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Qi対応Wi-Fiラジコンカー:ワイヤレス充電機能付きRCカーキットの製作

必要な部品と材料

部品数量備考
IDT Qi 5W 送信機 プロトタイプキット1充電ステーション側
IDT Qi 5W 受信機 プロトタイプキット1車両側
Arduino MKR10001Wi-Fi内蔵、Li-Po充電機能付き
2WD ロボットカーチャシ(Arduino用)1
L293DNE モータードライバー1動作には最低4.5V必要
CN6009 昇圧コンバータモジュール13.7V→5V変換用
3.7V Li-Poバッテリー1700mAh以上必須(発火防止)
1N4007 ダイオード8
LED(汎用)1Wi-Fi接続表示用
221Ω 抵抗1LED用
タイラップ5バッテリーと基板の固定用
ブレッドボード(汎用)1任意

必要な工具

使用するアプリとオンラインサービス

プロジェクト概要

何を作るか?

スマホのWi-Fiで操作でき、駐車すると自動でワイヤレス充電されるラジコンカーをステップバイステップで製作します。

仕組み

頭脳はArduino MKR1000。スマホとWi-Fiで通信し、3.7V Li-Poバッテリーで駆動します。モーター制御にはL293DNEを使用しますが、これは最低4.5V必要です。そこでCN6009昇圧コンバータで3.7Vを5Vに昇圧し、モータードライバーに供給します。

充電にはMKR1000の内蔵Li-Po充電機能を利用します。外部5V電源が接続されると自動でバッテリー充電が始まるため、IDT Qi 5W受信機を外部電源としてMKR1000のVIN/GNDに接続します。車両が充電ステーション(IDT Qi 5W送信機)の上に停まると、ワイヤレスで充電が開始されます。

制御システムには高速/低速の2つの速度モードがあります。

ハードウェア製作

  1. ハンダ付け:モーター端子とIDT受信機ボード(OUTピンに赤、GNDに黒)にリード線をハンダ付け。6本のワイヤーが必要。
  2. 電子回路組み立て:ブレッドボードまたはハンダ付けで回路図通りに配線。注意:700mAh以上の3.7V Li-Poバッテリーを使用すること。容量不足だと過熱・発火の危険あり。
  3. CN6009調整:ドライバーで出力電圧を5Vに設定。ボルテメータでOUT+/OUT-間を測定して確認。
  4. IDT受信機取り付け:プラスチックカード等でベースを作り、車体底部にシリコングルーで固定。受信機の赤線をArduinoのVIN、黒線をGNDに接続。
  5. 車体固定:タイラップでバッテリーとブレッドボードを車体に固定し、安定化。

ソフトウェア:Wi-Fi接続設定

コードをコピーし、12-13行目のSSIDとパスワードを自分の環境に書き換えます。デフォルトはWPA/WPA2対応。WEPやオープンネットワークの場合はコメント欄(34-37行目)の指示に従って書き換えてください。

使い方

ステップ1:Arduino MKR1000への接続

2通りの方法があります:

  1. スマホのWi-Fiテザリング(ホットスポット)をオンにし、ボードを接続(推奨:ルーター不要でどこでも操作可能)
  2. スマホとArduinoを同じWi-Fiルーターに接続

いずれの場合も、コードにルーターのSSIDとパスワードを設定してアップロードしておく必要があります。

ステップ2:Arduino MKR1000のIPアドレス取得

車体のLEDが点灯すれば、ネットワーク接続とサーバー起動成功です。

ステップ3:Webサーバーへのアクセス

ブラウザのアドレスバーにArduinoのIPアドレスを入力。

ステップ4:充電ステーションの接続

IDT Qi 5W送信機を5V DCアダプターでコンセントに接続。

ステップ5:走行テスト!

Web画面には前進/後進/左旋回/右旋回/停止のボタンと、高速/低速モード切替ボタンがあります。充電ステーション上に置けば自動充電開始。

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