Controle um veículo com a mão: 8 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Este projeto foi para 'Creative Electronics', um módulo do 4º ano de Engenharia Eletrônica BEng na Escola de Telecomunicações da Universidade de Málaga (uma.es/etsi-de-telecomunicacion/)

Neste instrutível, veremos como criar uma pulseira para dirigir um carro de controle remoto com nossa mão usando o Arduino. Fizemos o software necessário e o desenho 3D da pulseira. Tudo isso pode ser encontrado em nosso repositório GitHub:

github.com/ScruMakers/tankino

Este controle pode ser usado em qualquer carro controlado por motores Arduino e DC. Para tentar isso, usamos um projeto de tanque de Tim Clark:

thingiverse.com/thing:652851

O que precisamos?

- 1 Arduino genérico (usamos uma placa Arduino UNO)

- 1 placa Arduino NANO

- 1 MPU6050

- Dispositivos Bluetooth HC05 (Master) e HC06 (Slave)

- H-Bridge L298N

- bateria de 9V

- bateria de 12V

- x2 motores DC para Arduino

- Fios

- Impressora 3D (usamos uma Anet A8 com firmware Marlin)

- Ferro de solda

Programas:

- Código BT_Transmitter.ino (Master)

- Código BT_Receiver.ino (Slave)

- Arduino IDE (versão 1.8.8)

- Slic3r para gerador de código G

Etapa 1: Impressão 3D

Em primeiro lugar, devemos imprimir todas as peças. As peças da pulseira (quatro no total) podem ser encontradas no diretório 3Dmodels do nosso repositório. As peças do tanque podem ser encontradas aqui. É importante ressaltar que podemos precisar lixar algumas peças, principalmente as peças da pulseira para a etapa de montagem.

Para imprimir as peças usamos uma Anet A8 com firmware Marlin. Podemos usar outro em vez disso, é claro.

Etapa 2: Montagem do tanque

Assim que todas as peças estiverem impressas, vamos juntá-las. No nosso caso, usamos silicone quente, mas outros derivados podem ser usados.

Antes de iniciar a montagem final recomenda-se fazer uma montagem prévia sem silicone para verificar a correta conexão, atrito e encaixe das diferentes peças. Se alguma parte não encaixar como deveria ou não deslizar, é necessário lixar para que se adapte perfeitamente. Com todas as peças preparadas, as peças são montadas com silicone nas partes que as unem. Para juntar as peças da lagarta, utilizamos filamentos de cobre entre cada uma delas, são todas fixas exceto uma que serve para montar e desmontar a lagarta do tanque. Decidimos pintar as peças para dar realismo ao tanque. Para fazer isso, usamos tinta spray.

Obtivemos todas as informações no link a seguir.

Etapa 3: montagem da pulseira

A pulseira completa possui quatro modelos 3D.

• MPU_holder: Esta é a parte onde o sensor do acelerômetro está integrado, deve ser colocado na mão, com algumas amarras.
• nano_holder: Esta é a parte principal do nano holder, nesta parte serão configurados a bateria de 9V, o módulo bluetooth e o arduino nano.
• nano_holder_button: Este é um botão para segurar a bateria de 9V conectada com dois docks para alimentar o arduino.
• nano_holder_cover: Esta é a capa da parte do nano Holder.

Ambos os suportes (mpu e nano) podem ser presos ao braço com alguns laços.

A única coisa a fazer aqui é colocar o botão em seu lugar no suporte do nano. Antes disso, devemos colar um pequeno barbante (podemos usar o barbante de uma caneta velha, por exemplo) no botão como está mostrado na imagem. Assim que tivermos a certeza de que o botão está no lugar certo, temos que colocar alguma peça atrás dele para evitar que saia do lugar. Usamos uma peça de plástico e colamos com silicone. O resultado final deve ser semelhante à imagem final.

Etapa 4: Tank Electronics

Nesta etapa, conectamos o Arduino Uno à ponte H para controlar os motores e a fonte de alimentação de 12V. A ponte H tem uma saída de 5 V que usamos para alimentar a placa Arduino Uno. Em primeiro lugar:

Conecte o pino 5 do Arduino ao pino IN1 da H Bridge. Conecte o pino 6 do Arduino ao pino IN2 da H Bridge. Conecte o pino 9 do Arduino ao pino IN3 da H Bridge. Conecte o pino 10 do Arduino ao pino IN4 da ponte H. Conecte as saídas da esquerda da ponte H ao motor da esquerda e as da direita ao motor da direita. Conecte o pino 2 do Arduino ao pino TX do HC-06. Conecte o pino 3 do Arduino ao pino TX do HC-06.

Observe que todos os pinos do Arduino conectados à ponte H são compatíveis com PWM.

Finalmente, conecte a fonte de alimentação às entradas 12V e GND da ponte H.

Etapa 5: pulseira eletrônica

Em primeiro lugar, temos que montar a peça MPU. O MPU deve ser capaz de ser inserido no suporte. Para isso, tiras de alfinetes fêmeas são colocadas nos orifícios, conforme mostrado nas fotos. Em primeiro lugar, precisamos passar os fios pelo orifício e soldá-los à tira de pinos. Podemos usar tubos termorretráteis nas juntas. Depois, podemos introduzir as tiras nos seus orifícios para que fiquem fixas. Agora podemos inserir e retirar o MPU de seu lugar. Nesta primeira parte é conveniente usar fios flexíveis para facilitar o movimento da mão.

O design da pulseira também permite inserir todos os componentes (Arduino Nano, HC-06 e bateria de 9v). O procedimento é semelhante ao descrito acima. Precisamos também passar os fios do MPU para o orifício correspondente. Ao final, o esquema elétrico deve ser o mostrado na primeira foto.

Em segundo lugar, precisamos colocar dois fios no orifício da bateria, para que ele possa ser conectado às outras partes. Podemos fazer isso com silicone mas, antes disso, temos que soldar os fios correspondentes em cada string, para que a bateria seja conectada ao Vin e ao GND.

Etapa 6: emparelhamento de Bluetooth

Assim que os dispositivos bluetooth estiverem devidamente conectados, vamos estabelecer a conexão entre eles (emparelhamento). Precisamos emparelhar os módulos HC-05 e HC-06. Para conseguir isso, usamos o próximo link:

Tutorial de emparelhamento BT

Etapa 7: Acelerômetro

O acelerômetro que utilizamos possui uma infinidade de exemplos e bibliotecas para seu uso disponíveis na internet. Escolhemos algumas bibliotecas (disponíveis em nosso repositório) que melhoram o protocolo de comunicação I2C que o acelerômetro utiliza, além de simplificar o processo de dados coleção em algumas funções.

Obtivemos todas as informações no seguinte link:

I2C: aqui.

Acelerômetro: aqui.

Etapa 8: Software

Por fim, vamos integrar o software ao transmissor e ao receptor. Carregue o BT_Transmitter.ino e o BT_Receiver.ino no transmissor e no receptor, respectivamente. Para fazer isso, devemos usar o IDE Arduino.

O funcionamento desse software é simples: o transmissor pega os dados do acelerômetro e os envia para o receptor, que pega os dados e movimenta o tanque. Os dados obtidos no acelerômetro estão sempre abaixo de 100, pois usamos o valor 125 para iniciar uma transmissão. Depois de enviar 125, os transmissores enviam os valores xey (em graus).