심플 파이 로봇 – 라즈베리파이로 2WD 자율 로버 만들기

심플 파이 로봇(Simple Pi Robot)은 라즈베리파이를 완전 기능 자율 모바일 플랫폼으로 바꾸는 실습 가이드입니다. 취미 개발자나 교육자 모두 이 튜토리얼로 부품 선정부터 제어 코드 작성, 실시간 비디오 스트리밍까지 모든 단계를 따라할 수 있습니다.

부품 목록

• 라즈베리파이 (모든 모델, Pi B+ 또는 Pi Zero 권장)
• 40핀 GPIO 리본 케이블 (Pi B+ 또는 Pi 2용)
• 표준 브레드보드
• 2휠 섀시 (예: 엘립조 2WD 키트)
• 초음파 거리 센서 (HC-SR04)
• Pi용 파워뱅크
• 충전식 AA 배터리 (2100mAh 이상)
• 수/암 점퍼 와이어, 저항
• 와이파이 어댑터 (EDUP 또는 EDIMAX)
• 4GB+ 마이크로SD 카드 (OS용)
• L298 듀얼 모터 드라이버 보드
• 서보 모터 (예: Futaba S3003)
• 기타: 케이블 타이, 마운팅용 폼 테이프

1단계 – 모터 드라이버 선택

L298은 검증된 비용 효율적 선택으로 모터와 서보용 정류 5V 공급, 속도 제어용 별도 인에이블 핀 지원. 대안으로 RTK 모터 컨트롤러 쉴드, 폴로루 DRV8835, 아다프루트 DC/스테퍼 모터 HAT 있으나 L298의 단순함이 초보자에게 이상적.

2단계 – L298 배선

보드를 섀시에 다음과 같이 연결:

• DC 모터 A: OUT-A+ → OUT-A-
• DC 모터 B: OUT-B+ → OUT-B-
• 서보: +5V (정류) → Servo +, GND → Servo -
• 인에이블 핀: 점퍼 유지로 풀 스피드; PWM 속도 제어 원하면 제거
• 제어 입력에서 Pi GPIO 핀으로 점퍼 와이어 4개 연결 (핀아웃 다이어그램 참조)
• 서보 제어선을 다른 GPIO 핀에 점퍼 와이어 1개로 연결

3단계 – 서보 설정

서보는.constant 5V 공급과 PWM 제어 신호 필요. 이 빌드에선 Futaba S3003(4.8-6V) 사용. DMA로 신뢰성 있는 서보 제어를 위한 RPIO.PWM 라이브러리 사용:

sudo apt-get install python-setuptools sudo easy_install -U RPIO 

더 보기 RPIO.PWM.

4단계 – 섀시 조립

엘립조 2WD 섀시 키트 사용, 모터, 팬/틸트 서보 마운트, 필요 하드웨어 모두 포함. 키트 지침 따라 Pi, L298, 전원 부품 장착.

5단계 – HC-SR04 거리 센서 추가

VCC를 +5V, GND를 그라운드에 연결. TRIG와 ECHO 핀을 GPIO 핀에 (예: 18, 17). 에코 라인에 1kΩ 저항 추가해 Pi 보호. 거리 측정 파이썬 스니펫:

TRIG = 18 ECHO = 17 # (GPIO 초기화 및 측정 수행) 

6단계 – 카메라 및 라이브 스트리밍

공식 Pi 카메라 모듈 장착. VLC 설치로 스트리밍:

sudo apt-get install vlc 

RTSP로 스트리밍:

raspivid -o - -t 0 -n | cvlc -vvv stream:///dev/stdin --sout '#rtp{sdp=rtsp://:8554/}' :demux=h264 

VLC로 아무 기기에서 스트림 열기: rtsp://<PI-IP>:8554/.

7단계 – 핀아웃 & 파이썬 제어 코드

아래 전체 파이썬 스크립트가 로봇 모션, 거리 감지, 서보 제어. RPi.GPIO로 모터 로직, RPIO.PWM으로 서보 PWM 사용.

from RPIO import PWM import RPi.GPIO as GPIO import time from subprocess import call GPIO.setmode(GPIO.BCM) # GPIO 핀 설정 GPIO.setup(19, GPIO.OUT) GPIO.setup(26, GPIO.OUT) GPIO.setup(16, GPIO.OUT) GPIO.setup(20, GPIO.OUT) GPIO.setup(21, GPIO.IN) GPIO.setup(8, GPIO.OUT) GPIO.setup(27, GPIO.OUT) GPIO.setup(9, GPIO.OUT) TRIG = 18 ECHO = 17 # 이동 함수 def fwd(): GPIO.output(19, True) GPIO.output(26, False) GPIO.output(16, True) GPIO.output(20, False) # (기타 이동 및 센서 함수 생략) while True: inp = raw_input() if inp == "1": fwd() print("robot moving forward") # ... (기타 명령 처리) GPIO.cleanup() 

8단계 – 조립 사진

배선, 마운팅, 최종 조립 시각적 가이드는 동반 이미지 참조.

전체 소스코드와 추가 리소스는 원본 Simple Pi Robot 페이지 방문.