Arduino 4WD RCカー完全ガイド：ジョイスティック操作・nRF24L01通信

部品と材料

Arduino UNO	×2
SparkFun nRF24L01+ トランシーバー（RP-SMA）	×2
Funduino ジョイスティックシールド V1.A	×1
SparkFun デュアルHブリッジ モータードライバー L298	×2
4WD スマートロボットカーチャシキット	×1
LED（汎用）	×3
抵抗 221Ω	×2
ブレッドボード（汎用）	×2
18650電池	×2
モバイルバッテリー	×1
ジャンパーワイヤー（汎用）	×1

必要な工具と機械

• はんだごて（汎用）

アプリとオンラインサービス

• Arduino IDE

プロジェクト概要

ストーリー

皆さん、こんにちは！これは私の次のプロジェクト、Arduino 4WD RCカーとジョイスティックコントローラー、またはアナログジョイスティックでArduino 4WDスマートカーをいかに簡単に制御できるかというものです。

このRCジョイスティック制御カーは、送受信機としてnRF24L01を使用します。開放空間で最大1キロメートルの通信距離があります。また、非常にシンプルで作りやすいです。

1. ジョイスティックコントローラー

ジョイスティック用コンポーネント：

ジョイスティックシールドをArduinoの上に装着すると、シンプルなコントローラーになります。7つのモーメンタリプッシュボタン（大4つ、小2つ、ジョイスティック選択ボタン）と2軸サムジョイスティックにより、往年のNintendoコントローラー級の機能がArduinoに加わります。このユニットはNokia 5110 LCDとnRF24L01インターフェースも提供します。

特徴

• nRF24L01インターフェース
• Nokia 5110 LCDインターフェース
• Bluetoothインターフェース
• I2Cインターフェース
• Arduino互換
• 動作電圧 3.5Vまたは5V

実際には「BTE16-49 - nRF24L01+RFX2401C +PA+LNA アンテナシールドケース付きワイヤレス通信モジュール 2.4GHz 20dbm 1000m」としてラベルされています。

販売者指定の特性：

• 2.4GHzグローバルオープンISMバンド、ライセンスフリー使用
• 最大動作速度2Mbps、効率的なGFSK変調、音声・映像伝送可能
• 125チャネル、マルチポイント通信と周波数ホッピング通信に対応
• 内蔵ハードウェアCRCエラー検出とポイントツーマルチポイント通信制御
• 動作電圧 3.0-3.6V、送信電力 20dBm (VDD = 3.3V)
• 外部2.4GHzアンテナ
• 2.54mmピッチピン、アンプモジュールなしで完全互換、距離延長のために簡単に交換可能
• 伝送距離最大1000m

2. ジョイスティックコントローラー（詳細）

ジョイスティックシールドには、大ボタン4つ＋小ボタン2つ＋ジョイスティック選択ボタン、2軸サムジョイスティック（X軸0-1023、Y軸0-1023）があります。シールドをArduinoに装着するとシンプルなコントローラーになります。私のスケッチでは、上ボタンはブザー（クラクション）、右ボタンはフロントライト（LED＋200Ω抵抗）、左ボタンはバックライト（LED＋200Ω抵抗）に割り当てています。他のボタンは未使用です。

ジョイスティックテスト：

アイドル状態：X=499, Y=502, 上=1, 右=1, 下=1, 左=1

3. Arduino 4WD RCカー

上記の配線図に従って接続してください。

注意： コードをアップロードする前に、Arduino Unoボードからジャンパーワイヤー（ピン0, 1）を外してください。

すべての手順を正しく実行すれば、カーは走行準備完了です！

Arduinoカーとジョイスティックコントローラーに電源を入れた後、ジョイスティックを前後に動かすとカーが前進・後退し、左右に動かすとカーが左右に曲がります。

コード

Car_nRF24.ino（Arduino RCカー側）

/* JoyStickモジュール受信コード - 接続: nRF24L01モジュール
1 - GND  2 - VCC 3.3V !!! 5Vではない  3 - CE to Arduino pin 6
4 - CSN to Arduino pin 8  5 - SCK to Arduino pin 13
6 - MOSI to Arduino pin 11  7 - MISO to Arduino pin 12  8 - 未使用 */

#include 
#include 
#include 

#define CE_PIN 6
#define CSN_PIN 8
const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL;

#define light_Front 18  // LEDフロント右 ピンA4
#define light_Back 19   // LEDバック右 ピンA5
#define horn_Buzz 7
#define ENA_m1 3   // 右フロントモーター速度
#define ENB_m1 5   // 右バックモーター速度
#define ENA_m2 9   // 左フロントモーター速度
#define ENB_m2 10  // 左バックモーター速度
#define IN_11 0    // L298N #1 in1 右フロント
#define IN_12 1    // L298N #1 in2 右フロント
#define IN_13 2    // L298N #1 in3 右バック
#define IN_14 4    // L298N #1 in4 右バック
#define IN_21 14   // L298N #2 in1 左フロント
#define IN_22 15   // L298N #2 in2 左フロント
#define IN_23 16   // L298N #2 in3 左バック
#define IN_24 17   // L298N #2 in4 左バック

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);
int joystick[6];
int speedRight = 0, speedLeft = 0;
int xAxis, yAxis;
int buttonUp, buttonRight, buttonDown, buttonLeft;

void setup() {
  pinMode(light_Front, OUTPUT); pinMode(light_Back, OUTPUT); pinMode(horn_Buzz, OUTPUT);
  pinMode(ENA_m1, OUTPUT); pinMode(ENB_m1, OUTPUT);
  pinMode(ENA_m2, OUTPUT); pinMode(ENB_m2, OUTPUT);
  pinMode(IN_11, OUTPUT); pinMode(IN_12, OUTPUT);
  pinMode(IN_13, OUTPUT); pinMode(IN_14, OUTPUT);
  pinMode(IN_21, OUTPUT); pinMode(IN_22, OUTPUT);
  pinMode(IN_23, OUTPUT); pinMode(IN_24, OUTPUT);
  radio.begin(); radio.openReadingPipe(1, pipe); radio.startListening();
}

void loop() {
  if (radio.available()) {
    radio.read(joystick, sizeof(joystick));
    xAxis = joystick[0]; yAxis = joystick[1];
    buttonUp = joystick[2]; buttonRight = joystick[3];
    buttonDown = joystick[4]; buttonLeft = joystick[5];

    // ボタン処理
    digitalWrite(horn_Buzz, buttonUp == HIGH ? LOW : HIGH);
    digitalWrite(light_Front, buttonRight == HIGH ? LOW : HIGH);
    digitalWrite(light_Back, buttonLeft == HIGH ? LOW : HIGH);

    // Y軸：前進・後退制御
    if (yAxis < 470) {  // 後退
      digitalWrite(IN_11, LOW); digitalWrite(IN_12, HIGH);
      digitalWrite(IN_13, HIGH); digitalWrite(IN_14, LOW);
      digitalWrite(IN_21, HIGH); digitalWrite(IN_22, LOW);
      digitalWrite(IN_23, LOW); digitalWrite(IN_24, HIGH);
      speedRight = map(yAxis, 470, 0, 0, 255);
      speedLeft = map(yAxis, 470, 0, 0, 255);
    } else if (yAxis > 550) {  // 前進
      digitalWrite(IN_11, HIGH); digitalWrite(IN_12, LOW);
      digitalWrite(IN_13, LOW); digitalWrite(IN_14, HIGH);
      digitalWrite(IN_21, LOW); digitalWrite(IN_22, HIGH);
      digitalWrite(IN_23, HIGH); digitalWrite(IN_24, LOW);
      speedRight = map(yAxis, 550, 1023, 0, 255);
      speedLeft = map(yAxis, 550, 1023, 0, 255);
    } else {  // 中立
      speedRight = 0; speedLeft = 0;
    }

    // X軸：左右制御
    if (xAxis < 470) {  // 左折
      int xMapped = map(xAxis, 470, 0, 0, 255);
      speedLeft -= xMapped; speedRight += xMapped;
      if (speedLeft < 0) speedLeft = 0;
      if (speedRight > 255) speedRight = 255;
    }
    if (xAxis > 550) {  // 右折
      int xMapped = map(xAxis, 550, 1023, 0, 255);
      speedLeft += xMapped; speedRight -= xMapped;
      if (speedLeft > 255) speedLeft = 255;
      if (speedRight < 0) speedRight = 0;
    }

    // 低速時のブザー防止（モーターに合わせて調整）
    if (speedLeft < 70) speedLeft = 0;
    if (speedRight < 70) speedRight = 0;

    analogWrite(ENA_m1, speedRight); analogWrite(ENB_m1, speedRight);
    analogWrite(ENA_m2, speedLeft); analogWrite(ENB_m2, speedLeft);
  }
}

Joystick_nRF24.ino（ジョイスティックコントローラー側）

/* JoyStickモジュール送信コード - 接続: nRF24L01モジュール
1 - GND  2 - VCC 3.3V !!! 5Vではない  3 - CE to Arduino pin 9
4 - CSN to Arduino pin 10  5 - SCK to Arduino pin 13
6 - MOSI to Arduino pin 11  7 - MISO to Arduino pin 12  8 - 未使用
デフォルトボタンピン: 上-ピン2, 右-ピン3, 下-ピン4, 左-ピン5
アナログジョイスティック: GND-Arduino GND, VCC-Arduino +5V
Xポット-Arduino A0, Yポット-Arduino A1 */

#include 
#include "nRF24L01.h"
#include "RF24.h"

#define CE_PIN 9
#define CSN_PIN 10
#define xAxis 14  // A0
#define yAxis 15  // A1
const uint64_t pipe = 0xE8E8F0F0E1LL;

RF24 radio(CE_PIN, CSN_PIN);
int joystick[6];
int buttonUp = 2, buttonRight = 3, buttonDown = 4, buttonLeft = 5;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  radio.begin(); radio.openWritingPipe(pipe); radio.stopListening();
  pinMode(buttonUp, INPUT_PULLUP); pinMode(buttonRight, INPUT_PULLUP);
  pinMode(buttonDown, INPUT_PULLUP); pinMode(buttonLeft, INPUT_PULLUP);
  digitalWrite(buttonUp, LOW); digitalWrite(buttonRight, LOW);
  digitalWrite(buttonDown, LOW); digitalWrite(buttonLeft, LOW);
}

void loop() {
  joystick[0] = analogRead(xAxis);
  joystick[1] = analogRead(yAxis);
  joystick[2] = digitalRead(buttonUp);
  joystick[3] = digitalRead(buttonRight);
  joystick[4] = digitalRead(buttonDown);
  joystick[5] = digitalRead(buttonLeft);
  radio.write(joystick, sizeof(joystick));
  delay(20);
  // シリアル出力でデバッグ
  Serial.print("X = "); Serial.print(analogRead(xAxis));
  Serial.print(" Y = "); Serial.print(analogRead(yAxis));
  Serial.print(" Up = "); Serial.print(digitalRead(buttonUp));
  Serial.print(" Right = "); Serial.print(digitalRead(buttonRight));
  Serial.print(" Down = "); Serial.print(digitalRead(buttonDown));
  Serial.print(" Left = "); Serial.println(digitalRead(buttonLeft));
}

回路図

rc_car_tp3A7JlpYw.fzz