Arduino Bluetooth Robot Car: 18 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

Costruisci la tua prima auto robot Arduino!

Le istruzioni visive passo-passo più complete e complete per costruire la tua prima auto robot Arduino Bluetooth. Divertiti!

Passaggio 1: panoramica del progetto

Il telaio di un'auto robotica contiene il telaio inferiore, sul quale sono fissati i motori che azionano i pneumatici/ruote. I motori sono collegati a un Motor Drive Shield alimentato che è collegato (stile piggyback) alla scheda Arduino UNO. Anche un modulo ricevitore Bluetooth è collegato alla scheda Arduino. L'Arduino è programmato per ricevere segnali Bluetooth da un'app Android e accendere/spegnere i motori, quindi ruotare le ruote e muovere l'auto.

Passaggio 2: Metodologia: ottenere, preparare, assemblare

• Ottieni componenti: raccogli tutti i componenti in anticipo per completare il progetto.
• Preparare i moduli: collegare i connettori a tutti i moduli collegati tra loro.
• Assemble Project: metti in sequenza l'assemblaggio per garantire connessioni fluide e facili.

Passaggio 3: componenti

• Scheda Arduino Uno R3: il progetto utilizza Freenove UNO R3, ma va bene qualsiasi scheda compatibile con Arduino. L'Arduino contiene il codice del progetto, legge i segnali Bluetooth (input) dal modulo Bluetooth e scrive i segnali (output) sullo scudo del motore.
• L293D Motor Drive Shield: il progetto utilizza la scheda di espansione Gikfun Motor Drive Shield L293D per Arduino UNO. Lo scudo del motore legge i segnali (in ingresso) dalla scheda Arduino e aziona i servi (in uscita) che fanno ruotare le ruote.
• Wireless Bluetooth HC-05: il progetto utilizza il modulo Pass-through seriale Bluetooth DSD-Tech HC-05. Il modulo Bluetooth riceve segnali Bluetooth (in ingresso) dall'app Android e invia segnali (in uscita) alla scheda Arduino.
• Kit per auto robot: il kit contiene un telaio, motori, pneumatici/ruote, cavi, viti, dadi, ecc. Un kit di base include un telaio (forse 2), 4 motori, 4 ruote e dadi, bulloni, viti e 2 cavi per motore.
• Batterie: Due batterie: una da 9V per la scheda Arduino e una da 4 AA per il Motor Shield. Una batteria da 9 V guida l'Arduino e un'unità di 4 batterie AA guida lo scudo del motore.
• App Android: app Android Bluetooth RC Controller per inviare segnali Bluetooth all'auto del robot. L'app controlla i movimenti dell'auto del robot (vai avanti, indietro, gira a sinistra, gira a destra).

Fase 4: Preparativi: Panoramica

L'auto robot viene solitamente venduta (eBay, Amazon, Banggood, ecc.) o come kit base (telaio, motori, ruote, dadi, bulloni, cavi ma NESSUNA scheda) o come kit completo (con Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Batterie, Istruzioni di montaggio e, opzionalmente, altri sensori). L'assemblaggio è lo stesso, purché tu abbia tutti i componenti.

Passaggio 5: cavi del motore

Ogni motore deve essere collegato a 2 fili: terra e tensione. Per coerenza, collegare (mediante saldatura o ganci) il filo di tensione positivo (rosso) al connettore del motore superiore e il filo di terra negativo (nero, blu o qualsiasi altro colore) al connettore del motore inferiore.

Fate questo PRIMA del montaggio, ogni motore individualmente. Se dopo il montaggio, saldare il collegamento del filo inferiore può essere un po' complicato (ma fattibile!). Si consiglia inoltre di saldare i fili verticalmente (rivolti verso l'alto, non lateralmente) in modo da fornire una maggiore lunghezza del filo rendendo più semplice il collegamento dell'altra estremità al Motor Shield.

Passaggio 6: cavi Bluetooth

Il modulo Bluetooth HC-05 necessita di 4 fili:

RX e TX: da femmina (dal lato HC-05) a maschio (pin di testata Motor Shield TX e RX).

VCC e GND: da femmina (dal lato HC-05) a femmina (pin + e - servomotore Shield).

Passaggio 7: fili dello schermo del motore

Il Motor Shield siederà sopra la scheda Arduino (piggyback), quindi i suoi GPIO (pin) corrisponderanno alla scheda Arduino sottostante. Non possiamo, o non vogliamo, saldare direttamente i pin della scheda Arduino.

Quindi, dobbiamo saldare un'intestazione a 2 pin a GPIO 0 e 1 sul Motor Shield (quindi collegandoti ai pin Arduino RX e TX, rispettivamente, sotto). Questi si collegheranno in seguito ai pin HC-05 Bluetooth TX e RX (quindi, in ordine inverso: Bluetooth RX su Arduino TX e Bluetooth TX su Arduino RX).

Passaggio 8: codice logico Arduino

L'Arduino deve leggere i segnali di input (Bluetooth) e scrivere i comandi di output sui motori per muovere le ruote. Il codice può essere copiato e incollato dalla casella sottostante nell'IDE Arduino sul tuo Mac/PC, quindi caricato sulla scheda Arduino.

Il codice necessita della libreria AFMotor (AF = Ada Fruit). Questa è una libreria standard e può essere installata direttamente dall'IDE Arduino (non sono necessari collegamenti esterni). Naviga in Schizzo > Includi libreria > Gestisci librerie, quindi cerca da Adafruit Motor Shield. Installa la versione 1.0.1 (non 2.0) per questo progetto. Quindi copia/incolla il codice sottostante in un nuovo file di progetto IDE, Verifica quindi Carica. Una volta che il caricamento è andato a buon fine, scollegare la scheda Arduino (in quanto manterrà il codice nella sua memoria). L'Arduino è ora pronto come dispositivo autonomo.

Passaggio 9: app Android Arduino Bluetooth RC per auto

Su un telefono Android, accedi a Google Play Store e scarica l'app Arduino Bluetooth RC Car. L'app si accoppierà in seguito con il modulo Bluetooth HC-05 una volta collegata ad Arduino/Motor Shield. L'app ti permetterà di controllare i movimenti dell'auto.

Passaggio 10: batterie

Avrai bisogno di 2 unità batteria:

Una batteria da 9V con batteria a scatto che alimenterà la scheda Arduino.

Un supporto per batterie 4xAA (o qualunque cosa necessiti il tuo Robot Car Kit) per alimentare il Motor Shield. Potrebbe essere necessario crimpare i fili per assicurarsi che si adattino saldamente al pin Motor Shield.

Passaggio 11: montaggio: panoramica

La sequenza di assemblaggio è importante per garantire un avanzamento regolare per il successo del progetto. Così, 1. Inizia con il telaio (motori, ruote)

2. Collega il Motor Shield alla scheda Arduino.

3. Collegare i motori allo scudo motore

4. Collegare il modulo Bluetooth HC-05 al Motor Shield

Passaggio 12: kit per auto robot

Il kit avrà molto probabilmente le istruzioni di montaggio, ma generalmente aderiscono ai seguenti passaggi:

1. Decidi la parte anteriore e posteriore dell'auto (nella foto, la parte anteriore è rivolta verso l'alto come nell'andare avanti dalla prospettiva dello spettatore).

2. Contrassegnare i motori come anteriore sinistro, posteriore sinistro e anteriore destro, posteriore destro. Questo per facilitare i collegamenti ai lati sinistro e destro dello scudo motore.

3. Assemblare ogni motore a turno, annotando il posizionamento come in foto (i motori anteriori sono rivolti all'indietro, i motori posteriori sono rivolti in avanti). Per ogni motore:

3.1 Posizionare il motore sul telaio

3.2 Fissare con le staffe su ciascun lato

3.3 Aggiungere la vite e i dadi e fissare per fissare il motore in posizione

3.4 Aggiungere l'encoder di velocità (cerchio nero/grigio)

3.5 Fissare la ruota sul lato esterno del motore

Passaggio 13: Arduino e protezione motore

Il Motor Shield eseguirà sulle spalle la scheda Arduino. Posiziona il Motor Shield sopra Arduino assicurando il corretto allineamento dei pin: I pin Motor Shield 0 RX e 1 TX sopra i pin Arduino 0 RX e 1 TX.

Spingere delicatamente verso il basso fino a quando le 2 schede non sono allineate e collegate saldamente. Al termine, il Motor Shield LEFT si troverà sopra l'ingresso della batteria Arduino 9V.

Fissa una piccola scatola vuota al centro dello chassis e posiziona la combinazione Arduino/Motor Shield sopra (leggermente sopra i motori).

Assicurati che il Bluetooth RX/TX sia rivolto verso la parte anteriore dell'auto e che l'ingresso della batteria Arduino da 9 V sia a sinistra dell'auto. I pin M1 e M2 di Motor Shield sono ora a sinistra dell'auto e i pin M3 e M4 sono ora a destra dell'auto.

Passaggio 14: cablaggio dello schermo del motore

Il Motor Shield ha 4 connettori motore: M1, M2 sul lato sinistro e M3, M4 sul lato destro. Il motore ha un filo giallo -ve e un filo rosso +ve (vedi foto). Il primo perno di ogni M è il perno rivolto verso l'esterno (ad es. il primo perno M1/M4 è rivolto verso la parte anteriore, il primo perno M2/M3 è rivolto verso il retro).

M1 collega il motore anteriore sinistro: 1° pin -ve, 2° pin +ve

M2 collega il motore posteriore sinistro: 1° pin -ve, 2° pin +ve

M3 collega il motore posteriore destro: 1° pin -ve, 2° pin +ve

M4 collega il motore anteriore destro: 1° pin -ve, 2° pin +ve

I corretti collegamenti Mx sono importanti per garantire che le ruote ruotino insieme nella direzione corretta. Ad esempio, quando l'auto deve andare avanti, tutte le ruote devono ruotare in senso antiorario e il contrario è vero per il movimento all'indietro.

Passaggio 15: cablaggio Bluetooth HC-05

Il modulo Bluetooth HC-05 necessita di 4 fili: RX e TX si collegano ad Arduino/Motor Shield TX e RX, GND e VCC a Motor Shield Servos - e + pin. Sul lato anteriore sinistro del Motor Shield ci sono 2 cluster di 3 pin ciascuno; è il secondo cluster (più vicino alla porta USB) che deve essere collegato, il pin più a sinistra è -ve e quello più a destra è +ve).

Bluetooth RX (nero) -> Motor Shield 2-Pin Header 1 (TX)

Bluetooth TX (rosso) -> Motor Shield 2-Pin Header 0 (RX)

Bluetooth GND (marrone) -> - Servi (pin più a sinistra)

Bluetooth VCC (rosso) -> + Servi (pin più a destra)

Passaggio 16: cablaggio delle batterie

Fissare (usando Blu Tack, nastro biadesivo o colla) la batteria da 9V alla parte anteriore dell'auto. Collega lo snap della batteria alla presa di ingresso della batteria Arduino 9V (sul lato sinistro dell'auto). La luce verde di Motor Shield si accenderà sul modulo Bluetooth (di solito la luce rossa) inizierà a lampeggiare (indicando che è pronto per l'accoppiamento).

Fissare il pacco batterie 4 AA sul retro dell'auto. Collegare i fili negativo (nero) e positivo (rosso) del pacco batteria ai pin della batteria Motor Shield (2 pin blu rivolti verso la parte posteriore dell'auto). Il pin destro contrassegnato GND si collega al filo nero, l'altro pin sinistro al filo rosso.

Passaggio 17: test e guida

L'auto ora è pronta! Ma per farlo muovere davvero, dobbiamo accoppiare il suo modulo Bluetooth con l'app Android. Assicurati che la spia del modulo Bluetooth lampeggi on/off indicando che è ricercabile e pronto per l'accoppiamento.

1. Vai alle Impostazioni del tuo telefono Android > Bluetooth e cerca il modulo Bluetooth dell'auto. Nel nostro progetto, il modulo è DSD TECH HC-05, la password/pin è solitamente 1234 (in caso contrario, 0000). Associa il telefono Android all'HC-05.

2. Avviare l'app Bluetooth RC Car, accedere a Impostazioni (menu con l'icona a forma di ingranaggio), quindi dal menu Opzioni selezionare "Connetti all'auto". Se tutto va bene, la connessione viene stabilita (il lampeggio del Bluetooth si interrompe) e il grande cerchio rosso in alto a sinistra della schermata dell'app diventerà verde.

3. Posiziona il telaio dell'auto sopra una scatola lunga e sottile sulla scrivania, in modo che la scatola si trovi al centro del telaio e le ruote possano ruotare liberamente attorno ad essa. Prova la connessione toccando ciascun pulsante Avanti, Indietro, Destra e Sinistra nella schermata dell'app. Guarda il video per le immagini.

4. Se le ruote girano tutte correttamente (ad esempio in senso antiorario per andare avanti), posizionare l'auto su una superficie liscia (marmo, vinile, legno, NON moquette) e guidare l'auto. Divertiti!

Passaggio 18: come funziona

L'app Bluetooth RC Controller invia i seguenti comandi (sotto forma di caratteri) al modulo bluetooth dell'auto HC-05:

'F' per andare avanti

'B' per tornare indietro

'L' per girare a sinistra

'R' per girare a destra

'S' per fermare la macchina

Fare riferimento alle Impostazioni dell'app per ulteriori comandi che è possibile aggiungere al codice Arduino.

La logica della scheda Arduino legge l'ingresso Bluetooth HC-05 (continuamente nella funzione loop()), utilizzando le connessioni RX/TX, e istruisce il Motor Shield a muovere i motori/ruote per eseguire il comando. Ad esempio, per girare a sinistra l'Arduino sposta i motori M1 e M2 in avanti e i motori M3 e M4 indietro.