4輪ArduinoロボットをDabbleアプリでBluetooth制御しよう

必要な部品と材料

部品	数量	備考
Arduino UNO	1
ブレッドボード	1
シャーシ（ロボットフレーム）	1
モーターマウント	4	M3ボルト・ナットで固定
DCモーター	4	左右各2個ずつ並列接続
車輪	4	モーターシャフトに取り付け
L293D デュアルHブリッジドライバー	1	4モーター駆動用
HC-05 Bluetoothモジュール	1	スマホと通信
DCターミナルブロック/ジャック	1	外部バッテリー接続用
ジャンパーワイヤー	1セット
バッテリー（7.4V〜12V推奨）	1	モーター駆動用外部電源

使用するアプリ

• Arduino IDE
• STEMpedia Dabble - Google Playからインストール（iOS版もあり）

プロジェクト概要

Arduino UNOとL293Dモータードライバー、HC-05 Bluetoothモジュールを搭載した4輪ロボットを、スマートフォンアプリ「Dabble」のゲームパッド機能で直感的に操作できるプロジェクトです。左右のモーターをそれぞれ並列接続し、差動駆動で前進・後進・左右旋回を実現します。年末のDIYプロジェクトとして、プレゼントにも最適な楽しい工作です。

組み立て手順

ステップ1: ボディの組み立て

1. シャーシを裏返し、4箇所にモーターマウントをM3ボルト・ナットで固定
2. DCモーターをマウントにM2ボルト・ナットで取り付け
3. 各モーターシャフトに車輪を装着
4. シャーシを表向きに戻す

ステップ2: Arduino搭載とブレッドボード配置

Arduino UNOをシャーシ上部に固定し、隣にブレッドボードを配置。すべての配線はブレッドボード上で行います。

ステップ3: モータードライバー(L293D)配線

L293Dは2つのHブリッジを内蔵し、最大4つのDCモーターを制御可能。左右のモーターをそれぞれ並列接続し、2チャンネルで駆動します。

接続ピン割り当て：

• ENA (Enable A) → Arduino D10 (PWM)
• ENB (Enable B) → Arduino D11 (PWM)
• IN1 (M1方向) → Arduino D4
• IN2 (M1方向) → Arduino D5
• IN3 (M2方向) → Arduino D6
• IN4 (M2方向) → Arduino D7
• VCC1 (ロジック電源) → Arduino 5V
• VCC2 (モーター電源) → 外部バッテリー+
• GND (全て) → Arduino GND、バッテリー-、共通接続

左側2モーターをOUT1/OUT2、右側2モーターをOUT3/OUT4に並列接続。

ステップ4: HC-05 Bluetoothモジュール接続

• HC-05 TX → Arduino D2 (SoftwareSerial RX)
• HC-05 RX → Arduino D3 (SoftwareSerial TX) ※分圧必要
• VCC → 5V、GND → GND

ステップ5: 外部バッテリー接続

DCターミナルブロック経由で外部バッテリーをL293DのVCC2/GNDに接続。ArduinoにはUSBまたは別途5Vレギュレーター経由で給電。

Arduinoスケッチ

Dabbleライブラリが必要です。ライブラリマネージャで「Dabble」を検索・インストール、またはGitHubから取得してください。

/* 
 * Dabbleアプリのゲームパッドモジュールで4輪ロボットを制御
 * HC-05 Bluetoothモジュール使用、UNOの場合ボーレート38400以下推奨
 * 接続: HC-05 TX→D2, RX→D3
 * Written by Punit Chotaliya, STEMpedia
 */

#define CUSTOM_SETTINGS
#define INCLUDE_GAMEPAD_MODULE
#include <Dabble.h>
#include <SoftwareSerial.h>

SoftwareSerial BTSerial(2, 3); // RX, TX

#define motor1_en 10  // 左モーターPWM
#define motor2_en 11  // 右モーターPWM
#define motor1_dir1 4 // 左モーター方向1
#define motor1_dir2 5 // 左モーター方向2
#define motor2_dir1 6 // 右モーター方向1
#define motor2_dir2 7 // 右モーター方向2

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  BTSerial.begin(38400);
  Dabble.begin(BTSerial); // SoftwareSerial渡し
  
  for (unsigned int i = 4; i < 8; i++) {
    pinMode(i, OUTPUT);
  }
  pinMode(motor1_en, OUTPUT);
  pinMode(motor2_en, OUTPUT);
}

void loop() {
  Dabble.processInput(); // アプリからのデータ更新
  
  if (GamePad.isUpPressed()) {
    Serial.println("UP");
    forward();
  } else if (GamePad.isDownPressed()) {
    Serial.println("DOWN");
    backward();
  } else if (GamePad.isLeftPressed()) {
    Serial.println("Left");
    left();
  } else if (GamePad.isRightPressed()) {
    Serial.println("Right");
    right();
  } else {
    Serial.println("Stop");
    Stop();
  }
}

void forward() {
  analogWrite(motor1_en, 255);
  analogWrite(motor2_en, 255);
  digitalWrite(motor1_dir1, HIGH);
  digitalWrite(motor1_dir2, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir1, HIGH);
  digitalWrite(motor2_dir2, LOW);
}

void backward() {
  analogWrite(motor1_en, 255);
  analogWrite(motor2_en, 255);
  digitalWrite(motor1_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor1_dir2, HIGH);
  digitalWrite(motor2_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir2, HIGH);
}

void left() {
  analogWrite(motor1_en, 255);
  analogWrite(motor2_en, 255);
  digitalWrite(motor1_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor1_dir2, HIGH);
  digitalWrite(motor2_dir1, HIGH);
  digitalWrite(motor2_dir2, LOW);
}

void right() {
  analogWrite(motor1_en, 255);
  analogWrite(motor2_en, 255);
  digitalWrite(motor1_dir1, HIGH);
  digitalWrite(motor1_dir2, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir2, HIGH);
}

void Stop() {
  analogWrite(motor1_en, 0);
  analogWrite(motor2_en, 0);
  digitalWrite(motor1_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor1_dir2, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir1, LOW);
  digitalWrite(motor2_dir2, LOW);
}

Dabbleアプリでの操作方法

1. スマホでGoogle Playから「Dabble」をインストール
2. アプリ起動 → Bluetoothアイコンタップ → HC-05とペアリング・接続
3. モジュール一覧から「Gamepad」を選択
4. 左側の方向ボタンで操作：
   • ↑ 前進
   • ↓ 後進
   • ← 左旋回
   • → 右旋回
5. ボタン離すと自動停止

トラブルシューティング

• モーターが動かない：外部バッテリー電圧確認、L293DのVCC2接続確認、GND共通化確認
• 片側のみ動く：モーター並列配線の片側が外れている、またはドライバー出力不良
• Bluetooth接続不可：HC-05ボーレート確認（デフォルト38400/9600）、分圧回路確認、ペアリング解除後再ペアリング
• 動作が不安定：バッテリー容量不足、モーター起動時の電圧降下でArduinoリセット→コンデンサー追加や電源分離で対策

拡張アイデア

• 超音波センサー追加で障害物回避・自律走行
• ライントレースセンサーでライン追従
• サーボ搭載でカメラパン/チルト、FPVカメラ搭載
• Dabbleの他モジュール（LEDコントロール、ピンモニター、データロガー等）活用
• シャーシを3Dプリントで自作、見た目カスタマイズ

参考リンク

• Dabble公式ドキュメント: Gamepad Module
• Dabble Arduinoライブラリ: GitHub
• L293Dデータシート: TI公式