Robotové auto Arduino Bluetooth: 18 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Sestavte si své první robotické auto Arduino!

Nejkompletnější a nejkomplexnější vizuální pokyny krok za krokem pro stavbu vašeho prvního robotického automobilu Bluetooth s Arduino. Užívat si!

Krok 1: Přehled projektu

Podvozek robota obsahuje spodní rám, na kterém jsou připevněny motory pohánějící pneumatiky/kola. Motory jsou připojeny k poháněnému štítu pohonu motoru, který je připojen (ve stylu piggyback) k desce Arduino UNO. K desce Arduino je také připojen modul přijímače Bluetooth. Arduino je naprogramováno tak, aby přijímalo signály Bluetooth z aplikace pro Android a zapínalo/vypínalo motory, proto otáčela kola a pohybovala autem.

Krok 2: Metodika: Získejte, připravte se, sestavte

• Získejte komponenty: Shromážděte všechny komponenty předem a dokončete projekt.
• Příprava modulů: Připojte konektory ke všem modulům, které jsou vzájemně propojeny.
• Assemble Project: Pořadí sestavy k zajištění hladkého a snadného připojení.

Krok 3: Komponenty

• Deska Arduino Uno R3: Projekt používá Freenove UNO R3, ale bude to fungovat jakákoli deska kompatibilní s Arduino. Arduino obsahuje kód projektu, čte (zadává) signály Bluetooth z modulu Bluetooth a zapisuje (výstupní) signály na stínění motoru.
• L293D Motor Drive Shield: Projekt využívá rozšiřující desku Gikfun Motor Drive Shield L293D pro Arduino UNO. Štít motoru čte (vstupní) signály z desky Arduino a pohání (výstupní) serva, která otáčejí kola.
• Bezdrátové připojení Bluetooth HC-05: Projekt využívá sériový průchozí modul Bluetooth DSD-Tech HC-05. Modul Bluetooth přijímá (vstupní) signály Bluetooth z aplikace pro Android a odesílá (výstupní) signály na desku Arduino.
• Robot Car Kit: Kit obsahuje podvozek, motory, pneumatiky/kola, dráty, šrouby, matice atd. Základní sada obsahuje podvozek (možná 2), 4 motory, 4 kola a matice, šrouby, šrouby a 2 dráty na motor.
• Baterie: Dvě baterie: 9V pro desku Arduino a 4 AA jednotka pro Motorový štít. 9V baterie pohání Arduino a jednotka 4 AA baterií pohání štít motoru.
• Aplikace pro Android: aplikace Android Bluetooth RC pro odesílání signálů Bluetooth do auta robota. Aplikace ovládá pohyby auta robota (jděte dopředu, jděte dozadu, odbočte vlevo, odbočte vpravo).

Krok 4: Přípravy: Přehled

Robotické auto se obvykle prodává (eBay, Amazon, Banggood atd.) Buď jako základní sada (podvozek, motory, kola, matice, šrouby, dráty, ale žádné desky) nebo jako kompletní sada (s Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Baterie, montážní pokyny a volitelně další senzory). Sestava je stejná, pokud máte všechny součásti.

Krok 5: Motorové dráty

Každý motor musí být připojen ke 2 vodičům: uzemnění a napětí. Pro zajištění konzistence připojte (pájením nebo háčky) kladný napěťový vodič (červený) k hornímu konektoru motoru a záporný zemnicí vodič (černý, modrý nebo jakoukoli jinou barvu) ke spodnímu konektoru motoru.

Udělejte to PŘED montáží, každý motor samostatně. Pokud po montáži může být pájení spodního vodiče trochu složité (ale proveditelné!). Doporučuje se také pájet vodiče svisle (směřující nahoru, nikoli do stran), a poskytnout tak větší délku drátu, což usnadní připojení druhého konce k štítu motoru.

Krok 6: Dráty Bluetooth

Modul Bluetooth HC-05 potřebuje 4 vodiče:

RX & TX: Zásuvka (ze strany HC-05) do zástrčky (kolíkové vývody TX a RX štítu motoru).

VCC & GND: Female (ze strany HC -05) na Female (Motor Shield Servos + & - piny).

Krok 7: Vodiče stínění motoru

Motorový štít bude umístěn na desce Arduino (piggyback), takže jeho GPIO (piny) budou odpovídat desce Arduino pod ním. Nemůžeme, nebo nechceme, pájet kolíky desky Arduino přímo.

Potřebujeme tedy připájet 2kolíkový záhlaví k GPIO 0 a 1 na štít motoru (tedy připojení k pinům Arduino RX a TX, respektive dole). Ty se později připojí k pinům HC-05 Bluetooth TX a RX (tedy v opačném pořadí: Bluetooth RX k Arduino TX a Bluetooth TX k Arduino RX).

Krok 8: Logický kód Arduino

Arduino potřebuje k pohybu kol čtení vstupních signálů (Bluetooth) a zapisování výstupních příkazů do motorů. Kód lze zkopírovat z níže uvedeného pole do Arduino IDE na vašem počítači Mac/PC a poté nahrát na desku Arduino.

Kód potřebuje knihovnu AFMotor (AF = Ada Fruit). Toto je standardní knihovna a lze ji nainstalovat přímo z Arduino IDE (nejsou potřeba žádné externí odkazy). Přejděte na Sketch> Include Library> Manage Libraries, pak hledejte v Adafruit Motor Shield. Nainstalujte pro tento projekt verzi 1.0.1 (ne 2.0). Potom zkopírujte/vložte níže uvedený kód do nového souboru projektu IDE, ověřte a poté nahrajte. Jakmile je nahrávání úspěšné, odpojte desku Arduino (protože si zachová kód ve své paměti). Arduino je nyní připraveno jako samostatné zařízení.

Krok 9: Aplikace Android RC Arduino Bluetooth RC do auta

V telefonu Android přejděte do Obchodu Google Play a stáhněte si aplikaci Arduino Bluetooth RC Car. Aplikace se později po připojení k Arduino/Motor Shield spáruje s modulem Bluetooth HC-05. Aplikace vám umožní ovládat pohyby auta.

Krok 10: Baterie

Budete potřebovat 2 bateriové jednotky:

9V baterie se zaklapnutím baterie, která bude napájet desku Arduino.

Držák baterie 4xAA (nebo cokoli, co vaše souprava do auta potřebuje) napájí štít motoru. Dráty může být nutné zalisovat, aby se zajistilo, že bezpečně zapadnou do čepu štítu motoru.

Krok 11: Sestavení: Přehled

Pořadí montáže je důležité pro zajištění hladkého postupu k úspěšnému konci projektu. Tak, 1. Začněte s podvozkem (motory, kola)

2. Propojte štít motoru s deskou Arduino.

3. Propojte motory s motorovým štítem

4. Propojte modul Bluetooth HC-05 s motorovým štítem

Krok 12: Robot Car Kit

Souprava bude s největší pravděpodobností obsahovat montážní pokyny, ale obecně dodržují následující kroky:

1. Rozhodněte o přední a zadní části vozu (na fotografii vpředu směřuje nahoru, jako když jde dopředu z pohledu diváka).

2. Označte motory jako levý přední, levý zadní a pravý přední, pravý zadní. To má usnadnit připojení k levé a pravé straně štítu motoru.

3. Sestavte postupně každý motor, přičemž si všimněte umístění jako na fotografii (přední motory směřují dozadu, zadní motory směřují dopředu). Pro každý motor:

3.1 Umístěte motor na podvozek

3.2 Zajistěte držáky na každé straně

3.3 Přidejte šroub a matice a zajistěte motor na místě

3.4 Přidejte kodér rychlosti (černý/šedý kruh)

3.5 Připojte kolo k vnější straně motoru

Krok 13: Arduino a motorový štít

Motorový štít přenese desku Arduino. Umístěte štít motoru na vršek Arduina a zajistěte správné zarovnání kolíků: Piny Motor Shield 0 RX a 1 TX na čepy Arduino 0 RX a 1 TX.

Jemně zatlačte dolů, dokud nebudou 2 desky bezpečně zarovnány a spojeny. Až bude hotovo, Motor Shield LEFT bude nad vstupem 9V baterie Arduino.

Uprostřed šasi opravte malý prázdný box a nahoře umístěte kombo Arduino/Motor Shield (mírně nad motory).

Zajistěte, aby Bluetooth RX/TX směřoval k přední části vozu a 9V bateriový vstup Arduino nalevo od auta. Piny Motorového štítu M1 a M2 jsou nyní na levé straně vozu a kolíky M3 a M4 jsou nyní na pravé straně vozu.

Krok 14: Zapojení stínění motoru

Motorový štít má 4 konektory motoru: M1, M2 na levé straně a M3, M4 na pravé straně. Motor má záporný žlutý vodič a záporný červený vodič (viz foto). 1. kolík každého M je kolík směřující ven (např. M1/M4 1. kolík směřuje dopředu, M2/M3 1. kolík směřuje dozadu).

M1 spojuje levý přední motor: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M2 spojuje levý zadní motor: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M3 spojuje pravý zadní motor: 1. pin -ve, 2. pin +ve

M4 spojuje pravý přední motor: 1. kolík -2. kolík +ve

Správná připojení Mx jsou důležitá k zajištění toho, aby se kola společně otáčejí ve správném směru. Například, když se má auto pohybovat vpřed, všechna kola by se měla otáčet proti směru hodinových ručiček a zpětný chod platí pro pohyb vzad.

Krok 15: Zapojení Bluetooth HC-05

Modul Bluetooth HC -05 potřebuje 4 vodiče: připojení RX a TX k servům Arduino/Motor Shield TX & RX, GND & VCC a Motor Shield - & + piny. Na přední levé straně štítu motoru jsou 2 klastry po 3 pinech; je to druhý cluster (blíže k portu USB), který je třeba připojit, kolík úplně vlevo je -ve a nejvíce vpravo +ve).

Bluetooth RX (černý) -> Motorový štít 2kolíkový záhlaví 1 (TX)

Bluetooth TX (červený) -> Motorový štít 2kolíkový záhlaví 0 (RX)

Bluetooth GND (hnědý) -> - Serva (kolík úplně vlevo)

Bluetooth VCC (červený) -> + serva (kolík úplně vpravo)

Krok 16: Zapojení baterií

Upevněte (pomocí Blu Tack, oboustranné pásky nebo lepidla) 9V baterii na přední část auta. Připojte západku baterie ke vstupní zásuvce baterie Arduino 9V (na levé straně vozu). Zelená kontrolka Motorového štítu se rozsvítí na modulu Bluetooth (obvykle červeně) začne blikat (indikace připravenosti ke spárování).

Upevněte sadu 4 baterií AA na zadní část vozu. Připojte záporný (černý) a kladný (červený) vodič balení k vývodům baterie štítu motoru (2 modré piny směřující k zadní části auta). Pravý kolík označený GND se připojuje k černému vodiči, druhý levý kolík k červenému vodiči.

Krok 17: Testování a řízení

Auto je nyní připraveno! Aby se ale skutečně pohnul, musíme spárovat jeho modul Bluetooth s aplikací pro Android. Zkontrolujte, zda kontrolka modulu Bluetooth bliká, což znamená, že je možné jej vyhledávat a je připraveno ke spárování.

1. Přejděte do svého telefonu Android Nastavení> Bluetooth a vyhledejte modul Bluetooth do auta. V našem projektu je modul DSD TECH HC-05, heslo/pin je obvykle 1234 (pokud ne, pak 0000). Spárujte telefon Android s HC-05.

2. Spusťte aplikaci Bluetooth RC Car, přejděte do Nastavení (nabídka ikon ozubeného kola) a v nabídce Možnosti vyberte „Připojit k autu“. Pokud je vše v pořádku, připojení se vytvoří (blikání Bluetooth přestane) a velký červený kruh vlevo nahoře na obrazovce aplikace se změní na zelenou.

3. Umístěte šasi auta na tenkou dlouhou krabici na stole, aby byla skříňka uprostřed šasi a kola se kolem ní mohly volně otáčet. Otestujte připojení klepnutím na každé tlačítko Vpřed, Zpět, Vpravo a Vlevo na obrazovce aplikace. Podívejte se na video s vizuály.

4. Pokud se všechna kola správně otáčí (např. Proti směru hodinových ručiček vpřed), postavte auto na hladký povrch (mramor, vinyl, dřevo, NE koberec) a rozjeďte ho. Užívat si!

Krok 18: Jak to funguje

Aplikace Bluetooth RC Controller posílá do modulu bluetooth automobilu HC-05 následující příkazy (ve formě znaků):

'F' pro posun vpřed

'B' pro návrat zpět

'L' odbočit doleva

'R' odbočit vpravo

'S' pro zastavení auta

Další příkazy, které můžete přidat do kódu Arduino, najdete v Nastavení aplikace.

Logika desky Arduino čte vstup Bluetooth HC-05 (funkce nepřetržitě ve smyčce ()) pomocí připojení RX/TX a instruuje Motorový štít k pohybu motorů/kol k provedení příkazu. Například pro odbočení doleva pohne Arduino motory M1 a M2 dopředu a motory M3 a M4 dozadu.