mBot Rangerとは?

 mBot Rangerは、ロボットタンク、三輪レーシングカー、倒立振子を活用したセルフバランスカーの3つの形態を作ることが出来るMakeblock社のSTEM教育用ロボットキットです。
 mBotの制御基板「mCore」よりも機能(ポート増・チップ制能増・搭載センサー増・搭載LED増)がUPしているArduinoベースの制御基板「Auriga」を使い、様々なセンサーやモーターを繋げ拡張させることが可能です。
 
 また、mBotと同じように、mBlock3でビジュアルプログラミングをする事が可能ですし、より上級者になれば、Arduino IDEを使って電子工作も可能でしょう。
 
 少しマニアックな話をすると、制御基板の「mCore」のチップは、Arduino UNO、「Auriga」のチップは、Arduino megaという電子工作・教育用のマイコンボードと同じものです。「Auriga=mBot Ranger」は、mCore(mBot)では、ポートが物足りない上級者や、サーボモーターを沢山使うロボット等を作りたい方対応できるものになっています。
 
基板に搭載されているセンサーが、光センサー2個・音声センサー・ジャイロセンサー・温度センサーで、mBotの光センサー1個に比べ、大幅に増えています。mBot Rangerキットに同梱されている拡張センサーは、mBotと同じく、超音波センサーとライントレースセンサーになります。
 
 
メカニカルパーツもこんなにたくさん使います。
 
 
 
mBotRanger パーツリスト

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

 
 
基本的には、以下のような形でロボットの構造を学び、プログラミングを学ぶためのロボットキットです。
 
STEP1、3種類のモデルのどれかを組立てる
 
STEP2、iOSやAndroidで用意されている「Makeblock」アプリで、無線でコントロール(ラジコンみたいに使う)して、まずはラジコン的に楽しむ。
 
STEP3、mBlock3で、ビジュアルプログラミング学習(mBotのように超音波センサーやライントレースセンサーを制御したり、さらに、ジャイロセンサーや音声センサーの制御も出来ます)mBlockの制御基板設定で、Aurigaにすると、mBotの時より、ロボットブロックが増えます。
 
STEP4、Arduino IDEでプログラミング学習
 
STEP5、基本3形態以外のオリジナルロボットを作る(自分で考えたり、Makeblock社HPの製作例などを参考にする)
 
基本的な学びのステップは、mBotと変わらないのですが、制御基板Aurigaが、mCoreよりも拡張ポートが大きくパワーアップされていて、より多様なモーターを取り付けたりする事が可能です。
 
mBlockにおけるmBot Ranger 制御ボードの設定画面

mBlockにおけるmBot Ranger 制御ボードの設定画面

3-in-1ロボットキット mBotRangerで組めるモデル

mBot Rangerは、3つのロボット形態を作る事が出来ます。組立説明書(mBot Ranger 組立説明書 日本語版 PDFをみても分かるように、mBotよりは、金属パーツが増えて、より複雑な構造を学ぶことが可能です。小学校高学年くらいになれば、自分一人で組み立てられるでしょう。但し、一つのモデルを組み立てるのに、大人でも1時間~1時間半くらいはかかると思います。(mBotは30分くらいで完成)

 mBot Ranger モデル1 ーオフロードタンク Land Raiderー

Land Raiderは、オフロード用のタンクです。基本的なプログラミングは、mBotと変わらず、ライントレースセンサーや超音波センサーを制御して行きます。タイヤの代わりに、キャタピラがついているので、mBotに比べ、かなりパワフルに走行する事が可能です。それと、mBotより重くて、でかいです(笑)。私は、このモデルが一番好きです。なんかカッコいい。

mBot Ranger 写真 mBotとRanger比較画像 正面 mBotとRanger比較画像 側面 mBotとRanger比較画像 上面

写真を見ても分かるように、超音波センサーと、ライントレースセンサーは、mBotと同じ位置についていますので、mBotの制御プログラムを少し調整すれば、動くはずです。ただ、mbotより大きい分、小回りが利かないため、ライントレースセンサーのプログラムは少し工夫がいるかもしれません。

とにかく特徴は、でかくて、重くて、少々の障害物はものともしない所です。↓動画参照

ちなみに、mBot Rangerは、単三型アルカリ乾電池を6本使用します。mBotよりもパワフルに動きますが、mBotのように充電式のリチウムイオン電池の対応ではありません。そこで問題になって来るのは、電池を交換する時、mBot Rangerを軽く分解しなければならないので、そこ面倒という点です。

mBot Ranger 電池交換の方法ガイド

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

Makeblock社もそこは認識しているようで、わざわざ、簡単に電池交換をする為の組み方変更方法の動画を掲載しています。ここまでするのは、割と親切な気がします。

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

 mBot Ranger モデル2 ースピード走行可能なモデル Dashing Raptor ー

 Dashing Raptor (ダッシュする猛獣、同梱の日本語説明書にはスピードドラゴンと書いてある)は、前にタイヤが2本ついて、後ろに補助輪がついたモデルです。mBotは前に補助輪、後ろにタイヤ2本なので、逆ですね。

mBot Ranger スピードドラゴンとmBotのタイヤ位置の比較

スピードは確かに速くなりそうですが、まあ、それだけと言えばそれだけな感じ。プログラミング学習用のモデルというより、ラジコンとして使うスピードレース用かな。AirBlockのホバーモードとどっちが早いんだろうか?

mBotとスピードドラゴンの正面比較画像

mBot Ranger スピードドラゴン 側面画像

mBot Ranger モデル3 ー2輪で倒立可能な Nervous Bird ー

mBot Rangerのモデル中で一番、見ていて楽しいのが、こちらの Nervous Birdですね。日本語組み立て書にはバランスバードって書いてあるモデルです。

このモデルは、最初から倒立振子という制御プログラムが入っているので、それをアプリで操作する感じです。ざっくりとした仕組みはこうです(たぶん)

倒立振子の制御は、モータの回転力の調整で行いみたいですが、この調整は、振子の状態を表す4つの数式にある変数を調整するようです。
モータの回転力= 変数1 × バランスバード躯体の傾き(角度)
         変数2 × バランスバードの躯体の傾きの変化率(角速度)
         変数3 × 車輪軸(=モーター)の回転速度
         変数4 × 車輪軸(=モーター)の移動距離(位置・角度)
 
それで、簡単に言えば、↑の式の傾きと傾きの変化率は、mBot Rangerの制御ボード「Auriga」に搭載されている、ジャイロセンサー(傾きを計算する為の3軸加速度センサーと3軸各速度計で構成)でデータを取得でき、それ元に、mBot Rangerのエンコーダーモーターの回転速度、移動距離を制御する事で、倒立振子を実現しているという感じですね。
 
mBot Rangerのモーターは、モーターの回転速度と位置(角度)を読み取るセンサー付きのモーターで、それにより、mBotと違ってモーターの回転数を正確に制御できます。
なので、バランスバードは、mBot mCoreだけでは実現できないモデルと言えるでしょう。たぶん。
 
 

mBot Rangerのアドオンモデル

mBot Rangerの、日本語版のAdd-on-packというのは、2018年11月時点では見当たりません。ただ、Makeblock社のHPをみると、mBot Rangerキットに、いくつかの部品を買い足すか、海外で流通しているアドオンパックを購入する事で、これまで紹介したモデル以外の形態も楽しめるようです。

例えば、mBotRnger本体キットに、 RJ25 Adapter Module や、9g Micro Servoパックを加えれば、Sun Flowerが出来ます(笑)

mBot Ranger add on pack sun flower

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

または、RJ25 Adapter Module や、9g Micro Servoパック、さらにマイクロスイッチを加えると、振ったり、タッチすると、LEDの光り方が変わるマジックステッキ(Magic Stick)が出来ます。

mBot Ranger add on pack magic stickの画像

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

さらには、Add-on-Pack レーザーソードというのがあり、スターウォーズのライトセーバーを再現することできるようです。重力センサ、サウンドコントロール、ライトコントロール、タッチコントロールなどの4つのコントロールモードをサポートすることが出来るようです。残念ながら、このパックは、日本では一般的なアマゾンとかでは、売り切れ且つ、滅茶苦茶高いので、パーツを買い足すなりの工夫が必要そうです。パーツリストを見た限りは、 RJ25アダプタモジュール・LED RGBストリップ(1m)をMakeblock製で買って、それ以外は、定規とかで代用すれば、何とかできると思います!

mBot Ranger sword 画像

※出典:Makeblock社HP https://www.makeblock.com/

 

※2019年1月30日更新 mBot Ranger Laser Sword アドオンパックを手に入れましたので、簡単にレビューしました。

mBot Ranger アドオンパック LaserSwordレビュー