マイコンで遠隔操縦 通信モジュールを試す

いつもご覧頂きありがとう御座います。

すっかり春の妖気陽気となりましたが、花粉も含めアレルギーの方には辛い季節ではないかと思います。

私も春先と秋口は鼻水、くしゃみが止まらなく温感アレルギーなのかと思う位酷いもんです。

まぁ素直にクリニックに行けばいいのですが・・・

 

さて、先日知り合いの技術屋さんから無線ユニットなる物のお話をしていて、以前から興味は有ったの

ですが、なかなか現物と製作の機会が無く今までなおざりにしておりました。

当初はホビー用という色が強く、後述する電波法云々でいまいち踏ん切りが付きませんでした。

 

今更ですが、XBeeと呼ばれる通信ユニットです。 こちらは工作マニアの方でよく使われている

Arduino(アルドゥイーノ)規格のマイコンロボットなどで良く使われているものです。

(↑スマホやタブレットのOSでAndroid(アンドロイド)と一瞬間違えます。 )

IMG_6573

 

早速資料の調達と現物購入いたしました。 本体はマイコン搭載の小型無線モジュールです。

規格としては通常品、プロ品(長距離・高機能)・Wi-Fi品また運用によりバリエーションも

豊富に揃っております。 どれを使うか迷いますが、特にお試しと言うことで通常品の選択

(ZB版)をいたします。 まぁラジコンと言えばそれまでですが、ここはあえて”無線遠隔

操作”ということにしたいと思います。

IMG_6533

ユニットからはいっぱいピンが御座いますが、マイコンと同じように入出力の信号が出ていますので

単体でもON/OFFの制御が遠隔で出来るようになっています。 (設定ツールによる設定が必要)

因みに本体の番号は、設定ツールでお互いの番号設定しないと通信は行ってくれません。

それぞれのユニットの名前を呼び出す形となります。

一番の肝は”〒”マークが付いております。 これがないと無線器としては運用許可がおりません

IMG_6543

さてこれを応用して遠隔操作出来るおもちゃの製作を行います。

写真はマイコン搭載の送信機です。 1つのジョイスティックで前進後進、左右旋回、超信地回転

が出来る様にアナログパターン信号を読み取って、その制御信号を受信機に送信するユニットです。

こちらは単三電池2本で動きます。 ジョイスティックはいらなくなった某初代ゲーム機のものを拝借

しました。  他ボタン類は一切何もありません。 後は状況表示用のLEDのみです。

IMG_6531IMG_6542

 

こちらは受信機側の写真です。 送信機から送られてきたアナログデータを解読して、モータを

駆動するドライバーに移動量を伝える仕事をします。  最近のモータドライバーは非常に

小型で性能も良く、使い勝手の良い製品が出ております。 今回は既製品を使用します。

IMG_6532

配線ですが、本体、電池、モーター2個のこれだけです。 非常に単純に仕上げました。

電池は今回エネループ4本(公称4.8V)で駆動させます。

実証試験として、急遽作りました田宮模型から出ております戦車に組み込み致しました。

ギア比は 114:1です。IMG_6537IMG_6538

 

応用として、アイドラー駆動方式の製品にも利用出来ます。 こちらはイーケイジャパン

から出ているエレキットの製品を使用しております。 ただ電池の搭載位置を考えないと

前が浮き上がってしまいます。

ギア比はないのですが、タイヤ直径比として 15:1位です。 もう少し電圧制御しないと速いです。IMG_6539

今回の実験は無線性能と反応などを目的としましたが、一番面倒はのはアナログジョイスティック

の読み取りとその解読による制御ですが、特に問題もなく動いているようです。

試験ですのでぎこちないところは御座いますが、反応等は非常に速く、通常版でも通信距離

は10m程でも操作出来るようです。 但し、モータを扱っている以上ノイズの問題は

避けて通れませんので、しっかりとノイズ対策をする必要が御座います。 こちらのモーター

にも対策のコンデンサーを取り付けており、これがないとノイズの影響で通信距離が届かないか、

転送が遅く操作ができない問題が出ます。(試験で色々と問題も出ました。)

IMG_6545

また通信ユニット裏側にはアンテナがありますので、こちらも配置などは金属に被らないなど

配慮が必要です。 色々と神経を使うところではあります。

IMG_6572

さて無線と言うことで、通常は一般の人には免許のいらない特定省電力通信装置や無線LAN等

ありますが、(携帯電話も含まれます)こちらは既にメーカーがお国に対して許可を取って、

一般使用者には免許無しでも使用出来るようにしております。  アマチュア無線などは

無線従事者免許を持っていないと無線機は扱えません。

従ってそういう無線の設計や許可の煩わしさが無く使用出来るのが非常にメリットではないか

と思います。 場合によっては1km離れていてもデータ通信をする様です。

このモジュールの使用している周波数は2.4GHz近辺の電波周波数帯で、日本では10mW以下

の出力ですので免許は不要で、利用できるよう開放されている領域であり、その他産業・科学・

医学用の機器に用いられている周波数帯ということです。  ですので混信を起こすと大変な

事になりますので、電波を強くするなどの改造は一切厳禁となります。

IMG_6570

このユニットの応用として、さらに遠距離での操縦や、カメラ画像の伝送、監視など用途は

色々と考えられます。  Wi-Fi版ですと、アンドロイドで外部からの制御も可能となります。

これを元に何かヒントになる事が御座いましたら幸いです。

 

後日実験中のムービーを貼り付けいたします。

追加で動画貼り付けます。

 

最後までお読み頂きありがとう御座います。

 

 

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