Carro Robô Arduino Bluetooth: 18 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:36

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Etapa 1: Visão geral do projeto

Um chassi de carro robô contém a estrutura inferior, sobre a qual os motores que acionam os pneus / rodas são fixados. Os motores são conectados a um Motor Drive Shield energizado que é conectado (tipo piggyback) à placa Arduino UNO. Um módulo receptor Bluetooth também está conectado à placa Arduino. O Arduino está programado para receber sinais Bluetooth de um aplicativo Android e ligar / desligar os motores, girando as rodas e movimentando o carro.

Etapa 2: Metodologia: Obter, Preparar, Montar

• Obter componentes: reúna todos os componentes antecipadamente para concluir o projeto.
• Preparar Módulos: Anexe conectores a todos os módulos que estão interligados.
• Projeto de montagem: sequencie a montagem para garantir conexões suaves e fáceis.

Etapa 3: Componentes

• Placa Arduino Uno R3: O projeto usa Freenove UNO R3, mas qualquer placa compatível com Arduino serve. O Arduino contém o código do projeto, lê (entrada) sinais Bluetooth do módulo Bluetooth e grava (saída) sinais para o escudo do motor.
• L293D Motor Drive Shield: O projeto usa placa de expansão Gikfun Motor Drive Shield L293D para Arduino UNO. A blindagem do motor lê (entrada) sinais da placa Arduino e aciona servos (saída) que giram as rodas.
• HC-05 Bluetooth Wireless: O projeto usa o Módulo Bluetooth Serial Pass-Through DSD-Tech HC-05. O módulo Bluetooth recebe (entrada) sinais Bluetooth do aplicativo Android e envia sinais (saída) para a placa Arduino.
• Robot Car Kit: O kit contém um chassi, motores, pneus / rodas, fios, parafusos, porcas, etc. Um kit básico inclui um chassi (talvez 2), 4 motores, 4 rodas e porcas, parafusos, parafusos e 2 fios por motor.
• Baterias: Duas baterias: uma de 9 V para a placa Arduino e uma unidade de 4 AA para o Motor Shield. Uma bateria de 9 V aciona o Arduino e uma unidade de 4 baterias AA aciona a blindagem do motor.
• Aplicativo Android: aplicativo Controlador RC Bluetooth Android para enviar sinais Bluetooth para o carro robô. O aplicativo controla os movimentos do carro robô (vá para frente, vá para trás, vire à esquerda, vire à direita).

Etapa 4: Preparações: Visão geral

O carro robô geralmente é vendido (eBay, Amazon, Banggood, etc.) como um kit básico (chassis, motores, rodas, porcas, parafusos, fios, mas SEM placas) ou um kit completo (com Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Baterias, instruções de montagem e, opcionalmente, outros sensores). A montagem é a mesma, desde que você tenha todos os componentes.

Etapa 5: Fios do motor

Cada motor deve ser conectado a 2 fios: terra e tensão. Para consistência, conecte (por meio de solda ou ganchos) o fio de tensão positivo (vermelho) ao conector superior do motor e o fio terra negativo (preto, azul ou qualquer outra cor) ao conector inferior do motor.

Faça isso ANTES da montagem, cada motor individualmente. Após a montagem, soldar a conexão do fio inferior pode ser um pouco complicado (mas factível!). Também é aconselhável soldar os fios verticalmente (apontando para cima, não para os lados), proporcionando assim mais comprimento do fio, tornando mais fácil conectar a outra extremidade à blindagem do motor.

Etapa 6: fios Bluetooth

O módulo Bluetooth HC-05 precisa de 4 fios:

RX e TX: Fêmea (do lado HC-05) para Macho (pinos de cabeçalho do Motor Shield TX e RX).

VCC e GND: Fêmea (do lado HC-05) para Fêmea (Servos de proteção do motor + e - pinos).

Etapa 7: Fios de blindagem do motor

O Motor Shield ficará na parte superior da placa Arduino (nas costas), de modo que seus GPIOs (pinos) corresponderão à placa Arduino abaixo dela. Não podemos ou não queremos soldar os pinos da placa Arduino diretamente.

Portanto, precisamos soldar um cabeçote de 2 pinos no GPIO 0 e 1 na blindagem do motor (conectando assim aos pinos do Arduino RX e TX, respectivamente, abaixo). Posteriormente, eles se conectarão aos pinos HC-05 Bluetooth TX e RX (portanto, na ordem inversa: Bluetooth RX para Arduino TX e Bluetooth TX para Arduino RX).

Etapa 8: Código Lógico do Arduino

O Arduino precisa ler sinais de entrada (Bluetooth) e escrever comandos de saída para os motores para mover as rodas. O código pode ser copiado e colado da caixa abaixo no IDE do Arduino em seu Mac / PC e, em seguida, carregado na placa do Arduino.

O código precisa da biblioteca AFMotor (AF = Ada Fruit). Esta é uma biblioteca padrão e pode ser instalada diretamente do Arduino IDE (sem a necessidade de links externos). Navegue Sketch> Incluir Biblioteca> Gerenciar Bibliotecas e, em seguida, pesquise em Adafruit Motor Shield. Instale a versão 1.0.1 (não 2.0) para este projeto. Em seguida, copie / cole o código abaixo em um novo arquivo de projeto IDE, verifique e carregue. Assim que o upload for bem-sucedido, desconecte a placa Arduino (pois ela manterá o código em sua memória). O Arduino agora está pronto como um dispositivo autônomo.

Etapa 9: app Android Arduino Bluetooth RC Car

Em um telefone Android, navegue até a Google Play Store e baixe o aplicativo Arduino Bluetooth RC Car. O aplicativo posteriormente será emparelhado com o módulo Bluetooth HC-05, uma vez conectado ao Arduino / Motor Shield. O aplicativo permitirá que você controle os movimentos do carro.

Etapa 10: baterias

Você precisará de 2 unidades de bateria:

Uma bateria de 9V com bateria que irá alimentar a placa Arduino.

Um suporte de bateria 4xAA (ou o que quer que seu Robot Car Kit precise) para alimentar o Motor Shield. Os fios podem precisar ser crimpados para garantir que eles se encaixem no pino da blindagem do motor com segurança.

Etapa 11: Montagem: Visão geral

A sequência de montagem é importante para garantir um bom andamento até o término bem-sucedido do projeto. Então, 1. Comece com o chassi (motores, rodas)

2. Conecte o Motor Shield à placa Arduino.

3. Ligue os motores ao escudo do motor

4. Ligue o módulo HC-05 Bluetooth ao Motor Shield

Etapa 12: Kit Robot Car

O kit provavelmente terá instruções de montagem, mas geralmente seguem as seguintes etapas:

1. Decida sobre a Frente e a Parte de Trás do carro (na foto, Frente está apontando para cima como se estivesse avançando da perspectiva do observador).

2. Marque os motores como dianteiro esquerdo, traseiro esquerdo e dianteiro direito, traseiro direito. Isso é para facilitar as conexões para os lados esquerdo e direito da blindagem do motor.

3. Monte cada motor por vez, observando a colocação como na foto (os motores dianteiros estão voltados para trás, os motores traseiros estão voltados para frente). Para cada motor:

3.1 Coloque o motor no chassi

3.2 Prenda com os suportes de cada lado

3.3 Adicione o parafuso e as porcas e aperte para fixar o motor no lugar

3.4 Adicione o codificador de velocidade (círculo preto / cinza)

3.5 Prenda a roda no lado externo do motor

Etapa 13: Arduino e proteção do motor

O Motor Shield irá colocar a placa Arduino nas costas. Coloque a blindagem do motor na parte superior do Arduino garantindo o alinhamento correto dos pinos: Os pinos da blindagem do motor 0 RX e 1 TX na parte superior dos pinos do Arduino 0 RX e 1 TX.

Empurre suavemente para baixo até que as 2 placas estejam firmemente alinhadas e conectadas. Quando terminar, o Motor Shield LEFT ficará no topo da entrada da bateria do Arduino 9V.

Fixe uma pequena caixa vazia no meio do chassi e posicione o combo Arduino / Motor Shield no topo (um pouco acima dos motores).

Certifique-se de que o Bluetooth RX / TX esteja voltado para a frente do carro e a entrada da bateria do Arduino 9V à esquerda do carro. Os pinos do Motor Shield M1 e M2 agora estão à esquerda do carro e os pinos M3 e M4 agora estão à direita do carro.

Etapa 14: Fiação da blindagem do motor

A blindagem do motor possui 4 conectores de motor: M1, M2 no lado esquerdo e M3, M4 no lado direito. O motor possui um fio amarelo -ve e um fio vermelho + ve (ver foto). O 1º pino de cada M é o pino voltado para fora (por exemplo, M1 / M4 1º pino está voltado para frente, M2 / M3 1º pino está voltado para trás).

M1 conecta o motor dianteiro esquerdo: 1º pino -ve, 2º pino + ve

M2 conecta o motor traseiro esquerdo: 1º pino -ve, 2º pino + ve

M3 conecta o motor traseiro direito: 1º pino -ve, 2º pino + ve

M4 conecta o motor dianteiro direito: 1º pino -ve, 2º pino + ve

As conexões Mx corretas são importantes para garantir que as rodas girem juntas na direção correta. Por exemplo, quando o carro deve se mover para frente, todas as rodas devem girar no sentido anti-horário, e o inverso é verdadeiro para o movimento para trás.

Etapa 15: Fiação Bluetooth HC-05

O módulo HC-05 Bluetooth precisa de 4 fios: RX e TX conectados ao Arduino / Motor Shield TX e RX, GND e VCC aos pinos Motor Shield Servos - e +. No lado esquerdo frontal da blindagem do motor, há 2 grupos de 3 pinos cada; é o segundo cluster (mais próximo da porta USB) que precisa ser conectado, o pino mais à esquerda é -ve e o mais à direita é + ve).

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

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

GND Bluetooth (marrom) -> - Servos (pino mais à esquerda)

Bluetooth VCC (vermelho) -> + Servos (pino mais à direita)

Etapa 16: Fiação das baterias

Fixe (usando Blu Tack, fita dupla-face ou cola) a bateria de 9V na frente do carro. Conecte o encaixe da bateria ao soquete de entrada da bateria do Arduino 9V (no lado esquerdo do carro). A luz verde do Motor Shield acenderá no módulo Bluetooth (geralmente vermelha), a luz começará a piscar (indicando pronto para emparelhar).

Fixe a bateria 4 AA na parte traseira do carro. Conecte os fios negativo (preto) e positivo (vermelho) da bateria aos pinos da bateria do Motor Shield (2 pinos azuis voltados para a parte traseira do carro). O pino direito marcado com GND se conecta ao fio preto, o outro pino esquerdo ao fio vermelho.

Etapa 17: Teste e condução

O carro está pronto! Mas para fazê-lo realmente se mover, precisamos emparelhar seu módulo Bluetooth com o aplicativo Android. Certifique-se de que a luz do módulo Bluetooth está piscando, indicando que é pesquisável e pronto para emparelhar.

1. Navegue até Configurações do seu telefone Android> Bluetooth e procure o módulo Bluetooth do carro. Em nosso projeto, o módulo é DSD TECH HC-05, a senha / pino geralmente é 1234 (caso contrário, 0000). Emparelhe o telefone Android com o HC-05.

2. Inicie o aplicativo Bluetooth RC Car, navegue até Configurações (menu do ícone de engrenagem) e, a partir do menu de opções, selecione 'Conectar ao carro'. Se tudo estiver bem, a conexão é feita (o Bluetooth pára de piscar) e o grande círculo vermelho no canto superior esquerdo da tela do aplicativo ficará verde.

3. Coloque o chassi do carro em cima de uma caixa longa e fina em sua mesa, de forma que a caixa fique no meio do chassi e as rodas possam girar livremente em torno dela. Teste a conexão tocando em cada botão Avançar, Voltar, Direito e Esquerdo na tela do aplicativo. Assista ao vídeo para recursos visuais.

4. Se todas as rodas estiverem girando corretamente (por exemplo, no sentido anti-horário para frente), coloque o carro em uma superfície lisa (mármore, vinil, madeira, NÃO carpete) e dirija o carro. Aproveitar!

Etapa 18: Como funciona

O aplicativo Bluetooth RC Controller envia os seguintes comandos (na forma de caracteres) para o módulo bluetooth do carro HC-05:

'F' para ir em frente

'B' para voltar

'L' para virar à esquerda

'R' para virar à direita

'S' para parar o carro

Consulte as configurações do aplicativo para obter mais comandos que você pode adicionar ao código do Arduino.

A lógica da placa Arduino lê a entrada do Bluetooth HC-05 (continuamente na função loop ()), usando as conexões RX / TX, e instrui o Motor Shield a mover os motores / rodas para executar o comando. Por exemplo, para virar à esquerda, o Arduino move os motores M1 e M2 para frente e os motores M3 e M4 para trás.