ArduinoとMPU-6050で作るジェスチャー制御ロボット（自作ハンドジェスチャーRCカー）

必要な部品と材料

Arduino UNO	×1
Arduino Nano R3	×1
HC-05 Bluetoothモジュール	×2
MPU-6050（3軸ジャイロ/加速度センサ、SparkFunブレークアウト）	×1
DCモータ 12V	×2
ゴムタイヤ（車輪）	×1セット
L293D デュアルHブリッジモータドライバ（TI製）	×1
9V電池（汎用）	×2

必要な工具

• はんだごて（汎用）
• 鉛フリーはんだ
• フォームテープ
• マルチツール/ドライバー

使用するアプリとオンラインサービス

• Arduino IDE

プロジェクト概要

MPU-6050 3軸ジャイロ/加速度センサを使ったジェスチャー制御カーの作り方です。このセンサの使い方、Arduinoとのインターフェース、Bluetoothモジュール経由でのデータ転送を理解すれば、さらに多くの応用が可能です。ここでは2つのHC-05 Bluetoothモジュール間の通信（マスター/スレーブ）に焦点を当てます。

ロボット本体の組み立てと配線は動画を参照してください。

接続図

ロボット側（カー・ユニット）と送信機側（リモート・ユニット）の接続図：

PCBWayで基板発注も可能：PCBWayプロジェクトページ

Bluetoothモジュールの設定（マスター/スレーブ化）

HC-05は出荷時スレーブ設定です。スマホからデータを送るだけならペアリング（デフォルトPIN: 1234/0000）するだけでOK。ですが、モジュールから別のモジュールやスマホへデータを送るには設定変更が必要です。

このプロジェクトでは、MPU-6050で取得したデータをBluetoothモジュールからもう一方のBluetoothモジュールへ送信します。

スレーブ側（カー・ユニット搭載）の設定

1. Arduinoと接続（配線図参照）
2. 以下のスケッチを書き込み、ATコマンドモードで設定

#include 
SoftwareSerial BTSerial(10, 11); // RX | TX
void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("Enter AT commands:");
  BTSerial.begin(38400); // HC-05のATコマンドモード時のデフォルト速度
}
void loop() {
  if (BTSerial.available()) Serial.write(BTSerial.read());
  if (Serial.available()) BTSerial.write(Serial.read());
}

3. モジュールのボタンを押しながら電源投入（LEDが2秒ごとにゆっくり点滅＝ATコマンドモード）
4. シリアルモニタを開く（ボーレート9600、改行コード「Both NL & CR」）
5. ATと送信→OKが返ればOK
6. 以下のコマンドを順次送信：
   • AT+ORGL（工場出荷状態にリセット）
   • AT+RMAAD（既存ペアリング解除）
   • AT+UART?（現在のボーレート確認）
   • AT+UART=38400,0,0（ボーレート38400に設定）
   • AT+ROLE?（役割確認：0=スレーブ、1=マスター）
   • AT+ROLE=0（スレーブに設定）
   • AT+ADDR?（モジュールのアドレス確認）→ このアドレスをメモ

マスター側（リモート・ユニット搭載）の設定

1. 同様にArduino接続し、ATコマンドモードに入る
2. 以下のコマンドを順次送信：
   • AT+ORGL
   • AT+RMAAD
   • AT+UART?
   • AT+UART=38400,0,0
   • AT+ROLE?
   • AT+ROLE=1（マスターに設定）
   • AT+CMODE=0（単一デバイスのみ接続、デフォルトは0）
   • AT+BIND="スレーブ側のアドレス"（スレーブとバインド）

ライブラリとソースコード

MPU-6050用のとライブラリが必要です。
ダウンロード：MediaFire（事前にインストール済みならスキップ）

カー・ユニットへの書き込み

USBでPC接続、正しいCOMポートとボードタイプを選択し、Gesture_controled_Robot__car_unit_を書き込み。書き込み中は電池とBluetoothモジュールを外してください。

// カー・ユニット側スケッチ（Shubham Shinganapure作）
int lm1=8, lm2=9, rm1=10, rm2=11;
char d=0;
void setup() {
  pinMode(lm1,OUTPUT); pinMode(lm2,OUTPUT);
  pinMode(rm1,OUTPUT); pinMode(rm2,OUTPUT);
  Serial.begin(38400);
  sTOP();
}
void loop() {
  if(Serial.available()>0) {
    d=Serial.read();
    if(d=='F') ForWard();
    if(d=='B') BackWard();
    if(d=='L') Left();
    if(d=='R') Right();
    if(d=='S') sTOP();
  }
}
void ForWard()  { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void BackWard() { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void Left()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void Right()    { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void sTOP()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,LOW); }

リモート・ユニットへの書き込み

remoteスケッチを開き、リモート・ユニット（Arduino Nano + MPU-6050 + マスターHC-05）に書き込み。

// リモート・ユニット側スケッチ（MPU-6050 DMP使用、ジェスチャー→Bluetooth送信）
#include "I2Cdev.h"
#include "MPU6050_6Axis_MotionApps20.h"
#include 
#include 
SoftwareSerial BTSerial(10, 11); // RX | TX
MPU6050 mpu;
#define OUTPUT_READABLE_YAWPITCHROLL
bool dmpReady = false;
uint8_t mpuIntStatus, devStatus;
uint16_t packetSize, fifoCount;
uint8_t fifoBuffer[64];
VectorFloat gravity;
Quaternion q;
float ypr[3];
volatile bool mpuInterrupt = false;
void dmpDataReady() { mpuInterrupt = true; }
int bt=8; int x=1;
void setup() {
  Wire.begin(); TWBR=24;
  Serial.begin(115200); BTSerial.begin(38400);
  mpu.initialize();
  devStatus = mpu.dmpInitialize();
  mpu.setXGyroOffset(220); mpu.setYGyroOffset(76);
  mpu.setZGyroOffset(-85); mpu.setZAccelOffset(1788);
  if(devStatus==0) {
    mpu.setDMPEnabled(true);
    attachInterrupt(0, dmpDataReady, RISING);
    mpuIntStatus = mpu.getIntStatus();
    dmpReady = true;
    packetSize = mpu.dmpGetFIFOPacketSize();
  }
  pinMode(bt,INPUT);
}
void loop() {
  if(digitalRead(bt)==HIGH) { x++; delay(150); }
  if((x%2)==0) {
    if(!dmpReady) return;
    while(!mpuInterrupt && fifoCount= 25) BTSerial.write('B');  // 後傾 → 後退
      else if(ypr[2]*180/M_PI <= -25) BTSerial.write('L'); // 左傾 → 左旋回
      else if(ypr[2]*180/M_PI >= 20) BTSerial.write('R');  // 右傾 → 右旋回
      else BTSerial.write('S');                              // 水平 → 停止
    }
  } else {
    BTSerial.write('S');
  }
}

完成と動作確認

スレーブBluetoothをカー・ユニットに、マスターBluetoothをリモート・ユニットに装着。電源を入れれば遊べます！

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回路図