GPduino WiFi

GPduino WiFi とは

gpduinowifi.png    gpduino_wifi_overview.png

GPduino WiFiは、Arduino互換のWiFiラジコン制御ボードです。
プリセットファーム書き込み済みで、スマホから簡単にラジコンカーやラジコン戦車のコントロールができます。
WiFiマイコンモジュール ESP8266 を搭載しており、Arduino IDE を使用して独自のファームを開発することができます。

仕様

・電源 3.6V~6V 推奨 ※1
・RCサーボ×3ch ※2
・DCモータ×2ch (最大連続1.2A / 最大瞬間3.0A) ※3
・WiFiマイコン ESP8266 (ESP-WROOM-02) 搭載 / Arduino IDE 対応
・プリセットファームウェア書込済み
・Android版アプリ提供 / iOS版アプリ提供予定
・外形寸法 50mm x 45mm
回路図はこちら

※1 LiPo×1セル、NiMH×3~5セル、乾電池×3~4セル など
  LiPoを使用する場合、衝撃や過電流による発火・爆発にご注意ください。
※2 電源電圧に適合するものをご使用ください。
  コネクタは2.54ピッチピンヘッダまたは1.25mmピッチPicoBladeコネクタのものが利用できます。
※3 電源電圧および最大電流に適合するものをご使用ください。
  マブチ FA-130 モータは使用実績がありますが、過負荷時には定格を超える恐れがあります。
  またミニ四駆用のチューンモータは定格を超える電流が流れますので使用しないでください。

コネクタとピン配置

gpduino_wifi_pins.png

CN1 DCモータ1 ①モータ- ②モータ+ ※1 
CN2 DCモータ2 ①モータ- ②モータ+ ※1
CN3 電源 ①電源+ (3.6~6V) ②電源- (GND) ※3
CN4 I2Cバス ①GND ②SDA ③SCL ④+3.3V ※2
CN5,CN8 RCサーボ0 ①電源- (GND) ②電源+ (3.6~6V) ③制御パルス ※4
CN6,CN9 RCサーボ1 ①電源- (GND) ②電源+ (3.6~6V) ③制御パルス ※5
CN7,CN10 RCサーボ2 ①電源- (GND) ②電源+ (3.6~6V) ③制御パルス ※5
CN11 USBシリアル ①DTR ②RXI ③TXO ④VCC ⑤CTS ⑥GND ※6
SW1 電源スイッチ ※7
SW2 RESETボタン  
SW3 BOOTボタン  

※1 コネクタは未実装です。2.54mm or 2.5mmピッチでお好みのものを使用してください。
  日圧のEHシリーズを推奨します。
※2 プリセットファームでは使用しません。
※3 日圧のPHコネクタを実装済み。コネクタつきケーブルが付属します。
※4 お使いのサーボに合わせて、2.54mmピッチピンヘッダか1.25mmピッチPicoBladeコネクタの
  どちらかを実装してください。部品は付属します。
※5 お使いのサーボに合わせて、2.54mmピッチピンヘッダか1.25mmピッチPicoBladeコネクタの
  どちらかを実装してください。
※6 コネクタは未実装です。お好みのものを使用してください。ピンヘッダが付属します。
※7 スイッチは付属しますが、未実装です。
  裏表どちらかに実装するか、コネクタ等で引き出すなどご自由にしてください。

プリセットファームで使用する

GPduino WiFi には予めプリセットファームが書き込まれており、
専用プロポアプリによって、自動車型ラジコンまたは戦車型ラジコンの
コントロールができます。

propo_wifi.png

Android版プロポアプリはGP Propo WiFi という名前でGoogle Playで配布しています。
アプリの使い方とソースコードは下記を参照してください。

GP Propo WiFi (Android版) - GitHub

iOS版プロポアプリは、GP Propo WiFi という名前で App Store で配布しています。
アプリの使い方とソースコードは下記を参照してください。

GP Propo WiFi (iOS版) - GitHub

(1) 自動車モード(デフォルト)

自動車モードでは1個のDCモータと1個のRCサーボをコントロールできます。
DCモータで駆動輪を駆動し、RCサーボで操舵輪をステアリングすることを想定しています。
レーシングカーのようなタイプのラジコンのコントロールができます。
出荷時にはこのモードになっています。

DCモータを[DCモータ1]に接続します。
RCサーボを[RCサーボ0]に接続します。

4WS(四輪操舵)をおこなう場合は、RCサーボを2個使います。
前輪操舵のRCサーボを[RCサーボ1]に接続し、後輪操舵のRCサーボを[RCサーボ2]に接続します。

(2) 戦車モード

戦車モードでは2個のDCモータをコントロールできます。
片方のDCモータで左側駆動輪を駆動し、もう一方のDCモータで右側駆動輪を駆動することを想定しています。
戦車のようなタイプのラジコンのコントロールができます。

左駆動輪のDCモータを[DCモータ1]に接続します。
右駆動輪のDCモータを[DCモータ2]に接続します。

RCサーボの調整

GPduino WiFi のプリセットファームには、RCサーボの回転の向き、センター位置、振幅を調整する機能があります。
プロポアプリの設定画面で調整することができます。詳細はこちらを参照してください。

ファームを開発する

Arduino IDEでファームを開発できます。
GPduino WiFiは、Arduino IDEに対応したWiFiマイコンESP8266搭載のボードです。

書き込みにはUSBシリアル変換基板が必要です。CN11に接続してください。
SparkFun製 FTDI Basic Breakout - 3.3V を推奨します。
かならず、3.3Vのものを使用してください。

ftdi.jpg

下記のような結線ができればその他のUSBシリアル変換基板を使用してもかまいません。
実際に基板上で結線されているのは、RXI, TXO, GNDのみです。CTSはGNDに短絡されています。

  [ピン配置]
  DTR RXI TXO 3.3V CTS GND
  GRN                             BLK

Arduino IDEの設定

[ファイル] > [環境設定] > [Additional Boards Manager URLs:]に下記URLをコピペします。

  • http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json (安定版)
  • http://arduino.esp8266.com/staging/package_esp8266com_index.json (開発版)

[ツール] > [ボード] > [ボードマネージャ] で [esp8266] をインストールします。
[ツール] > [ボード] で [Generic ESP8266 Module]を選択します。

  • Flash Mode : QIO
  • Flash Frequency : 40MHz
  • Upload Using : Serial
  • CPU Frequency : 80MHz
  • Flash Size : 4M(3M SPIFFS) (3MBをファイルシステムで使用 / 1MBをスケッチで使用)
  • Debug port : Disabled
  • Debug Level : None
  • Reset Method : nodemcu
  • Upload Speed : 115200
  • シリアルポート : USBシリアルのCOM番号
  • 書込装置 : USBasp

BOOTボタン(SW3)を押し下げた状態で、RESETボタン(SW2)を押して離します。
Uploadボタンで、ファームウェアを書き込みます。

ESP8266のピン名と接続先

RXD USBシリアルのTxD
TXD USBシリアルのRxD
TOUT バッテリー電圧 ※2
IO0 DCモータ1のIN1 ※1
IO2 DCモータ1のIN2 ※1
IO15 DCモータ1のPWM ※1
IO13 DCモータ2のIN1 ※1
IO12 DCモータ2のIN2 ※1
IO14 DCモータ2のPWM ※1
IO16 RCサーボ0のPWM
IO5 RCサーボ1のPWM / I2Cバス SCL ※3
IO4 RCサーボ2のPWM / I2Cバス SDA ※3

※1 東芝製 DCモータドライバ TB6612FNGのデータシートを参照してください。
※2 バッテリー電圧を1/11に分圧して入力しています。
  ADCは10ビットでフルレンジ1.0Vなので、ADCの値を x とすると、
  バッテリー電圧は (11 * 1.0 * x) / 1023 V です。
※3 RCサーボ1/2とI2Cバスは同時使用不可。

アプリを開発する

一般的なネットワーク通信のプログラミングになります。
各OS(Android,iOS,Windows,Linux等)で提供されるフレームワーク/ライブラリをご使用ください。
参考までに、プリセットファームとプロポアプリはUDP通信を用いており、 電文の仕様はこちらにあります。

ダウンロード

回路図 / CADデータ(Eagle) / プリセットファームウェア
Android版プロポアプリ
iOS版プロポアプリ

頒布

・2016年12月3-4日 Ogaki Mini Maker Faire にて頒布
・2017年3月19日 NT京都2017 にて頒布予定

おことわり

この製品は開発者向けキットであり、民生電気用品の安全基準を考慮していません。
提供されるハードウェア/ソフトウェアの性能は一切無保証です。
この製品を使用したことによるいかなる損害についても開発者/頒布者は責任を負いません。
また、ここに記載されている製品の外観・仕様・価格等は、予告なく変更される場合があります。

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