こんにちは。AI coordinatorの清水です。この記事ではArduinoにセンサー付けまくって遊びまくろーと意気込んで作成してた過程で、電源周りに割と苦労したので、同じ悩みを持つ方向けに記事にしてみました。

11.1V LiPo×Groveベースシールド運用で学んだ“brown-out（瞬断リセット）”対策

Arduinoで作品を作っていると、地味に心を折ってくるのがこれ。

• 11.1V（3S）LiPoをDCジャックに挿したら、なぜか不安定
• LEDや小型ファンは動くのに、サーボを動かした瞬間にArduinoが再起動
• ループが最初から動き直す／シリアルが途中で途切れる
• 「カチカチ…」と落ちて復帰してを繰り返す（まるで接触不良みたい）

自分もこれでハマりました。しかも、最初は「Arduino壊れた？」「バッテリー弱い？」と勘違いしがち。
でも結論から言うと、原因はかなりの確率でこれです。

負荷変動で5Vが一瞬落ちる → brown-out（瞬断） → Arduinoがリセット

つまり「壊れてる」よりも、電源設計が“Arduinoを巻き込む構造”になっているのが原因でした。
同じ悩みの人は多いはずなので、自分の学びをできるだけ再現性ある形でまとめます。

今回の構成：何をやっていたか（失敗しやすい典型パターン）

自分がやっていたのは、いわゆる「便利だから全部まとめる」構成です。

• Arduino＋Grove Base Shield（ケーブル1本で挿せて最高）
• 電源：11.1V（3S）LiPoをArduinoのDCジャックへ
• Groveポートに LEDライト、ミニファン などを追加して動かす
• さらにサーボも使う（PCA9685で2個程度）
• たまに12V系のモーターも絡む（作品によって）

この状態で、サーボが動く瞬間、あるいはLEDやファンを同時に動かした瞬間にArduinoが落ちました。

「え？ 11.1Vって余裕じゃないの？」と思うんですが、
電圧が高いこと＝安定ではない、というのがポイントです。

なぜ落ちる？：brown-out（瞬断リセット）の正体

Arduinoの5Vは、実はとても繊細です。
作品を作っていると「5Vだから安定でしょ」と思いがちですが、実際には

• 電源ラインの抵抗（細いケーブル、長い配線、コネクタ）
• 瞬間的に増える電流（サーボ、モーター、LED）
• ノイズ（PWM、モーター、スイッチング）

の影響をすぐ受けます。

サーボやモーター、LEDは「電流が跳ねる」

特にサーボは、動き出しと負荷がかかった瞬間に電流が急増します。
LEDテープやファンも、ON/OFFやPWMで切り替えると瞬間的に電流が増えたり、ノイズが出たりします。

すると何が起こるか。

• 配線やコネクタの抵抗で 電圧が一瞬落ちる
• GNDが揺れて マイコンが誤動作する
• 5Vラインにノイズが乗って CPUがリセットする

この「一瞬の落ち」が、Arduinoにとって致命的です。

Arduinoは5Vが落ちると“安全のために”リセットする

Arduino（AVR系）は、電源電圧が一定以下になると誤動作しないように
brown-out（電圧低下）でリセットする仕組みがあります。

つまり「カチカチ落ちる」は、

• 電圧が落ちる
• リセットで復帰
• また負荷が動いて落ちる

を繰り返しているだけ、というケースが多いです。
（この状態だと、ソフト側でどれだけ頑張っても勝てません）

11.1V LiPoが“悪い”わけではない：問題は「Arduino経由で電力を配る」こと

ここ、誤解されがちなので強調します。

• 11.1V LiPoは強い（大電流を出せる）
• だからモーターやサーボのピークにも耐えやすい
• でも、強い電源ほど「配り方」が重要

今回の落ち方は、だいたいこういう構図です。

1. ArduinoのDCジャックに11.1V（満充電12.6V）を入れる
2. Arduino内部で5Vを作る（ここが繊細）
3. Groveベースシールド経由でLED・ファンなどにも電力が流れる
4. サーボが動いた瞬間に電流が跳ねる
5. 5Vが一瞬落ちる（brown-out）
6. Arduinoがリセット → 作品が止まる／ループが最初から

つまり、負荷の変動がArduinoの生命線（5V）に直撃しているのが原因です。

実体験で学んだこと（再現性のある結論）

ここからが今回の学びです。
同じ構成で悩む人が多いと思うので、要点を具体的に書きます。

学び1）ArduinoのDCジャックに11.1V直挿しは、意外と不安定になりやすい

11.1Vは名目で、満充電だと12.6Vまで上がります。
この状態でArduinoに入れると、Arduino側で5Vを作る部分の余裕が減り、
さらに負荷変動があると5Vが一瞬落ちやすい。

結論：Arduino側は7V前後が安定しやすいです。
（電源の落ちやすさが体感で激減します）

学び2）PCA9685（サーボ）を6Vにしても、同じバッテリーなら落ちることがある

「サーボは6Vだから大丈夫」と思っても、電池が同じ＝瞬間の電圧降下を共有します。

サーボが動く瞬間に電池電圧やGNDが揺れ、
Arduino側の5Vが瞬間的に落ちてリセットが起きる。

ここでのポイントは「電圧」よりも「瞬間の電流変動」です。

学び3）Grove Base Shieldは便利。でも“電源までGroveでまとめる”のは危険

Groveは挿すだけで便利です。
ただしそれは「配線が楽」という意味であって、
「大電流を安全に供給できる」という意味ではないです。

LEDテープ（60個）やミニファンは動かせてしまうので、余計に沼ります。
でも、複数付けたりサーボと併用すると、途端に不安定になる。

結論：

• 信号はGroveでOK
• 電源は外部で用意（作品が安定する）

学び4）11.1V LiPoで動かすなら「電源ツリー」を最初に決めるべき

これは今回いちばん大きい学びでした。
“最後に電源を考える”のではなく、最初に分岐を決める。

安定する電源構成（例）

• Arduino用：7V前後に降圧（DCジャックへ）
• PCA9685サーボ用：6Vに降圧（大電流対応）
• 12V DCモーター：必要ならそのまま（ただしドライバ経由）
• GNDは共通（信号の基準がズレると逆に不安定）

「全部Arduinoに入れて、そこから分岐」だと、Arduinoが巻き込まれます。
バッテリーから用途別に分けるのが正解でした。

“今すぐ効く”対策：症状別に原因を切り分ける

同じ「落ちる」でも、落ち方で原因が見えてきます。

パターンA：サーボが動いた瞬間に落ちる

ほぼ確実にサーボの突入電流／ノイズで5Vが落ちています。

• サーボ電源をArduinoと分離
• PCA9685のサーボ電源近くに電解コンデンサ（470〜1000µF）
• 配線を短く、電源線を太く

これだけで改善することが多いです。

パターンB：LEDを明るくした瞬間／複数同時点灯で落ちる

LEDテープは想像より電流を食います。
特に白や高輝度は一気に増えます。

• LEDは外部電源へ
• Arduinoは信号だけ
• GND共通は必須

パターンC：何もしてないのに、一定時間で落ちる

この場合はレギュレータの発熱や、バッテリーの電圧変動も疑います。
ただ、今回のあなたのケースは「負荷変動で落ちる」なので、まずは分離が最短です。

対策チェックリスト（同じ悩みの人はここから）

最後に「ここまでやればほぼ治る」チェックリストです。

• Arduinoへの入力を 7〜9V にしている（11.1V直をやめる）
• サーボの電源（6V）は Arduinoと別系統 にしている
• LEDテープ・ファンの電源は 外部給電 にしている
• GNDは 共通 にしている（信号があるなら必須）
• サーボ電源ラインに 電解コンデンサ（470〜1000µF） を追加した（推奨らしい。）
• 電源ラインの配線は太く短く（作品が動くほどここが効く）

11.1V LiPoのおすすめポイント

最後に、11.1V LiPoを作品に使うメリットも書いておきます。

• 大電流を出せる（モーター・サーボが元気に動く）
• 同じパワーなら電流が減る（5V系より有利）
• 12V系の機器と相性がいい（DCモータやファンなど）

ただし、その強さゆえに

• いきなり全部を一系統にまとめると“暴れる”
• 電源分岐と安定化（降圧・コンデンサ・配線設計）が重要

というのが今回の学びです。

FAQ（よくある疑問）

Q. 5Vピンに直接5Vを入れるのはアリ？

アリですが、外部5Vが安定していることが前提です。
（逆接・過電圧・USBとの併用などで壊しやすいので、運用ルールが必要）

初心者はまず「DCジャックに7〜9V」方式の方が事故りにくいです。

Q. なぜ7Vぐらいが良いの？

Arduino内部で5Vを作るために「少し上の電圧」が必要ですが、
高すぎると余計な熱が増えたり、変動に弱くなったりします。
現場感として7〜9Vあたりが扱いやすいです。

Q. 外部電源を分けると、GNDはどうする？

GNDは共通にします。
信号（PWMやI2C）をやり取りするなら、基準電位を揃えないと逆に不安定になります。

まとめ：落ちる原因は「brown-out」だった

Arduinoが「カチカチ落ちる」症状は、

負荷変動で5Vが一瞬落ちる（brown-out） → リセット

で説明できることが多いです。

そして対策はシンプルで、

1. Arduinoは7V前後で入力を作る
2. サーボ/LED/ファンは外部給電で分離する
3. 電源ツリーを先に設計する

これで安定性が段違いに上がりました。

誰かの参考になれば幸いです。それではまた。