Robot Bluetooth: 4 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

AUTO ROBOT BLUETOOTH ARDUINO

Data del progetto: agosto 2018

Attrezzatura del progetto:

1. 1 * Piattaforma di base personalizzata.

2. 4 * Motore CC + ruote.

3. 3 * 18650 batterie con 3 portabatterie e 2 * 18650 batterie con 2 portabatterie.

4. 2 * Interruttori a bilanciere.

5. 2 * Luci a LED rosse con resistori da 220K in serie

6. 1 * kit contenente: 2 servomotori SG90 + 1 servo staffa a 2 assi.

7. 1 * Arduino Uno R3

8. 1 * Scudo sensore Arduino V5

9. Driver motore passo-passo CC a doppio ponte 1 * L298N

10.1 * Modulo ad ultrasuoni HC-SR04

11. 1 * 8 strisce led neo pixel ws2812b ws2812 striscia led intelligente RGB

12.1 * Modulo Bluetooth BT12 BLE 4.0

13. Display a 4 cifre con tensione 1 * 12V

14. Display LCD 1 * 1602 più modulo adattatore interfaccia seriale IIC

15. Colla a caldo, distanziali M3, viti, rondelle.

16. Cavi per ponticelli maschio-femmina da 10 cm e 15 cm.

17. Filo normale da 1 mm di circa 50 cm.

18. Strumenti tra cui: saldatore, cacciaviti e pinze in miniatura

19. Cavo da USB a Arduino.

PANORAMICA

Questo è il secondo progetto basato su Arduino che ho presentato a Instructables, tuttavia il robot descritto di seguito è il quarto robot che ho costruito. Questo robot si basa su una versione precedente basata su WiFi, questa nuova versione ha comunicazioni sia WiFi che Bluetooth. Il WiFi per consentire alla fotocamera di trasmettere video direttamente sull'app Android. e il Bluetooth per fornire un controllo semplice del robot. Il codice Arduino ascolta i comandi Bluetooth, li riceve, decodifica il comando, agisce sul comando e infine restituisce un messaggio di risposta all'app Android. confermando che il comando è stato eseguito. Oltre a questo feedback sull'app Android. il robot ripete i comandi anche sul proprio display LCD 16x2 righe.

La mia filosofia quando costruisco i robot è garantire che non solo funzionino nel modo richiesto, ma anche che abbiano un aspetto esteticamente corretto con linee pulite e buoni metodi di costruzione. Ho utilizzato una serie di risorse basate su Internet sia per l'elettronica che per il codice Arduino e per questo offro i miei ringraziamenti a quei contributori.

La scelta delle batterie 18650 si è basata sulla loro potenza nominale e sulla facilità di ottenere batterie di seconda mano di buona qualità solitamente da vecchi laptop. La scheda Arduino è un clone standard, così come il controller del motore Dual Bridge L298N. I motori CC sono adeguati per il progetto, ma ho ritenuto che i motori CC da 6 V più grandi con azionamento diretto avrebbero funzionato meglio, essendo questo un possibile aggiornamento futuro del progetto.

Passaggio 1: diagramma di Fritzing

Il diagramma di Fritzing mostra i vari collegamenti dalle batterie, tramite l'interruttore bipolare, all'Arduino Uno. Dall'Arduino Uno al driver del motore L298N, display LCD 16X2, Bluetooth BT12, trasmettitore e ricevitore sonico HC-SR04, servi per fotocamera e trasmettitore sonico, e infine dall'L298N ai motori DC.

Nota: il diagramma di Fritzing non mostra nessuno dei cavi GND

Fase 2: Costruzione

COSTRUZIONE

La costruzione di base consisteva in una singola base 240 mm x 150 mm x 5 mm con fori per i distanziatori M3, fori per i supporti L298N, MPU-6050 e Arduino Uno. Un singolo foro da 10 mm è stato praticato nella base per consentire cavi di controllo e cavi di alimentazione. Utilizzando distanziatori da 10 mm, il driver del motore LCD, Arduino Uno e L298N è stato collegato e cablato secondo lo schema sopra.

I motori DC sono stati montati sulla piastra inferiore utilizzando colla a caldo. Dopo essere stati saldati, i fili di ciascun motore sono stati collegati ai connettori sinistro e destro del driver del motore L298N. Il ponticello del driver del motore L298 è stato installato in modo da poter fornire un'alimentazione a 5 V per la scheda Arduino Uno. Successivamente i portabatterie 18650 sono stati incollati sul lato inferiore della base e cablati tramite un interruttore a due poli all'Arduino Uno e agli ingressi 12V e Ground del driver del motore L298.

I cavi del servo della telecamera erano collegati ai pin 12 e 13, il cavo del servo HC-SR04 era collegato al pin 3. I pin 5, 6, 7, 8, 9 e 11 erano collegati al driver del motore L298N. Il modulo Bluetooth BT12 è stato collegato ai pin out Bluetooth Arduino Sensor Shield V5, VCC, GND, TX e RX, con i cavi TX e RX invertiti. Il set di pin URF01 è stato utilizzato per collegare i pin HC-SR04, VCC, GND, Trig ed Echo, mentre il set di pin IIC è stato utilizzato per collegare i pin LCD VCC, GND, SCL e SCA. Infine, gli 8 pin del set di luci LED VCC, GND e DIN sono stati collegati al Pin 4 e ai pin VCC e GND associati.

Poiché entrambi i pacchi batteria e i loro interruttori di alimentazione erano montati sotto la base, un singolo LED rosso e una resistenza da 220K sono stati aggiunti in parallelo con l'interruttore di alimentazione in modo che si illumini quando l'interruttore di alimentazione è stato acceso.

Le foto allegate mostrano le fasi di costruzione del robot a partire dal fissaggio dei distanziatori M3 all'Arduino Uno e all'L298N, quindi entrambi questi elementi sono fissati alla base. Ulteriori distanziatori M3 vengono utilizzati insieme alla piastra di ottone per costruire una piattaforma su cui sono montati l'HC-SR04 e i servi della fotocamera. Altre foto mostrano il cablaggio e la costruzione dei motori, dei portabatterie e della striscia luminosa Neo pixel.

Passaggio 3: codifica Arduino e Android

Codifica ARDUINO:

Utilizzando il software di sviluppo Arduino 1.8.5 il seguente programma è stato modificato e poi scaricato sulla scheda Arduino Uno tramite connessione USB. È stato necessario trovare e scaricare i seguenti file di libreria:

· LMotorController.h

· Wire.h

· LiquidCrystal_IC2.h

· Servo.h

· NewPing.h

· Adafruit_NeoPixel

(Tutti questi file sono disponibili dal sito web

La foto sopra mostra una semplice correzione per consentire il download del codice Arduino sulla scheda Arduino Uno. Mentre il modulo BT12 era collegato ai pin TX e RX, il programma di download falliva sempre, quindi ho aggiunto una semplice connessione di interruzione sulla linea TX che è stata interrotta durante il download del codice e quindi rifatta per testare le comunicazioni BT12. Una volta che il robot è stato completamente testato, ho rimosso questo collegamento fragile.

Il file del codice sorgente di Arduino e Android si trova alla fine di questa pagina

Codifica ANDROID:

Utilizzando Android Studio build 3.1.4. e con l'aiuto di molte fonti di informazioni Internet, per le quali ringrazio, ho sviluppato un'App che consente all'utente di selezionare e connettersi a una fonte WiFi per la telecamera e una fonte Bluetooth per controllare le azioni del Robot. L'interfaccia utente è mostrata sopra e i due collegamenti seguenti mostrano il video del robot e della telecamera in azione. La seconda schermata mostra le opzioni di scansione e connessione WiFi e Bluetooth, questa schermata controllerà anche che l'App disponga delle autorizzazioni necessarie per accedere sia alla rete WiFi che alla rete e ai dispositivi Bluetooth. L'App può essere scaricata tramite il link sottostante, tuttavia non posso garantire che funzionerà su qualsiasi altra piattaforma eccetto un Samsung 10.5 Tab 2. Attualmente l'App presuppone che il dispositivo Bluetooth si chiami "BT12". L'app per Android invia semplici comandi di un carattere al robot ma riceve in cambio stringhe di conferma dei comandi.

Passaggio 4: per concludere

Il video di You Tube del funzionamento di base del robot può essere visto su:

Il video di You Tube della prevenzione degli ostacoli del robot può essere visto su:

Cosa ho imparato:

La comunicazione Bluetooth è sicuramente il metodo migliore per controllare il robot, anche con la portata massima di 10 m che ha il BT12. L'uso delle batterie 18650, un set per alimentare i motori e un secondo set per alimentare Arduino, shield, servi, BT12 e LCD aiuta notevolmente a prolungare la durata della batteria. Sono rimasto impressionato dalla striscia luminosa NEO Pixel, i LED RGB sono luminosi e facili da controllare, così come il modulo Bluetooth BT12 che ha funzionato perfettamente da quando è stato ricevuto.

Qual è il prossimo:

Questo progetto ha sempre riguardato l'uso delle comunicazioni Bluetooth. Ora che ho un modello funzionante e posso controllare il robot tramite l'app Android sono pronto per iniziare il prossimo progetto che sarà il più complesso che ho tentato, vale a dire un sei gambe, 3 DOM per gamba, Hexapod che sarà controllato da Bluetooth ed essere in grado di trasmettere video in tempo reale tramite la sua testa che sarà essa stessa in grado di muoversi verticalmente e orizzontalmente. Mi aspetto anche che il robot eviti gli ostacoli.