Arduino Bluetooth Robot Car - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Bouw je eerste Arduino-robotauto!

De meest complete en uitgebreide stapsgewijze visuele instructies om uw eerste Arduino Bluetooth-robotauto te bouwen. Genieten van!

Stap 1: Projectoverzicht

Een chassis van een robotauto bevat het onderframe, waarop de motoren zijn bevestigd die de banden/wielen aandrijven. De motoren zijn verbonden met een aangedreven Motor Drive Shield die (piggyback-stijl) is verbonden met het Arduino UNO-bord. Op het Arduino-bord is ook een Bluetooth-ontvangermodule aangesloten. De Arduino is geprogrammeerd om Bluetooth-signalen van een Android-app te ontvangen en de motoren in/uit te schakelen, waardoor de wielen draaien en de auto beweegt.

Stap 2: Methodologie: ophalen, voorbereiden, monteren

• Componenten ophalen: Verzamel alle componenten van tevoren om het project te voltooien.
• Modules voorbereiden: bevestig connectoren aan alle modules die aan elkaar zijn gekoppeld.
• Assemble Project: Volg de volgorde van de montage om soepele en gemakkelijke verbindingen te garanderen.

Stap 3: Componenten

• Arduino Uno R3-bord: het project maakt gebruik van Freenove UNO R3, maar elk Arduino-compatibel bord is voldoende. De Arduino bevat de projectcode, leest (invoer) Bluetooth-signalen van de Bluetooth-module en schrijft (uitvoer)signalen naar het motorschild.
• L293D Motor Drive Shield: het project maakt gebruik van Gikfun Motor Drive Shield-uitbreidingskaart L293D voor Arduino UNO. Het motorschild leest (invoer)signalen van het Arduino-bord en stuurt (uitvoer)servo's aan die de wielen laten draaien.
• HC-05 Bluetooth Wireless: Het project maakt gebruik van de DSD-Tech HC-05 Bluetooth Serial Pass-Through-module. De Bluetooth-module ontvangt (invoer) Bluetooth-signalen van de Android-app en stuurt (uitvoer) signalen naar het Arduino-bord.
• Robot Car Kit: De kit bevat een chassis, motoren, banden/wielen, draden, schroeven, moeren, enz. Een basiskit bevat een chassis (misschien 2), 4 motoren, 4 wielen en moeren, bouten, schroeven en 2 draden per motor.
• Batterijen: Twee batterijen: een 9V voor het Arduino-bord en een 4 AA-eenheid voor het Motor Shield. Een 9V-batterij drijft de Arduino aan en een eenheid van 4 AA-batterijen drijft het motorschild aan.
• Android-app: Android Bluetooth RC Controller-app om Bluetooth-signalen naar de robotauto te sturen. De app bestuurt de bewegingen van de robotauto (vooruit, achteruit, linksaf, rechtsaf).

Stap 4: Voorbereidingen: Overzicht

De robotauto wordt meestal verkocht (eBay, Amazon, Banggood, enz.) ofwel als een basiskit (chassis, motoren, wielen, moeren, bouten, draden maar GEEN borden) of een complete kit (met Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Batterijen, Montagehandleiding en optioneel andere sensoren). De montage is hetzelfde, zolang je alle componenten hebt.

Stap 5: Motordraden

Elke motor moet worden aangesloten op 2 draden: aarde en spanning. Sluit voor consistentie (door te solderen of te haken) de positieve spanningsdraad (rood) aan op de bovenste motorconnector en de negatieve aardingsdraad (zwart, blauw of een andere kleur) op de onderste motorconnector.

Doe dit VOOR de montage, elke motor afzonderlijk. Als na montage het solderen van de onderste draadverbinding een beetje lastig kan zijn (maar goed te doen!). Het is ook raadzaam om de draden verticaal te solderen (naar boven gericht, niet zijwaarts), waardoor er meer draadlengte ontstaat, waardoor het andere uiteinde gemakkelijker op het motorscherm kan worden aangesloten.

Stap 6: Bluetooth-draden

De HC-05 Bluetooth-module heeft 4 draden nodig:

RX & TX: Vrouwelijk (van HC-05-zijde) naar Mannelijk (Motor Shield TX & RX-headerpennen).

VCC & GND: Vrouwelijk (van HC-05 kant) naar Vrouwelijk (Motor Shield Servo's + & - pinnen).

Stap 7: Motor Shield-draden

Het Motor Shield zit bovenop het Arduino-bord (piggyback), dus de GPIO's (pinnen) komen overeen met het Arduino-bord eronder. We kunnen of willen de pinnen van het Arduino-bord niet rechtstreeks solderen.

We moeten dus een 2-pins header solderen aan GPIO 0 & 1 op het motorschild (vandaar aansluitend op respectievelijk de Arduino RX- en TX-pinnen eronder). Deze zullen later verbinding maken met de HC-05 Bluetooth TX & RX-pinnen (dus in omgekeerde volgorde: Bluetooth RX naar Arduino TX en Bluetooth TX naar Arduino RX).

Stap 8: Arduino logische code

De Arduino moet ingangssignalen (Bluetooth) lezen en uitgangscommando's naar de motoren schrijven om de wielen te bewegen. De code kan vanuit het onderstaande vak in de Arduino IDE op uw Mac/pc worden geplakt en vervolgens worden geüpload naar het Arduino-bord.

De code heeft de AFMotor-bibliotheek nodig (AF = Ada Fruit). Dit is een standaardbibliotheek en kan rechtstreeks vanuit de Arduino IDE worden geïnstalleerd (geen externe links nodig). Navigeer naar Schets > Bibliotheek opnemen > Bibliotheken beheren en zoek vervolgens vanuit Adafruit Motor Shield. Installeer versie 1.0.1 (niet 2.0) voor dit project. Kopieer/plak vervolgens de onderstaande code in een nieuw IDE-projectbestand, Verifiëren en vervolgens Uploaden. Zodra het uploaden is gelukt, koppelt u het Arduino-bord los (omdat het de code in het geheugen zal bewaren). De Arduino is nu klaar als een standalone apparaat.

Stap 9: Android Arduino Bluetooth RC Car-app

Navigeer op een Android-telefoon naar de Google Play Store en download de Arduino Bluetooth RC Car-app. De app zal later worden gekoppeld aan de HC-05 Bluetooth-module zodra deze is verbonden met het Arduino/Motor Shield. Met de app kun je de bewegingen van de auto besturen.

Stap 10: Batterijen

U hebt 2 batterijeenheden nodig:

Een 9V-batterij met batterijmodule die het Arduino-bord van stroom voorziet.

Een 4xAA-batterijhouder (of wat je Robot Car Kit ook nodig heeft) om het Motor Shield van stroom te voorzien. De draden moeten mogelijk worden gekrompen om ervoor te zorgen dat ze goed in de pin van het motorscherm passen.

Stap 11: Montage: Overzicht

De volgorde van montage is belangrijk om een vlotte voortgang naar een succesvol projecteinde te verzekeren. Dus, 1. Begin met het chassis (motoren, wielen)

2. Koppel het Motor Shield aan het Arduino-bord.

3. Koppel de motoren aan het motorschild

4. Koppel de HC-05 Bluetooth-module aan het Motor Shield

Stap 12: Robot Car Kit

De kit heeft hoogstwaarschijnlijk montage-instructies, maar ze houden zich over het algemeen aan de volgende stappen:

1. Bepaal de voor- en achterkant van de auto (op de foto wijst de voorkant naar boven alsof je vooruit gaat vanuit het perspectief van de kijker).

2. Markeer de motoren als Linksvoor, Linksachter en Rechtsvoor, Rechtsachter. Dit is om de aansluitingen op het motorscherm links en rechts te vergemakkelijken.

3. Monteer elke motor om de beurt en let op de plaatsing zoals op de foto (de voorste motoren zijn naar achteren gericht, de achterste motoren naar voren). Voor elke motor:

3.1 Plaats de motor op het chassis

3.2 Zet vast met de beugels aan elke kant

3.3 Voeg de schroef en moeren toe en zet vast om de motor op zijn plaats te bevestigen

3.4 Voeg de snelheidsencoder toe (zwart/grijze cirkel)

3.5 Bevestig het wiel aan de buitenzijde van de motor

Stap 13: Arduino & Motorschild

Het Motor Shield zal het Arduino-bord meeliften. Plaats het Motor Shield bovenop de Arduino en zorg voor de juiste uitlijning van de pinnen: De Motor Shield 0 RX en 1 TX-pinnen bovenop Arduino 0 RX en 1 TX-pinnen.

Duw zachtjes naar beneden totdat de 2 planken stevig zijn uitgelijnd en verbonden. Als u klaar bent, bevindt het Motor Shield LEFT zich bovenop de Arduino 9V-batterijingang.

Bevestig een kleine lege doos in het midden van het chassis en plaats de Arduino/Motor Shield-combo bovenop (iets boven de motoren).

Zorg ervoor dat de Bluetooth RX/TX naar de voorkant van de auto is gericht en dat de Arduino 9V-batterijingang aan de linkerkant van de auto zit. De M1- en M2-pinnen van het Motor Shield bevinden zich nu aan de linkerkant van de auto en de M3- en M4-pinnen bevinden zich nu aan de rechterkant van de auto.

Stap 14: Motor Shield-bedrading

Het Motor Shield heeft 4 motorconnectoren: M1, M2 aan de linkerkant en M3, M4 aan de rechterkant. De motor heeft een -ve gele draad en een +ve rode draad (zie foto). De 1e pin van elke M is de pin naar buiten gericht (bijv. M1/M4 1e pin is naar voren gericht, M2/M3 1e pin is naar achteren gericht).

M1 verbindt de motor linksvoor: 1e pin -ve, 2e pin +ve

M2 verbindt de Left Back motor: 1e pin -ve, 2e pin +ve

M3 verbindt de motor rechtsachter: 1e pin -ve, 2e pin +ve

M4 verbindt de motor rechtsvoor: 1e pin -ve, 2e pin +ve

De juiste Mx-verbindingen zijn belangrijk om ervoor te zorgen dat de wielen samen in de juiste richting draaien. Als de auto bijvoorbeeld vooruit moet rijden, moeten alle wielen tegen de klok in draaien, en het omgekeerde geldt voor achteruitrijden.

Stap 15: HC-05 Bluetooth-bedrading

De HC-05 Bluetooth-module heeft 4 draden nodig: RX & TX verbinden met Arduino/Motor Shield TX & RX, GND & VCC met Motor Shield-servo's - & + pinnen. Aan de linkervoorzijde van het motorschild bevinden zich 2 clusters van elk 3 pinnen; het is het 2e cluster (dichter bij de USB-poort) dat moet worden aangesloten, de meest linkse pin is -ve en de meest rechtse is +ve).

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

Bluetooth TX (rood) -> Motorschild 2-pins header 0 (RX)

Bluetooth GND (bruin) -> - Servo's (meest linkse pin)

Bluetooth VCC (rood) -> + Servo's (meest rechtse pin)

Stap 16: Batterijen Bedrading

Bevestig (met Blu Tack, dubbelzijdige tape of lijm) de 9V-batterij aan de voorkant van de auto. Sluit de batterijklem aan op de Arduino 9V-batterijingang (aan de linkerkant van de auto). Het groene lampje van het Motor Shield gaat branden op de Bluetooth-module (meestal rood) het lampje begint te knipperen (geeft aan dat het klaar is om te koppelen).

Bevestig het 4 AA-batterijpakket aan de achterkant van de auto. Sluit de negatieve (zwarte) en positieve (rode) draden van het pakket aan op de accupinnen van het Motor Shield (2 blauwe pinnen die naar de achterkant van de auto zijn gericht). De rechter pin gemarkeerd met GND wordt aangesloten op de zwarte draad, de andere linker pin op de rode draad.

Stap 17: Testen en rijden

De auto is nu klaar! Maar om het echt te laten bewegen, moeten we de Bluetooth-module koppelen met de Android-app. Zorg ervoor dat het lampje van de Bluetooth-module aan/uit knippert om aan te geven dat deze kan worden doorzocht en klaar is om te koppelen.

1. Navigeer naar je Android-telefoon Instellingen > Bluetooth en zoek naar de Bluetooth-module in de auto. In ons project is de module DSD TECH HC-05, het wachtwoord/de pincode is meestal 1234 (zo niet, dan 0000). Koppel de Android-telefoon met de HC-05.

2. Start de Bluetooth RC Car-app, ga naar Instellingen (tandwielpictogrammenu) en selecteer vervolgens in het optiemenu 'Verbinden met auto'. Als alles goed is, is de verbinding gemaakt (Bluetooth-knipperen stopt) en wordt de grote rode cirkel linksboven in het app-scherm groen.

3. Plaats het autochassis bovenop een dunne lange doos op uw bureau, zodat de doos in het midden van het chassis staat en de wielen er vrij omheen kunnen draaien. Test de verbinding door op elke knop Vooruit, Achteruit, Rechts en Links op het app-scherm te tikken. Bekijk video voor beelden.

4. Als de wielen allemaal correct draaien (bijvoorbeeld tegen de klok in voor vooruit), plaats de auto dan op een gladde ondergrond (marmer, vinyl, hout, GEEN tapijt) en rijd met de auto rond. Genieten van!

Stap 18: Hoe het werkt

De Bluetooth RC Controller app stuurt de volgende commando's (in de vorm van karakters) naar de auto bluetooth module HC-05:

'F' om vooruit te gaan

'B' om achteruit te gaan

'L' om linksaf te slaan

'R' om rechtsaf te slaan

'S' om de auto te stoppen

Raadpleeg de app-instellingen voor meer opdrachten die u aan de Arduino-code kunt toevoegen.

De logica van het Arduino-bord leest de Bluetooth HC-05-ingang (continu in de loop()-functie), met behulp van de RX/TX-verbindingen, en instrueert het Motor Shield om de motoren/wielen te bewegen om de opdracht uit te voeren. Om bijvoorbeeld naar links te draaien, beweegt de Arduino de motoren M1 en M2 vooruit en de motoren M3 en M4 achteruit.