Wi-Fi 操作 FPV ローバーロボットの製作：Arduino & ESP8266 完全ガイド

プロジェクト概要

Arduino UNO と ESP8266（ESP-01）を組み合わせ、ブラウザから Wi-Fi 経由で操作できる 2 輪駆動の FPV（First Person View）ローバーロボットを自作します。Android スマホをロボットに搭載し、IP Webcam アプリで映像・音声をストリーミング。ブラウザ側の HTML/JS インターフェースで操作しながら映像を確認できます。アクリル板を手工具で加工してフレームを自作する低コスト設計で、3D プリンターやレーザーカッターが不要です。

主要パーツ

パーツ	数量	備考
Arduino UNO	1
ESP8266 ESP-01	1	ボーレート確認必須（デフォルト 115200/9600 等）
28BYJ-48 ステッピングモーター + ULN2003 ドライバー	2 セット	左右駆動用
Arduino Proto Shield	1	コンパクト実装用（ブレッドボードでも可）
42×19mm ゴムタイヤ付きホイール	2
49×20×32mm スチールボール オムニホイール	1	キャスター代用
モバイルバッテリー（5V 出力）	1	Arduino USB 給電用
Android スマートフォン	1	IP Webcam アプリで映像配信
アクリル板 2mm、M2/M3 ネジ・ナット、アルミブラケット、自撮り棒クリップ	1式	フレーム・搭載部品用

必要な工具

• 手ノコギリ、ユーティリティナイフ、定規、ドリル、ドライバー、サンドペーパー
• （3D CAD：Autodesk Fusion 360、2D CAD：DraftSight を設計に使用）

フレーム製作手順

1. 2D 図面を印刷・転写：接着紙に印刷しアクリル板に貼り付け
2. 切り出し：ユーティリティナイフでスコア入れ → 手で折る、または手ノコで切断
3. 穴あけ：図面位置にドリルで穴開け（アクリルは手動でも加工容易）
4. 組み立て：M3 ボルトでステッパー固定、5/32" ボルトで前輪・スマホクリップ固定
5. モーターシャフトとホイールの径が合わない場合は、木製アダプターや接着剤で対応

電子回路

• ESP8266：TX→D3, RX→D2（SoftwareSerial）、CH_PD→3.3V、電圧分割（1kΩ+2kΩ）で Arduino 5V→ESP RX 3.3V 化
• ステッパー右：D8, D9, D10, D11 / 左：D4, D5, D6, D7（ULN2003 経由）
• 電源：モバイルバッテリー → Arduino USB → 5V/3.3V レール分配

Arduino スケッチの要点

• ライブラリ：SoftwareSerial, Stepper（標準）
• ESP8266 AT コマンドで STA モード → AP 接続 → TCP サーバー（ポート 80）起動
• HTTP リクエストのクエリパラメータ ?cm1=100 等をパースし、方向コマンドに変換
• 方向コマンド：cm1=前進, cm2=後退, cm3=右旋回, cm4=左旋回, cm5=停止
• ステッパーは step(±1) で微小駆動、速度は setSpeed(60) で設定
• シリアルモニターで ESP 割り当て IP を確認可能

ブラウザ側コントロールインターフェース

• HTML/JS ファイル一式（interface.rar）を解凍し Firefox で開く
• ESP IP アドレスと IP Webcam の映像ストリーム URL を入力欄に設定
• キーボード矢印キー長押しで連続移動、テストボタンで自動旋回テスト
• 映像遅延が大きい場合は IP Webcam 設定で解像度を下げる

IP Webcam アプリ設定

• Google Play: IP Webcam
• 起動後、「Start server」で HTTP ストリーミング開始（デフォルトポート 8080）
• ブラウザ側に https://<スマホIP>:8080/video 等を指定

設計ファイルとリソース

• 123D Design ファイル（robot.123dx）
• 2D 図面（base.dwg, base.pdf）
• Fritzing 回路図（wistepper-rev1.fzz）
• Arduino スケッチ（stepperRobot.ino）
• HTML インターフェース一式

すべて GitHub リポジトリ ferauche/RoboAlegria および Hackaday.io プロジェクトページで公開されています。派生プロジェクト「Robô da Alegria」でも応用されています。

運用上の注意

• Arduino 再起動後、Wi-Fi 接続完了までシリアルモニターで待機
• モバイルバッテリー接続後、再接完了を待ってから操作開始
• ステッパー駆動はトルクが小さいため、平坦な床面での使用を推奨
• 長時間運用時はモータードライバーの発熱に注意