Nゲージの模型をラズパイで動かす “らずてつ”その7――2つのセンサーを使って動きを制御してみる：名刺サイズの超小型PC「ラズパイ」で遊ぶ（第58回）

[岩泉茂，ITmedia]

　前回は1つのセンサーを使って、センサーを通過したら方向を変えるという手法を紹介しました。今回は2つのセンサーを使って模型の動きを制御してみます。

　「センサーを通過したあとに反転する」という環境に、もう1つセンサーを追加して実現します。まずは小手調べに、前回と同様に「センサーを通過したら反転する」というやり方を進めてみます。プログラムの構成は簡単で、if分による条件を加えるだけでOKです。

　前回のプログラムは以下のようなものでした。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from gpiozero import Motor
from gpiozero import MCP3008
import time
motor = Motor(forward=20, backward=21)
sen01 = MCP3008(channel=0)
speed = 0.18 # 模型のスピード
time.sleep(1)
try:
    while True:
        rail1 = round(sen01.value * 100,2)
        print (rail1)
        time.sleep(0.01) #センサーの読み取り間隔
        if rail1 >= 50: # フォトセンサーの返り値が50以上であれば反転
            motor.stop()
            time.sleep(2)
            motor.backward(speed)
            time.sleep(10)
            motor.stop()
            time.sleep(2)
        else:
            motor.forward(speed)
except: KeyboardInterrupt
motor.stop()
movetest2.py

　この中の「if rail1 >= 50: # フォトセンサーの返り値が50以上であれば反転」という箇所に続いて、もう1つのセンサーを越えたら反転するプログラムを記述していきます。なおもう1つのセンサーはMCP3008の2つ目のセンサーに取り付けますので、定義を1つ追加します。

　ところで、実際に走らせてみる前に、センサーが動いているかチェックしておきましょう。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
import time
from gpiozero import Motor
from gpiozero import MCP3008
motor = Motor(forward=20, backward=21)
sen01 = MCP3008(channel=0)
sen02 = MCP3008(channel=1)
speed = 0.25 #模型のスピード
motor.forward(speed)
try:
    while True:
        rail1 = round(sen01.value * 100,2)
        rail2 = round(sen02.value * 100,2)
        print (rail1, rail2)
        time.sleep(0.1)
        
except: KeyboardInterrupt
motor.stop()
print("\nEnd")
sensortest.py

　9行目の「sen01」は前に設置してあるセンサーで、10行目の「sen02」が今回追加したセンサーです。センサーを線路へ設置する方法も、第56回で解説したものと同様です。

　このプログラムを動かすと列車が走り出し、センサーの上を通過するのと同時に値が上がります。

　なお、鉄道模型の種類に応じて走るスピードが違います。11行目に定義している模型のスピードを、固体に合わせて変更してください。筆者が所有しているKATOのキハ52とキハ30では異なり、キハ30がフライホイール搭載動力ユニットのためか、少し余計に負荷をかけないと動きませんでした。

　これを踏まえて、2個のセンサーの間を行き来するようにしてみました。1個の時のプログラムの応用でセンサーを感知したら停止、そのあと逆に回って次のセンサーに来たらまた反転、というようにしています。

#!/usr/bin/env python
# -*- coding: utf-8 -*-
from gpiozero import Motor
from gpiozero import MCP3008
import time
motor = Motor(forward=20, backward=21)
sen01 = MCP3008(channel=0)
sen02 = MCP3008(channel=1)
speed = 0.25 # 模型のスピード
time.sleep(1)
try:
    motor.forward(speed)
    
    while True:
        rail1 = round(sen01.value * 100,2)
        rail2 = round(sen02.value * 100,2)
        print (rail1, rail2)
        time.sleep(0.01) #センサーの読み取り間隔
        if rail1 >= 50: # フォトセンサーの返り値が50以上であれば反転
            motor.stop()
            time.sleep(1)
            print("sensor1 detected")
            motor.backward(speed)
            time.sleep(8)
            motor.stop()
            time.sleep(1)
        if rail2 >= 50:
            motor.stop()
            time.sleep(1)
            print("sensor2 detected")
            motor.backward(speed)
            time.sleep(8)
            motor.stop()
            time.sleep(1)
        else:
            motor.forward(speed)
except: KeyboardInterrupt
print ("\nStop")
motor.stop()
movetest2.py

　ここでは周回軌道の両脇にある直線部分2つにセンサーを設置しています。前回のように反転してから10秒進むだけだと2つ目のセンサーを通り越してしまい、反転してくれません。そこで調節して8秒にしました。

　次回ではポイントを利用し、センサーで感じたらスイッチバックするように動かしてみます。