Robô Bluetooth: 4 etapas

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

CARRO DE ROBÔ ARDUINO BLUETOOTH

Data do projeto: agosto de 2018

Equipamento do projeto:

1. 1 * Plataforma de base personalizada.

2. 4 * Motor DC + Rodas.

3. 3 * 18650 baterias com 3 porta-baterias e 2 * 18650 baterias com 2 porta-baterias.

4. 2 * Interruptores basculantes.

5. 2 * luzes LED vermelhas com resistores de 220K em série

6. 1 * kit contendo: 2 unidades do servo motor SG90 + 1 unidade de suporte do servo de 2 eixos.

7. 1 * Arduino Uno R3

8. 1 * Arduino Sensor Shield V5

9. 1 * L298N Dual Bridge DC Stepper Motor Driver

10. 1 * Módulo Ultrassônico HC-SR04

11. 1 * 8 led neo pixel strip ws2812b ws2812 smart led strip RGB

12. Módulo Bluetooth 1 * BT12 BLE 4.0

13. Tensão de 1 * 12V com display de 4 dígitos

14. Display LCD 1 * 1602 mais Módulo Adaptador de interface serial IIC

15. Cola quente, isolantes M3, parafusos, arruelas.

16. Fios de ligação macho-fêmea de 10 cm e 15 cm.

17. Fio liso de 1 mm com cerca de 50 cm.

18. Ferramentas incluindo: Ferro de soldar, chaves de fenda em miniatura e alicates

19. Cabo USB para Arduino.

VISÃO GLOBAL

Este é o segundo projeto baseado em Arduino que enviei ao Instructables, no entanto, o robô descrito abaixo é o quarto robô que construí. Este robô baseia-se em uma versão anterior baseada em WiFi, esta nova versão possui comunicações WiFi e Bluetooth. O WiFi permite que a câmera transmita vídeo diretamente para o aplicativo Android. e o Bluetooth para fornecer controle simples do robô. O código do Arduino escuta os comandos do Bluetooth, os recebe, decodifica o comando, atua sobre o comando e, por último, retorna uma mensagem de resposta ao aplicativo Android. confirmando que o comando foi executado. Além deste feedback sobre o aplicativo Android. o robô também repete os comandos em seu próprio display LCD de 16x2 linhas.

Minha filosofia ao construir robôs é garantir que eles não apenas funcionem da maneira exigida, mas também que pareçam esteticamente corretos com linhas limpas e bons métodos de construção. Usei vários recursos baseados na Internet tanto para a eletrônica quanto para o código do Arduino e, por isso, agradeço a esses colaboradores.

A escolha das baterias 18650 foi baseada em sua classificação de energia e facilidade de obtenção de baterias de segunda mão de boa qualidade, geralmente de laptops antigos. A placa Arduino é um clone padrão, assim como o controlador de motor L298N Dual Bridge. Os motores CC são adequados para o projeto, mas achei que motores maiores de 6 V CC com acionamento direto teriam um desempenho melhor, sendo esta uma possível atualização futura para o projeto.

Etapa 1: Diagrama de Fritzing

O diagrama de Fritzing mostra as várias conexões das baterias, por meio do switch de dois pólos, ao Arduino Uno. Do Arduino Uno para o driver do motor L298N, display de linha LCD 16X2, Bluetooth BT12, transmissor e receptor sônico HC-SR04, servos para a câmera e transmissor sônico e, finalmente, do L298N para os motores DC.

Nota: O diagrama de Fritzing não mostra nenhum dos cabos GND

Etapa 2: construção

CONSTRUÇÃO

A construção básica consistia em uma base única de 240 mm x 150 mm x 5 mm com orifícios feitos para os espaçadores M3, orifícios para os suportes L298N, MPU-6050 e Arduino Uno. Um único orifício de 10 mm foi feito na base para permitir cabos de controle e cabos de força. Usando isoladores de 10 mm, o LCD, o Arduino Uno e o driver do motor L298N foram conectados e conectados de acordo com o diagrama acima.

Os motores DC foram montados na placa inferior usando cola quente. Depois de serem soldados, os fios de cada motor foram conectados aos conectores esquerdo e direito do driver do motor L298N. O jumper do driver do motor L298 foi instalado de forma que uma fonte de 5 V pudesse ser fornecida para a placa Arduino Uno. Em seguida, os suportes da bateria 18650 foram colados na parte inferior da base e ligados por meio de um interruptor de dois pólos ao Arduino Uno e às entradas de 12 V e terra do driver do motor L298.

Os cabos servo da câmera foram conectados aos pinos 12 e 13, o cabo servo HC-SR04 foi conectado ao pino 3. Os pinos 5, 6, 7, 8, 9 e 11 foram conectados ao driver do motor L298N. O módulo BT12 Bluetooth foi conectado aos pinos do Arduino Sensor Shield V5 Bluetooth, VCC, GND, TX e RX, com os cabos TX e RX invertidos. O conjunto de pinos URF01 foi usado para conectar os pinos HC-SR04, VCC, GND, Trig e Echo, enquanto o conjunto de pinos IIC foi usado para conectar os pinos LCD VCC, GND, SCL e SCA. Finalmente, a luz de 8 LEDs configurou os pinos VCC, GND e DIN onde conectados ao Pino 4 e seus pinos VCC e GND associados.

Como ambas as baterias e seus interruptores de alimentação foram montados abaixo da base, um único LED vermelho e um resistor de 220K foram adicionados em paralelo com o interruptor de alimentação para que se iluminasse quando o interruptor de alimentação fosse ligado.

As fotos anexas mostram os estágios de construção do robô começando com os suportes M3 sendo anexados ao Arduino Uno e L298N, então ambos os itens são anexados à base. Separadores M3 adicionais são usados junto com a placa de latão para construir uma plataforma na qual o HC-SR04 e os Servos de Câmera são montados. Fotos adicionais mostram a fiação e a construção dos motores, porta-baterias e faixa de luz de pixel Neo.

Etapa 3: Arduino e codificação Android

Codificação ARDUINO:

Usando o software de desenvolvimento Arduino 1.8.5, o programa a seguir foi modificado e baixado para a placa Arduino Uno por meio de uma conexão USB. Foi necessário encontrar e baixar os seguintes arquivos de biblioteca:

· LMotorController.h

· Wire.h

· LiquidCrystal_IC2.h

· Servo.h

· NewPing.h

· Adafruit_NeoPixel

(Todos esses arquivos estão disponíveis no site

A foto acima mostra uma correção simples para permitir que o código do Arduino seja baixado para a placa do Arduino Uno. Enquanto o módulo BT12 estava conectado aos pinos TX e RX, o programa de download sempre falhava, então adicionei uma conexão de interrupção simples na linha TX que foi interrompida enquanto o código era baixado e refeita para testar as comunicações BT12. Depois que o robô foi totalmente testado, removi esse link quebrável.

O arquivo de código-fonte do Arduino e do Android pode ser encontrado no final desta página

Codificação ANDROID:

Usando o Android Studio build 3.1.4. e com a ajuda de diversas fontes de informação da internet, pelas quais agradeço, desenvolvi um App que permite ao usuário selecionar e conectar uma fonte WiFi para a câmera e uma fonte Bluetooth para controlar as ações do Robô. A interface do usuário é mostrada acima e os dois links a seguir mostram o vídeo do robô e da câmera em ação. A segunda captura de tela mostra as opções de varredura e conexão de WiFi e Bluetooth. Esta tela também verificará se o aplicativo tem as permissões necessárias para acessar a rede e dispositivos WiFi e Bluetooth. O aplicativo pode ser baixado por meio do link abaixo, no entanto, não posso garantir que funcionará em qualquer outra plataforma, exceto no Samsung 10.5 Tab 2. Atualmente, o aplicativo assume que o dispositivo Bluetooth é denominado “BT12”. O Android App envia comandos simples de um caractere para o robô, mas recebe sequências de confirmação de comando em troca.

Etapa 4: para concluir

O vídeo no YouTube da operação básica do robô pode ser visto em:

O vídeo do You Tube da Evitação de Obstáculos do robô pode ser visto em:

O que eu aprendi:

A comunicação Bluetooth é definitivamente o melhor método para controlar o robô, mesmo com o alcance máximo de 10m que o BT12 possui. O uso das baterias 18650, um conjunto para alimentar os motores e um segundo conjunto para alimentar o Arduino, escudo, servos, BT12 e LCD ajuda muito a estender a vida útil da bateria. Fiquei impressionado com a faixa de luz NEO Pixel, os LEDs RGB são brilhantes e fáceis de controlar, assim como o módulo Bluetooth BT12, que funcionou perfeitamente desde o seu recebimento.

Qual é o próximo:

Este projeto sempre foi sobre o uso de comunicações Bluetooth. Agora que tenho um modelo funcional e posso controlar o robô por meio do aplicativo Android, estou pronto para iniciar o próximo projeto, que será o mais complexo que tentei, ou seja, seis pernas, 3 DOM por perna, Hexapod que será controlado por Bluetooth e ser capaz de transmitir vídeo em tempo real através de sua cabeça, que por sua vez será capaz de se mover verticalmente e horizontalmente. Também espero que o robô evite obstáculos.