Samochód robota Arduino Bluetooth: 18 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Zbuduj swój pierwszy samochód robota Arduino!

Najbardziej kompletne i kompleksowe instrukcje wizualne krok po kroku, aby zbudować swój pierwszy samochód robota Arduino Bluetooth. Cieszyć się!

Krok 1: Przegląd projektu

Podwozie samochodu robota zawiera dolną ramę, do której przymocowane są silniki napędzające opony/koła. Silniki są podłączone do zasilanej osłony napędu silnika, która jest połączona (w stylu piggyback) z płytą Arduino UNO. Do płytki Arduino podłączony jest również moduł odbiornika Bluetooth. Arduino jest zaprogramowane do odbierania sygnałów Bluetooth z aplikacji na Androida i włączania/wyłączania silników, a tym samym obracania kół i poruszania samochodem.

Krok 2: Metodologia: weź, przygotuj, złóż

• Pobierz komponenty: Zbierz wszystkie komponenty z góry, aby ukończyć projekt.
• Przygotuj moduły: Podłącz złącza do wszystkich modułów, które są ze sobą połączone.
• Projekt montażu: Uporządkuj montaż, aby zapewnić płynne i łatwe połączenia.

Krok 3: Komponenty

• Płytka Arduino Uno R3: Projekt używa Freenove UNO R3, ale każda płytka kompatybilna z Arduino będzie działać. Arduino zawiera kod projektu, odczytuje (wejścia) sygnały Bluetooth z modułu Bluetooth i zapisuje (wyjścia) sygnały do osłony silnika.
• L293D Motor Drive Shield: Projekt wykorzystuje kartę rozszerzeń Gikfun Motor Drive Shield L293D dla Arduino UNO. Osłona silnika odczytuje (wejściowe) sygnały z płytki Arduino i napędza (wyjściowe) serwa, które obracają koła.
• HC-05 Bluetooth Wireless: Projekt wykorzystuje moduł transmisji szeregowej Bluetooth DSD-Tech HC-05. Moduł Bluetooth odbiera sygnały (wejścia) Bluetooth z aplikacji na Androida i wysyła sygnały (wyjścia) do płytki Arduino.
• Robot Car Kit: Zestaw zawiera podwozie, silniki, opony/koła, przewody, śruby, nakrętki itp. Podstawowy zestaw zawiera podwozie (może 2), 4 silniki, 4 koła oraz nakrętki, śruby, śruby i 2 przewody na silnik.
• Baterie: Dwie baterie: 9V do płytki Arduino i 4 jednostka AA do osłony silnika. Bateria 9V napędza Arduino, a jednostka 4 baterii AA napędza osłonę silnika.
• Aplikacja na Androida: aplikacja Android Bluetooth RC Controller do wysyłania sygnałów Bluetooth do samochodu robota. Aplikacja steruje ruchami samochodu robota (idź do przodu, idź do tyłu, skręć w lewo, skręć w prawo).

Krok 4: Przygotowania: przegląd

Samochód robota jest zwykle sprzedawany (eBay, Amazon, Banggood itp.) albo jako zestaw podstawowy (podwozie, silniki, koła, nakrętki, śruby, przewody, ale BEZ płyt) lub jako kompletny zestaw (z Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Baterie, Instrukcja montażu i opcjonalnie inne czujniki). Montaż jest taki sam, o ile masz wszystkie komponenty.

Krok 5: Przewody silnika

Każdy silnik musi być podłączony do 2 przewodów: uziemienia i napięcia. Aby zapewnić spójność, podłącz (przylutowując lub zaczepiając) przewód dodatniego napięcia (czerwony) do górnego złącza silnika, a ujemny przewód uziemiający (czarny, niebieski lub inny kolor) do dolnego złącza silnika.

Zrób to PRZED montażem, każdy silnik z osobna. Jeśli po montażu, lutowanie dolnego połączenia przewodu może być nieco trudne (ale wykonalne!). Wskazane jest również lutowanie przewodów pionowo (w górę, a nie na boki), co zapewnia większą długość przewodu, co ułatwia podłączenie drugiego końca do osłony silnika.

Krok 6: Przewody Bluetooth

Moduł Bluetooth HC-05 wymaga 4 przewodów:

RX i TX: żeński (od strony HC-05) na męski (kołki nagłówka osłony silnika TX i RX).

VCC i GND: Żeńskie (od strony HC-05) do Żeńskie (Serwa osłony silnika + i - piny).

Krok 7: Przewody osłony silnika

Motor Shield będzie znajdować się na górze płyty Arduino (piggyback), więc jej GPIO (piny) będą odpowiadać płytce Arduino pod nią. Nie możemy lub nie chcemy lutować bezpośrednio pinów płytki Arduino.

Musimy więc przylutować 2-pinowe złącze do GPIO 0 i 1 na osłonie silnika (stąd podłączenie odpowiednio do pinów Arduino RX i TX poniżej). Będą one później łączyć się z pinami HC-05 Bluetooth TX i RX (więc w odwrotnej kolejności: Bluetooth RX do Arduino TX i Bluetooth TX do Arduino RX).

Krok 8: Kod logiczny Arduino

Arduino musi odczytywać sygnały wejściowe (Bluetooth) i zapisywać polecenia wyjściowe do silników, aby poruszać kołami. Kod można skopiować i wkleić z poniższego pola do Arduino IDE na komputerze Mac/PC, a następnie przesłać na płytę Arduino.

Kod wymaga biblioteki AFMotor (AF = Ada Fruit). Jest to standardowa biblioteka, którą można zainstalować bezpośrednio z Arduino IDE (nie są potrzebne łącza zewnętrzne). Przejdź do Szkic > Dołącz bibliotekę > Zarządzaj bibliotekami, a następnie wyszukaj w Adafruit Motor Shield. Zainstaluj wersję 1.0.1 (nie 2.0) dla tego projektu. Następnie skopiuj/wklej poniższy kod do nowego pliku projektu IDE, Sprawdź, a następnie prześlij. Po pomyślnym załadowaniu odłącz płytkę Arduino (ponieważ zachowa kod w swojej pamięci). Arduino jest teraz gotowe jako samodzielne urządzenie.

Krok 9: Aplikacja Android Arduino Bluetooth RC Car

Na telefonie z Androidem przejdź do sklepu Google Play i pobierz aplikację Arduino Bluetooth RC Car. Aplikacja zostanie później sparowana z modułem Bluetooth HC-05 po podłączeniu do Arduino/Motor Shield. Aplikacja pozwoli Ci kontrolować ruchy samochodu.

Krok 10: Baterie

Potrzebne będą 2 jednostki akumulatorowe:

Bateria 9V z zatrzaskiem baterii, która zasili płytkę Arduino.

Uchwyt baterii 4xAA (lub cokolwiek, czego potrzebuje Twój zestaw samochodowy robota) do zasilania osłony silnika. Przewody mogą wymagać zaciśnięcia, aby zapewnić bezpieczne dopasowanie do kołka osłony silnika.

Krok 11: Montaż: Przegląd

Kolejność montażu jest ważna, aby zapewnić płynny postęp do pomyślnego zakończenia projektu. Więc, 1. Zacznij od podwozia (silniki, koła)

2. Połącz osłonę silnika z płytą Arduino.

3. Połącz silniki z osłoną silnika

4. Połącz moduł Bluetooth HC-05 z osłoną silnika

Krok 12: Zestaw samochodowy robota

Zestaw najprawdopodobniej będzie zawierał instrukcje montażu, ale generalnie są zgodne z następującymi krokami:

1. Zdecyduj się na przód i tył samochodu (na zdjęciu przód jest skierowany do góry, tak jak jadąc do przodu z perspektywy widza).

2. Oznacz silniki jako lewy przód, lewy tył i prawy przód, prawy tył. Ma to na celu ułatwienie połączeń po lewej i prawej stronie osłony silnika.

3. Zmontuj każdy silnik po kolei, zwracając uwagę na położenie jak na zdjęciu (przednie silniki skierowane do tyłu, tylne silniki skierowane do przodu). Dla każdego silnika:

3.1 Umieść silnik na podwoziu

3.2 Zabezpiecz za pomocą wsporników z każdej strony

3.3 Dodaj śrubę i nakrętki i zamocuj, aby zamocować silnik na miejscu

3.4 Dodaj enkoder prędkości (czarne/szare kółko)

3.5 Zamocuj koło po zewnętrznej stronie silnika

Krok 13: Arduino i osłona silnika

Motor Shield doczepi płytkę Arduino. Umieść Motor Shield na wierzchu Arduino, zapewniając prawidłowe wyrównanie pinów: Piny Motor Shield 0 RX i 1 TX na wierzchu pinów Arduino 0 RX i 1 TX.

Pchnij delikatnie w dół, aż 2 płyty zostaną dobrze wyrównane i połączone. Po zakończeniu, osłona silnika LEWA będzie znajdować się na wejściu akumulatora Arduino 9V.

Zamocuj małe puste pudełko na środku obudowy i umieść zestaw Arduino/Motor Shield na górze (nieco nad silnikami).

Upewnij się, że Bluetooth RX/TX jest skierowany do przodu samochodu, a wejście akumulatora Arduino 9 V po lewej stronie samochodu. Kołki M1 i M2 osłony silnika znajdują się teraz po lewej stronie samochodu, a kołki M3 i M4 po prawej stronie samochodu.

Krok 14: Okablowanie osłony silnika

Osłona silnika ma 4 złącza silnika: M1, M2 po lewej stronie i M3, M4 po prawej stronie. Silnik ma przewód żółty -ve i przewód czerwony +ve (patrz zdjęcie). Pierwszy kołek każdego M to kołek skierowany na zewnątrz (np. pierwszy kołek M1/M4 jest skierowany do przodu, pierwszy kołek M2/M3 jest skierowany do tyłu).

M1 łączy lewy przedni silnik: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M2 łączy silnik z lewego tyłu: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M3 łączy silnik z prawej tylnej strony: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M4 łączy prawy przedni silnik: 1. pin -ve, 2. pin +ve

Prawidłowe połączenia Mx są ważne, aby zapewnić, że koła obracają się razem we właściwym kierunku. Na przykład, gdy samochód ma jechać do przodu, wszystkie koła powinny obracać się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara, a odwrotność dotyczy ruchu do tyłu.

Krok 15: Okablowanie Bluetooth HC-05

Moduł Bluetooth HC-05 wymaga 4 przewodów: RX i TX łączą się z Arduino/Motor Shield TX i RX, GND i VCC z pinami Motor Shield Servos - i +. Na przedniej lewej stronie osłony silnika znajdują się 2 grupy po 3 styki każda; to drugi klaster (bliżej portu USB), który należy podłączyć, skrajny lewy pin to -ve, a prawy to +ve).

Bluetooth RX (czarny) -> 2-stykowe złącze osłony silnika 1 (TX)

Bluetooth TX (czerwony) -> 2-stykowe złącze osłony silnika 0 (RX)

Bluetooth GND (brązowy) -> - Serwa (pin najbardziej lewy)

Bluetooth VCC (czerwony) -> + Serwa (pin najbardziej po prawej)

Krok 16: Okablowanie baterii

Zamocuj (za pomocą Blu Tack, taśmy dwustronnej lub kleju) baterię 9V z przodu samochodu. Podłącz zatrzask baterii do gniazda wejściowego baterii Arduino 9V (po lewej stronie samochodu). Zielona kontrolka Motor Shield zaświeci się na module Bluetooth (zwykle czerwona) kontrolka zacznie migać (wskazując gotowość do parowania).

Zamocuj zestaw 4 baterii AA z tyłu samochodu. Podłącz przewód ujemny (czarny) i dodatni (czerwony) pakietu do styków akumulatora osłony silnika (2 niebieskie styki skierowane do tyłu samochodu). Prawy pin oznaczony jako GND łączy się z czarnym przewodem, drugi lewy pin z czerwonym przewodem.

Krok 17: Testowanie i jazda

Samochód jest gotowy! Ale aby rzeczywiście się poruszał, musimy sparować jego moduł Bluetooth z aplikacją na Androida. Upewnij się, że kontrolka modułu Bluetooth miga, wskazując, że można go wyszukać i jest gotowy do sparowania.

1. Przejdź do ustawień telefonu Android > Bluetooth i wyszukaj moduł samochodowy Bluetooth. W naszym projekcie moduł to DSD TECH HC-05, hasło/pin to zwykle 1234 (jeśli nie, to 0000). Sparuj telefon z Androidem z HC-05.

2. Uruchom aplikację Bluetooth RC Car, przejdź do Ustawień (menu z ikoną koła zębatego), a następnie z menu opcji wybierz „Połącz z samochodem”. Jeśli wszystko jest w porządku, połączenie zostanie nawiązane (miganie Bluetooth przestanie działać), a duże czerwone kółko w lewym górnym rogu ekranu aplikacji zmieni kolor na zielony.

3. Umieść podwozie samochodu na cienkim, długim pudle na biurku, tak aby pudło znajdowało się pośrodku podwozia, a koła mogły się swobodnie obracać wokół niego. Przetestuj połączenie, dotykając każdego przycisku do przodu, do tyłu, w prawo i w lewo na ekranie aplikacji. Obejrzyj wideo, aby zobaczyć wizualizacje.

4. Jeśli wszystkie koła obracają się prawidłowo (np. przeciwnie do ruchu wskazówek zegara do przodu), umieść samochód na gładkiej powierzchni (marmur, winyl, drewno, NIE dywan) i jedź nim. Cieszyć się!

Krok 18: Jak to działa

Aplikacja Bluetooth RC Controller wysyła następujące polecenia (w postaci znaków) do samochodowego modułu bluetooth HC-05:

'F' iść naprzód

„B”, aby cofnąć się

„L”, aby skręcić w lewo

„R”, aby skręcić w prawo

„S”, aby zatrzymać samochód

Więcej poleceń, które możesz dodać do kodu Arduino, znajdziesz w Ustawieniach aplikacji.

Układ logiczny płyty Arduino odczytuje wejście Bluetooth HC-05 (ciągle w funkcji loop()), używając połączeń RX/TX i instruuje Motor Shield, aby przesunął silniki/koła w celu wykonania polecenia. Na przykład, aby skręcić w lewo, Arduino przesuwa silniki M1 i M2 do przodu, a silniki M3 i M4 do tyłu.