょう。スカイネットからディセプティコンまで、ロボットは悪評を浴びてきましたが、この世界には友好的なロボットも存在します。Raspberry Pi 4を搭載したTrilobotは、Pimoroniの優れた設計と使いやすさを兼ね備えたロボットキットです。50ドル(Raspberry Pi、カメラ、バッテリーは各自でご用意ください)で、2枚のFR-4 PCBを使用した、軽量ながらも堅牢なシャーシが手に入ります。ロボット製作に必要な電子部品がすべて内蔵されています。

私たちは、スキルを磨くための初心者向けロボットから、火星探査機をベースにしたマルチボードロボットまで、様々なロボットをテストし、所有してきました。初心者から上級者へのロボット開発の道のりは、多くの失敗やトラブルに見舞われます。習得には適切なツールが必要です。Pimoroni Trilobotは、そのギャップを埋めてくれるRaspberry Piロボットキットです。

ピモロニ トリロボットの仕様

スワイプして水平にスクロールします

動き2 x 前輪駆動
 ボールキャスター
 はんだ付け済みのシム付き 110:1 DC モーター 2 個
 グリップ力のあるホイール
接続性2 x Qw/St (Qwiic / Stemma QT) コネクタ
 Raspberry Pi用40ピンGPIOヘッダー
 ユーザーが拡張したヘッダー
 サーボ
 ブレイクアウトガーデンソケット5個(別売)
 I2Cヘッダー×1
 オプションのRaspberry Piカメラ
センサー/カメラ超音波距離センサー
 公式 Raspberry Pi カメラクランプ(カメラは別売り)
USB CでRaspberry Pi 4に電力供給
 GPIO経由で電源供給されたロボット
シャーシFR-4 PCB 2枚
寸法6 x 4.17 x 2.1インチ(150 x 106 x 53.4mm)

ピモロニ・トリロボットの組み立て

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(画像提供:Tom's Hardware)

レビュー機は組み立て済みの状態で届きましたが、すぐに分解して動作を確認しました。FR-4基板の使用は目新しいものではありません。Raspberry Piとmicro:bitの販売代理店である4Tronixは以前からこの手法を採用していますが、Pimoroniの試みは傑出しています。透明なシルクスクリーン、見つけやすい接続部、そして美しい「塗装」が、Trilobotを「ありきたりのロボット」から格上げしています。 

組み立てはシンプルですが、細部にまでこだわった精巧な仕上げが随所に見られ、製作者クリス・パロット氏がロボットに注ぎ込んだ細部へのこだわりが伺えます。メインPCBには、このプロジェクトを構成する電子部品が搭載されています。この基板には、DRV8833モーターコントローラー1個、Raspberry Pi 4用のGPIOヘッダー、ボタン、センサーとBreakout Gardenボード用のソケット、そして6個のRGB LEDが搭載されています。Raspberry PiはGPIOヘッダー上に上下逆さまに設置され、メインシャーシに制御と電源を供給します。モーターはシャーシ下面に専用ホルダーを介して接続され、メインボード上には2つのJSTコネクタが設けられており、モーターを簡単に接続できます。

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(画像提供:Tom's Hardware)

超音波センサー、HC-SR04の派生型、そして公式Raspberry Piカメラは、Trilobotの前面にFR-4ボード2枚と数本のネジで固定されています。カメラのリボンケーブルは、引っ掛かりを防ぎ、見た目もすっきりとするため、Raspberry Pi本体の上部とメインシャーシの間を通って配線されています。 

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(画像提供:Tom's Hardware)

デザインに関して一つ批判したいのは、Qw/Stコネクタへのアクセスです。超音波センサーの後ろ、ホイールの間にあるため、コネクタを挿入するには器用な指が必要ですが、上層を外せば少しアクセスしやすくなります。このアクセスは致命的な問題ではありません。辛抱強く待てばコネクタにアクセスできるでしょうし、Breakout Gardenを使うこともできます。

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(画像提供:Tom's Hardware)

コネクタといえば、Breakout Gardenには5つのソケットがはんだ付け準備が整っています。キット全体にこれらのソケットがいくつか含まれていれば良かったのですが、Breakout Gardenは別のセンサーインターフェース規格への投資なので、ロボット全体の魅力を損なうものではありません。Qw/Stコネクタの間には、5Vサーボ用のソケットが1つあります。これははんだ付けが必要ですが、ロボットにサーボを追加することもできます。シャーシ背面には、任意のアクションをトリガーするようにプログラムできる4つのプッシュボタンがあります。

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(画像提供:Tom's Hardware)

底面には、6個のRGB LEDが逆向きに取り付けられています。逆向きに取り付けるということは、LEDがシャーシの上面に半田付けされ、基板に切り欠きを設けることで床面を照らすことを意味します。LEDは6個しかないにもかかわらず、十分な光を放ちます。RGBアンダーライトは照射角が広く、ロボットが移動するにつれて完璧な輝きを放ちます。

Pimoroni Trilobot用バッテリー

Trilobotに電源を供給するにはUSBバッテリーが必要ですが、ここが少し厄介です。上層には、リチウムバッテリーを固定するための面ファスナー用のスロットがあります。レビュー機には、5V/3Aの5,000mAh USB-Cパワーバンクが付属しており、Raspberry Pi 4とすべてのモーター、センサー、ライト、カメラに電力を供給するのに十分な大きさでした。 

Trilobot に必要な電力を正確に把握するため、RGB LED を最大輝度で点灯させた状態でモーターを急激に回転させるという過酷なテストを作成しました。USB 電源モニターから、Trilobot は 5.2V で 1A を消費し、5.2W の電力を消費していることがわかりました。モーターを停止させた際も、消費電流の増加は見られませんでした。

Pimoroniが送ってきたバッテリーのサイズは3 x 1.3 x 1インチで、同社がTrilobot、Pi 4、カメラとセットで販売する将来的なキットに含まれる可能性があります。しかし、このベアボーンTrilobotには、同様のサイズと出力を持つモバイルバッテリーが必要です。

Pimoroni Trilobot 用ソフトウェア

ハードウェアはTrilobotパッケージのほんの一部に過ぎません。ソフトウェアサポートもハードウェアと同様に洗練されていることを嬉しく思います。ParrottとPimoroniは、モーター、RGB LED、超音波センサーの制御を抽象化して使いやすさを追求しつつ、ユーザーが微調整できる設定項目も豊富に残したPython 3パッケージを作成しました。 

例えば超音波センサーは、距離を測定するために正確なタイミングと少しの計算を必要とします。Trilobot Pythonライブラリでは、この処理は関数で行われますが、複数のサンプル(平均距離用)やタイムアウトなどの追加パラメータを指定できるため、長距離の測定におけるタイミングを微調整できます。 

裏面のLEDは、グループまたは個別に完全に制御可能です。対応する関数を使用して、RGB値とHSV値として色を渡すことができます。Qw/St(Qwiic / Stemma QT)ポートを使用する場合は、多くの互換性のあるコンポーネントを使用するためにCircuitPythonをインストールする必要があります。Qw/Stは実際にはI2Cなので、標準的なPythonからインストールすることも可能ですが、CircuitPythonを使用すると、ソフトウェアのインストールがスムーズになります。BME688温度センサーでテストしたところ、すべて正常に動作しました。唯一の問題はソフトウェア関連ではありませんでした。Qw/STコネクタが凹んでいるため、上部のPCBを取り外すか、非常に器用な指が必要です。 

インストール中にQw/Stポートのピンを破損してしまい、Raspberry Piが起動できなくなりました。虫眼鏡とピンセットを使って数分で修復し、無事に起動できました。

Pythonソフトウェアライブラリは新製品としては非常に成熟しており、PimoroniがRaspberry Piロボットコミュニティのベータテスターと協力してきたことが伺えます。Trilobot PythonライブラリはRaspberry Piカメラをサポートしていないため、ロボットが暴走している際に動画をストリーミングしたり写真を撮影したりするには、PiCameraまたはlibcameraソフトウェアを使用する必要があります。

Trilobot は誰のためのものですか?

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(画像提供:Tom's Hardware)

Trilobotは、Pimoroni初の初心者向けロボットプラットフォームであるSTS Piの後継機です。Chris Parrott氏の尽力により、Trilobotは初心者と中級ロボット技術者の垣根を越え、新たな専門知識を備えたロボット開発を実現します。構築プロセスとソフトウェアサポートは成熟しており、ドキュメントも充実しています。これは新製品では滅多に見られない特徴です。ロボット工学を始めようとしている方にも、経験豊富なプロの方にも、Trilobotはきっと役立つはずです。 

結論 

トリロボット

(画像提供:Tom's Hardware)

ベースモデルは50ドルで、価格と機能性のバランスが取れています。公式のRaspberry PiカメラとRaspberry Pi 4を既にお持ちかもしれませんが、そうでない場合は、今がRaspberry Pi 4を手に入れる絶好のタイミングです。 

完全に新規に構築する場合、Raspberry Pi 4の最も安価なモデル(35ドルの1GBモデル)の価格を考慮し、カメラの価格も考慮する必要があります。公式のV2カメラは約25ドルですが、見た目も動作も全く同じArducamカメラも購入できます。USBバッテリーは約20ドルで購入できます。このモデルはテスト機と同じ容量で、最大電流はTrilobotの必要電流をはるかに上回っています。つまり、新品のロボットに合計130ドルを費やすことになります。

ハードウェアとソフトウェアは素晴らしく、ドキュメントも充実しており、アクセスも簡単です。PCBを構造材料として使用することで、ロボットの強度と機能性が向上しています。電子部品とシャーシが一体化しているため、配線やトラブルが軽減されます。ロボット工学が初めての方でも、ぜひ購入してください。プロの方でも、ぜひ購入して、次のロボットプロジェクトの安定したプラットフォームとしてお使いください。

レス・パウンダーは、トムズ・ハードウェアのアソシエイトエディターです。クリエイティブテクノロジストとして、7年間にわたり、老若男女を問わず、教育と啓発のためのプロジェクトを手がけてきました。Raspberry Pi Foundationと協力し、教師向けトレーニングプログラム「Picademy」の執筆・提供にも携わっています。