Carro Robô Controlado Por Bluetooth: 10 Passos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:35

Um dos projetos mais ambiciosos para se fazer com Arduino é a construção de um carro robô, para mim foi que me incentive a estudar mais sobre o Arduino, na internet é possível encontrar diversas formas de construir um seja um seguidor de linha, de 2 rodas ou um totalmente autônomo e etc…, são infinitas possibilidades de montagem e existe muitos projetos já prontos, porem muitos não era da forma que eu queria, o funcionamento não era tão eficaz ou possuía uma programação muito complicada, e depois de muita pesquisa, quebrar cabeça diversas vezes e conseguir no final das contas montar um da forma que eu queria e com isso decidi mostrar em forma de um artigo como construir um.

Etapa 1: Materiais E Métodos

Para preparação do projeto, pesquisei diversas formas de

como construir um carro robô de 4 rodas utilizando a menor quantidade de cabos e componentes, sem que perdesse a eficiência, para isso cheguei nesta lista de itens.

- 1 Arduino Mega 2560

- 1 blindagem do motor L293D

- 6 resistores (4x de 220 ohms, 1x de 1k e de 2k)

- 1 módulo Bluetooth HC-05

- Jumpers Diversos

- 1 campainha

- 4 leds

- 4x pilhas AA e 1 de 9 volts (depois do fim do projeto, eu troquei por baterias 18650, o qual o resultado foi muito mais satisfatório)

- 1 chassi 4WD

- 1 mini protoboard

-1x conector conector com conexão para pilha 9V

Etapa 2: Chassi

Para uma estrutura de montagem utilizando um chassis 4WD, o qual é facilmente encontrado na Ali Express, Dx Extreme, Wish, Mercado Livre e etc. a connection no Shield, a montagem é bem simples também, pode ser usado qualquer chassis 4wd.

Etapa 3: Uno Mega 2560

Na montagem utilizei o Arduino Mega, mas tem como utilizar o Uno R3 usando um esquema de usar o CI L293D na protoboard mas iria ficar muito poluído o projeto, por isso optei por usar o Mega por possui mais entradas e saídas, e também diminuindo consideravelmente a quantidade de cabos utilizados.

Etapa 4: Motor Drive L293D

Para o controle dos motores utilizei o Motor Driver L293D, ele é uma das melhores opções para controlar 4 motores DC ao mesmo tempo, ele possui um encaixe para pinos barra para usar 5V, GND e I / Os para o projeto não é necessário soldar esses pinos, mas eu prefiro usar para ficar mais fácil a montagem. Lembrando que no projeto utiliza uma fonte externa para alimentar o escudo para poder controlar os motores corretamente, por isso deve se retirar o jumper existente na placa

Etapa 5: Bluetooth HC-05

O módulo de controle usado é o HC-05 além da montagem ser bastante simplificada é muito fácil de ser usado sem a necessidade de bibliotecas, por se comunicar pela porta serial, ele tem um ótimo alcance. Para a alimentação do módulo é usado ou 5V do Arduino, para uma operação do mesmo é necessário usar um divisor de tensão pois ele opera em 3, 3Volts, na parte ligação é explicado melhor esse divisor

Etapa 6: LEDs

Para o circuito de luzes, é usado 4 Leds, para a ligação no Arduino o pino anodo do led é ligado ao resistor de 220oms e a saída do resistor vai para uma saída do Arduino, outra ponta é ligada no GND, para o sistema foi soldado jumpers e corrigidos os leds no chassis do carro

Etapa 7: Ligação

Os chassis do mercado ja vem com varias aberturas para encaixes, para dar facilitação para passar os cabos dos motores para que fiquem melhores de serem ligados no shield já encaixado no Arduino, os Leds dá para deixar encaixado 2 na frente e 2 atras, eu preferi soldar jumpers nos leds para terem acesso conforme o Arduino, mas também dá para usar jumpers do tipo Fêmea-Macho.

Para facilitar o projeto, separe uma trilha na mini protoboard para as ligações de 5V e GND. Seguindo o exemplo da ligação do led, repita para os demais leds, eles serão ligados nas datas 22, 23, 24, 25 do Arduino. Como processar pouco importam, você pode inserir da forma que achar melhor, só lembrando de alterar no código

o buzzer possui uma ligação simples o polo positivo na saída 26 do Arduino e o negativo no GND

Para a ligação do módulo HC-05, apenas seguir o exemplo da figura, lembrar de usar o mesmo GND para todos os componentes e uma ligação cruzada do TX-RX no Arduino, utilize o TX1 e RX1 do Arduino. (RX => TX / TX => RX / GND => GND e VCC => 5V) conforme a figura anexada neste tópico

Com o escudo devidamente encaixado no Arduino, lembre-se de retirar o jumper existente sem escudo L293D pois irá utilizar uma fonte externa para alimentação do módulo, a ligação dos motores é feita nos bornes existentes na placa, M1, M2, M3 e M4 (isso depende muito do fabricante) o suporte de pilhas do chassi pode ser ligado no borne de alimentação externa do shield ou EXT_PWR.

Para alimentação do Shield e do Arduino é possível inserir uma chave liga / desliga para facilitar o uso do carro.

Etapa 8: Aplicativo Bluetooth RC CAR

Para controle do carro robô, encontrei o aplicativo Bluetooth RC Car, o que é um dos aplicativos mais completos para este tipo de controle, em suas configurações é definido quais são os caracteres que ele envia via Bluetooth para o Arduino, sendo assim é possível inserir mais variáveis para o projeto que são facilmente programáveis na IDE

Etapa 9: Codigo

A programação foi elaborada de uma forma que ficasse simples, lembrando que para o controle dos motores é necessário utilizar uma biblioteca AFmotor.h, que é facilmente encontrada no gerenciador de bibliotecas do IDE do Arduino.

No inicio do programa incluímos uma biblioteca AFmotor.h, declaramos aonde estão ligados os motores.

Em seguida declaramos funções para os movimento dos motores (avançar, retroceder, esquerda e direita). a vantagem de usar funções que está consideravelmente do tamanho do programa e melhora do processamento do mesmo. em seguida declaramos também os periféricos que iremos utilizar, os leds e o buzzer, indicando qual porta eles estão conectados. No void setup, configuramos o modo de operação das variáveis sendo como saída e taxa de comunicação da porta serial, no void loop se inicia configurando uma porta serial para comunicação com o módulo HC-05, para o comando dos motores e led para caracteres utilizados que já são definidos pelo app, (é possível acessar as configurações do aplicativo e verificar todos os caracteres que ele envia via bluetooth). o funcionamento do programa ocorre da seguinte forma: ao selecionar um comando no aplicativo ele envia para o Arduino, e então interpreta qual comando foi selecionado com isso ele executa a ação, é importante estudar bem o código, que você conseguira entender bem como funciona o comando de motores no Arduino

Etapa 10: Iniciando O Carro

Apos gravar o programa no Arduino, colocar o adaptador JACK 9V para alimentação do Arduino, com isso é possível verificar pelo led do módulo se o mesmo está ligado, o próximo passo consiste em parear o módulo HC-05 com o Smartphone, se pedir a senha normalmente é 1234. Feito isso iniciamos o aplicativo Bluetooth RC Car, nas configurações do aplicativo conectamos ao carro procurando pelo módulo, se tudo estiver ok, a indicação no canto da tela passará a ficar verde fixa, com isso você já terá os comandos dos motores, caso alguns dos motores rodando em sentido contrário só realizar uma inversão da ligação nos bornes do escudo, pelo aplicativo também é possível utilizar uma função do acelerômetro. Esse projeto foi elaborado de uma forma que o ficasse simples uma montagem de um carro robô, sendo assim fica mais fácil inserir novas variáveis para o projeto, para demais configurações só verificar as funções do aplicativo onde existe todas as funções dos botões e inserir no programa do Arduino.