RaspberryPi3を搭載したラジコンを制作するにあたり、今回はRaspberryPi3に無線でアクセスする方法を比較してみました。まずは無線LANなどの基本的な知識について調べてみました。

無線LAN(Wi-Fi)ルータとは?

LANケーブルに「無線LAN(Wi-Fi)ルータ」という機器をつなげることでWi-Fiが使えるようになるもの。インターネットに繋がったLANケーブルがあればWiFiを提供することができる。屋内で使用されることが多い。

参照:いまさら聞けない 無線LANルータの知識

モバイルWiFiルーターとは?

外でインターネットをするときなどによく使われるポータブル式のルーター。LANケーブルがなくてもWiFiを提供することができる。屋内、屋外にかかわらずWiFiを提供することができる。

参照:初心者必見!分かりやすいポケットWi-FiやモバイルWi-Fiルーターの解説

WiMAXとWi-Fiの違いは?

WiMAX WAN(Wide Area Network) 広域のネットワーク WiMAXは地区や県をまたがるような広域な提供エリアの中で使うことができます。
WiFi LAN(Local Area Network) ローカルなエリアのネットワーク LAN技術のWiFiは家の中など、狭く限られた電波が届くところでしか使うことができません。

参照:WiMAXとWi-Fiの違いを比較|どちらを選べばお得?

参照:無線ネットワークの全体動向、IEEE 802、米国の動き

RaspberryPi3に無線でアクセスする方法を比較

今回は屋外でラジコンを遠隔操作することを想定しています。よって、無線でアクセスできる距離が長いほうが実用的と考えています。そこでRaspberryPi3に無線でアクセスする方法が何パターンか想定できましたので、それを整理してみました。

No. 組み合わせ ラジコンを操縦できる距離 概要図
Raspberry Pi3 + WiFiルータ WiFiが届く距離ぐらい(10m~30mぐらい)

有線LANケーブルがないところでは使えない

Raspberry Pi3 + モバイルWiFiルータ(モバイルWiFiルータはラジコンに乗せない) WiFiが届く距離ぐらい(10m~30mぐらい)
Raspberry Pi3 + モバイルWiFiルータ(モバイルWiFiルータもラジコンに乗せる場合) スマホの電波が届く範囲ぐらい
Raspberry Pi3のWiFi アクセスポイント化 WiFiが届く距離ぐらい(10m~30mぐらい)
Raspberry Pi3 + USB WiFiアダプタ WiFiが届く距離ぐらい(10m~30mぐらい)

比較してみるとこのような感じになりました。

まず、屋外でラジコンを操作することを考慮すると有線LANが通っていない①は除外されることになりそうです。

次に②はモバイルWiFiルータのWiFiが届く範囲なら操縦することができ、インターネット経由でも操作することが可能そうです。ラジコンにRaspberryPiだけを搭載するとするなら、WiFiが届く範囲なら操縦することが可能です。

③はRaspberryPiとモバイルWiFiルータをラジコンに搭載することを想定しています。この場合、モバイルWiFiルータがWANに接続できる範囲ならラジコンを操縦することができそうです。試していないので想像になりますが、スマホの電波が届くような場所なら操縦することができるようになると思います。

④はRsapberryPiのWiFiをアクセスポイント化して、直接PCなどからアクセスすることを想定しています。この場合はRaspberryPiのWiFiが届く範囲ならラジコンを操縦できそうです。

⑤も④と同様にアクセスポイント化して、さらにUSBWiFiアダプタを取り付けることを想定しています。ラズパイに標準搭載されているWiFiモジュールは貧弱という情報も掲載されていたりするので、④よりはWiFiが届く距離が長くなる可能性があります。ただ、それでもWiFiなのでそこまで遠くまでは届かないと思います。

ここまでのことを考慮すると、③の組み合わせを採用したほうがより遠いところにあるラジコンを操縦できそうかなと考えています。デメリットとしては、モバイルWiFiルータの契約が必要になってくるところです。

実際にWiFiの届く距離を測定してみた

RaspberryPiでラジコンを作成してみましたので、実際に動かしてWiFiの届く距離を測定してみました。今回は一番手軽にできる④のRaspberry Pi3のWiFiアクセスポイント化を採用しています。

10m、20m、30mの位置にコーンを配置してどこまで操縦できるか試してみました。結果18m~20mぐらいまでがRaspberryPiアクセスポイント化で操縦できる距離の限界でした。

動画の最後の方を見ていただければ分かりますが、2個目のコーン(20m)に近づいたところでノーコンになってグルグル回り始めてしまいました。

室内などで操縦する場合は問題ないなという感じです。もっと50mとか100m以上の距離で操縦したいなってなったら他の方式を採用するしかなさそうですね。

今回作ったラジコンの作り方

今回作ったラジコンの作り方を以下の記事にまとめています。よかったらこちらのほうも読んでみてください。

Raspberry PiでWebから操作できるラジコンクローラーを作る

参考サイト

2.4GHz(Wi-Fi)帯でのドローンはどのくらい飛ぶ?電波途絶には注意を

Raspberry Pi 3の内蔵WiFiを無効にしてUSB WiFiアダプタを利用する

Raspberry Pi で作るラジコン Wifi到達距離を伸ばす7

Raspberry Piによる戦艦大和プラモデル ラジコン化 完結編 – 抜錨!大和 外洋(洲原池)に向け発進!