Робот-автомобиль Arduino Bluetooth: 18 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

Создайте свой первый робот-автомобиль Arduino!

Наиболее полные и исчерпывающие пошаговые визуальные инструкции по созданию вашего первого автомобиля-робота Arduino Bluetooth. Наслаждаться!

Шаг 1. Обзор проекта

Шасси автомобиля-робота содержит нижнюю раму, к которой прикреплены двигатели, приводящие в движение шины / колеса. Двигатели подключены к защищенному двигателю Motor Drive Shield, который подключен (в комбинированном стиле) к плате Arduino UNO. Модуль приемника Bluetooth также подключен к плате Arduino. Arduino запрограммирован на получение сигналов Bluetooth от приложения Android и включение / выключение двигателей, следовательно, вращение колес и перемещение автомобиля.

Шаг 2: Методология: получить, подготовить, собрать

• Получить компоненты: заранее соберите все компоненты для завершения проекта.
• Подготовьте модули: прикрепите соединители ко всем модулям, которые связаны вместе.
• Сборка проекта: упорядочьте сборку, чтобы обеспечить плавное и легкое соединение.

Шаг 3: Компоненты

• Плата Arduino Uno R3: в проекте используется Freenove UNO R3, но подойдет любая Arduino-совместимая плата. Arduino содержит код проекта, считывает (вводит) сигналы Bluetooth из модуля Bluetooth и записывает (выводит) сигналы в моторный щит.
• L293D Motor Drive Shield: в проекте используется плата расширения Gikfun Motor Drive Shield L293D для Arduino UNO. Моторный щит считывает (вводит) сигналы с платы Arduino и запускает (выводит) сервоприводы, вращающие колеса.
• HC-05 Bluetooth Wireless: в проекте используется модуль последовательного сквозного подключения Bluetooth DSD-Tech HC-05. Модуль Bluetooth принимает (вводит) сигналы Bluetooth от приложения Android и отправляет (выводит) сигналы на плату Arduino.
• Автомобильный комплект робота: в комплект входят шасси, моторы, шины / колеса, провода, винты, гайки и т. Д. Базовый комплект включает шасси (возможно 2), 4 мотора, 4 колеса и гайки, болты, винты и 2 провода. на двигатель.
• Батареи: Две батареи: 9 В для платы Arduino и 4 АА для Motor Shield. Батарея 9 В питает Arduino, а блок из 4 батареек AA управляет моторным щитом.
• Приложение для Android: приложение Android Bluetooth RC Controller для отправки сигналов Bluetooth на автомобиль-робот. Приложение управляет движением машины-робота (вперед, назад, поворот налево, поворот направо).

Шаг 4: Подготовка: обзор

Автомобиль-робот обычно продается (eBay, Amazon, Banggood и т. Д.) Либо как базовый комплект (шасси, двигатели, колеса, гайки, болты, провода, но БЕЗ плат), либо как полный комплект (с Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Аккумуляторы, инструкция по сборке и, по желанию, другие датчики). Сборка такая же, пока есть все компоненты.

Шаг 5: Провода двигателя

Каждый двигатель должен быть подключен к 2 проводам: заземлению и напряжению. Для единообразия подключите (пайкой или крючками) положительный провод напряжения (красный) к верхнему разъему двигателя, а отрицательный провод заземления (черный, синий или любой другой цвет) к нижнему разъему двигателя.

Сделайте это ПЕРЕД сборкой, каждый мотор индивидуально. Если после сборки, пайка нижнего проводного соединения может быть немного сложной (но выполнимой!). Также рекомендуется припаять провода вертикально (направленными вверх, а не в стороны), что обеспечит большую длину провода, что облегчит подключение другого конца к экрану двигателя.

Шаг 6: провода Bluetooth

Для модуля Bluetooth HC-05 требуется 4 провода:

RX и TX: гнездо (со стороны HC-05) на штекер (контакты разъема Motor Shield TX и RX).

VCC и GND: гнездо (со стороны HC-05) на гнездо (штырьки + и - сервоприводов Motor Shield).

Шаг 7: Провода экранирования двигателя

Motor Shield будет располагаться наверху платы Arduino (совмещенный), поэтому его GPIO (контакты) будут соответствовать плате Arduino под ним. Мы не можем или не хотим паять контакты платы Arduino напрямую.

Итак, нам нужно припаять 2-контактный разъем к GPIO 0 и 1 на Motor Shield (следовательно, подключиться к контактам Arduino RX и TX, соответственно, внизу). Позже они будут подключаться к контактам HC-05 Bluetooth TX и RX (так, в обратном порядке: Bluetooth RX к Arduino TX и Bluetooth TX к Arduino RX).

Шаг 8: логический код Arduino

Arduino необходимо считывать входные сигналы (Bluetooth) и записывать выходные команды в двигатели для перемещения колес. Код можно скопировать и вставить из поля ниже в IDE Arduino на вашем Mac / ПК, а затем загрузить на плату Arduino.

Коду нужна библиотека AFMotor (AF = Ada Fruit). Это стандартная библиотека, которую можно установить непосредственно из IDE Arduino (внешние ссылки не требуются). Перейдите в Sketch> Включить библиотеку> Управление библиотеками, затем выполните поиск в Adafruit Motor Shield. Установите для этого проекта версию 1.0.1 (а не 2.0). Затем скопируйте / вставьте приведенный ниже код в новый файл проекта IDE, проверьте, затем загрузите. После успешной загрузки отключите плату Arduino (так как она сохранит код в своей памяти). Теперь Arduino готов как автономное устройство.

Шаг 9: автомобильное приложение для Android Arduino Bluetooth с дистанционным управлением

На телефоне Android перейдите в Google Play Store и загрузите приложение Arduino Bluetooth RC Car. Приложение позже будет подключено к модулю Bluetooth HC-05 после подключения к Arduino / Motor Shield. Приложение позволит вам контролировать движение автомобиля.

Шаг 10: батарейки

Вам понадобится 2 аккумуляторных блока:

Батарея 9 В с защелкой для питания платы Arduino.

Батарейный отсек 4xAA (или любой другой, необходимый вашему автомобильному роботу) для питания Motor Shield. Возможно, потребуется обжать провода, чтобы они надежно вошли в штырь электродвигателя.

Шаг 11: Сборка: Обзор

Последовательность сборки важна для обеспечения плавного продвижения к успешному завершению проекта. Так, 1. Начнем с шасси (моторы, колеса)

2. Подключите Motor Shield к плате Arduino.

3. Соедините двигатели с моторным щитом.

4. Подключите модуль Bluetooth HC-05 к моторному щиту.

Шаг 12: автомобильный комплект робота

Скорее всего, в комплекте есть инструкции по сборке, но они обычно соответствуют следующим этапам:

1. Выберите переднюю и заднюю части автомобиля (на фотографии передняя часть направлена вверх, как если бы она двигалась вперед с точки зрения зрителя).

2. Отметьте двигатели как левый передний, левый задний и правый передний, правый задний. Это необходимо для облегчения подключения к левой и правой сторонам моторного щита.

3. Соберите каждый двигатель по очереди, обращая внимание на расположение, как на фотографии (передние двигатели обращены назад, задние двигатели обращены вперед). Для каждого мотора:

3.1 Установите двигатель на шасси.

3.2 Закрепите скобами с каждой стороны

3.3 Добавьте винт и гайки и затяните, чтобы зафиксировать двигатель на месте.

3.4 Добавьте датчик скорости (черный / серый кружок)

3.5 Прикрепите колесо к внешней стороне двигателя.

Шаг 13: Arduino и Motor Shield

Motor Shield соединит плату Arduino. Поместите Motor Shield поверх Arduino, чтобы обеспечить правильное выравнивание контактов: контакты Motor Shield 0 RX и 1 TX поверх контактов Arduino 0 RX и 1 TX.

Слегка надавите вниз, пока 2 доски не будут надежно совмещены и соединены. Когда это будет сделано, моторный щит ЛЕВЫЙ будет поверх входа батареи Arduino 9V.

Закрепите небольшую пустую коробку в середине шасси и поместите комбинацию Arduino / Motor Shield сверху (немного выше двигателей).

Убедитесь, что Bluetooth RX / TX обращен к передней части автомобиля, а вход аккумулятора Arduino 9V - слева от автомобиля. Контакты Motor Shield M1 и M2 теперь находятся слева от автомобиля, а контакты M3 и M4 теперь находятся справа от автомобиля.

Шаг 14: Электромонтаж экрана двигателя

Щиток двигателя имеет 4 разъема двигателя: M1, M2 с левой стороны и M3, M4 с правой стороны. У мотора есть желтый провод -ve и красный провод + ve (см. Фото). 1-й штифт каждого M - это штифт, обращенный наружу (например, 1-й штифт M1 / M4 обращен вперед, 1-й штифт M2 / M3 обращен назад).

M1 подключает левый передний мотор: 1-й контакт -ve, 2-й контакт + ve

M2 подключает левый задний двигатель: 1-й контакт -ve, 2-й контакт + ve

M3 подключает правый задний мотор: 1-й контакт -ve, 2-й контакт + ve

M4 подключает правый передний двигатель: 1-й контакт -ve, 2-й контакт + ve

Правильные соединения Mx важны для обеспечения совместного вращения колес в правильном направлении. Например, когда автомобиль должен двигаться вперед, все колеса должны вращаться против часовой стрелки, а обратное верно для движения назад.

Шаг 15: Подключение Bluetooth HC-05

Для модуля Bluetooth HC-05 требуется 4 провода: RX и TX подключаются к Arduino / Motor Shield TX и RX, GND и VCC к сервоприводам Motor Shield - и + контакты. На передней левой стороне моторного щита есть 2 группы по 3 контакта в каждом; это второй кластер (ближе к USB-порту), который необходимо подключить, крайний левый контакт - -ve, а крайний правый - + ve).

Bluetooth RX (черный) -> 2-контактный разъем Motor Shield 1 (TX)

Bluetooth TX (красный) -> 2-контактный разъем Motor Shield 0 (RX)

Bluetooth GND (коричневый) -> - Сервоприводы (крайний левый контакт)

Bluetooth VCC (красный) -> + сервоприводы (крайний правый контакт)

Шаг 16: Подключение батарей

Прикрепите (с помощью клейкой ленты, двустороннего скотча или клея) аккумулятор 9 В к передней части автомобиля. Подключите защелку аккумулятора к входному разъему аккумулятора Arduino 9V (на левой стороне автомобиля). Загорится зеленый индикатор Motor Shield, индикатор модуля Bluetooth (обычно красный) начнет мигать (что означает готовность к сопряжению).

Прикрепите батарейный блок из 4 батареек AA к задней части автомобиля. Подключите отрицательный (черный) и положительный (красный) провода блока к контактам аккумуляторной батареи Motor Shield (2 синих контакта обращены к задней части автомобиля). Правый контакт с пометкой GND подключается к черному проводу, другой левый контакт - к красному проводу.

Шаг 17: Тестирование и вождение

Теперь машина готова! Но чтобы он действительно двигался, нам нужно связать его модуль Bluetooth с приложением Android. Убедитесь, что индикатор модуля Bluetooth мигает, указывая на то, что он доступен для поиска и готов к сопряжению.

1. Перейдите в Настройки телефона Android> Bluetooth и найдите автомобильный модуль Bluetooth. В нашем проекте это модуль DSD TECH HC-05, пароль / пин обычно 1234 (если нет, то 0000). Подключите телефон Android к HC-05.

2. Запустите приложение Bluetooth RC Car, перейдите в «Настройки» (меню со значком шестеренки), затем в меню «Параметры» выберите «Подключиться к автомобилю». Если все в порядке, соединение установлено (мигание Bluetooth прекращается), а большой красный кружок в верхнем левом углу экрана приложения станет зеленым.

3. Поместите автомобильное шасси на тонкий длинный ящик на столе так, чтобы ящик находился посередине шасси и колеса могли свободно вращаться вокруг него. Проверьте соединение, нажимая каждую кнопку вперед, назад, вправо и влево на экране приложения. Посмотрите видео, чтобы увидеть наглядные пособия.

4. Если все колеса вращаются правильно (например, против часовой стрелки для движения вперед), поставьте автомобиль на гладкую поверхность (мрамор, винил, дерево, НЕ ковер) и начните движение. Наслаждаться!

Шаг 18: как это работает

Приложение Bluetooth RC Controller отправляет в автомобильный модуль Bluetooth HC-05 следующие команды (в виде символов):

'F' идти вперед

'B', чтобы вернуться назад

'L' повернуть налево

'R' повернуть направо

'S', чтобы остановить машину

Обратитесь к настройкам приложения для получения дополнительных команд, которые вы можете добавить в код Arduino.

Логика платы Arduino считывает вход Bluetooth HC-05 (непрерывно в функции loop ()), используя соединения RX / TX, и дает команду Motor Shield перемещать двигатели / колеса для выполнения команды. Например, чтобы повернуть налево, Arduino перемещает двигатели M1 и M2 вперед, а двигатели M3 и M4 назад.