Coche robot Arduino Bluetooth: 18 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

¡Construye tu primer coche robot Arduino!

Las instrucciones visuales paso a paso más completas y completas para construir su primer coche robot Bluetooth Arduino. ¡Disfrutar!

Paso 1: descripción general del proyecto

El chasis de un automóvil robot contiene el marco inferior, sobre el cual se montan los motores que impulsan los neumáticos / ruedas. Los motores están conectados a un Motor Drive Shield alimentado que está conectado (estilo piggyback) a la placa Arduino UNO. Un módulo receptor Bluetooth también está conectado a la placa Arduino. El Arduino está programado para recibir señales de Bluetooth desde una aplicación de Android y encender / apagar los motores, por lo tanto, gira las ruedas y mueve el automóvil.

Paso 2: Metodología: ¡Consiga, prepare, monte

• Obtener componentes: reúna todos los componentes por adelantado para completar el proyecto.
• Preparar módulos: conecte conectores a todos los módulos que están vinculados entre sí.
• Ensamblar proyecto: secuencia el ensamblaje para asegurar conexiones suaves y fáciles.

Paso 3: componentes

• Placa Arduino Uno R3: el proyecto utiliza Freenove UNO R3, pero cualquier placa compatible con Arduino servirá. El Arduino contiene el código del proyecto, lee (entrada) las señales de Bluetooth del módulo Bluetooth y escribe las señales (de salida) en el escudo del motor.
• L293D Motor Drive Shield: el proyecto utiliza la placa de expansión Gikfun Motor Drive Shield L293D para Arduino UNO. El escudo del motor lee las señales (de entrada) de la placa Arduino y controla los servos (de salida) que hacen girar las ruedas.
• HC-05 Bluetooth Wireless: el proyecto utiliza el módulo de transferencia en serie Bluetooth DSD-Tech HC-05. El módulo Bluetooth recibe (entrada) señales Bluetooth de la aplicación de Android y envía señales (salida) a la placa Arduino.
• Kit de coche robot: el kit contiene un chasis, motores, neumáticos / ruedas, cables, tornillos, tuercas, etc. Un kit básico incluye un chasis (tal vez 2), 4 motores, 4 ruedas y tuercas, pernos, tornillos y 2 cables por motor.
• Baterías: Dos baterías: una de 9V para la placa Arduino y una unidad de 4 AA para el Motor Shield. Una batería de 9V impulsa el Arduino, y una unidad de 4 baterías AA impulsa el escudo del motor.
• Aplicación de Android: aplicación Android Bluetooth RC Controller para enviar señales de Bluetooth al automóvil robot. La aplicación controla los movimientos del coche robot (avanzar, retroceder, girar a la izquierda, girar a la derecha).

Paso 4: Preparativos: descripción general

El coche robot se vende generalmente (eBay, Amazon, Banggood, etc.) como un kit básico (chasis, motores, ruedas, tuercas, pernos, cables pero SIN placas) o como un kit completo (con Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Baterías, instrucciones de montaje y, opcionalmente, otros sensores). El montaje es el mismo, siempre que tenga todos los componentes.

Paso 5: cables del motor

Cada motor debe estar conectado a 2 cables: tierra y voltaje. Para mayor consistencia, conecte (soldando o con ganchos) el cable de voltaje positivo (rojo) al conector superior del motor y el cable negativo a tierra (negro, azul o de cualquier otro color) al conector inferior del motor.

Haga esto ANTES del montaje, cada motor individualmente. Si después del montaje, soldar la conexión del cable inferior puede ser un poco complicado (¡pero factible!). También es aconsejable soldar los cables verticalmente (apuntando hacia arriba, no hacia los lados), por lo que se proporciona más longitud de cable, lo que facilita la conexión del otro extremo al protector del motor.

Paso 6: cables Bluetooth

El módulo Bluetooth HC-05 necesita 4 cables:

RX y TX: Hembra (desde el lado HC-05) a Macho (pines del cabezal del Motor Shield TX y RX).

VCC y GND: hembra (desde el lado HC-05) a hembra (pines + y - de los servos de protección del motor).

Paso 7: cables de protección del motor

El Motor Shield se colocará en la parte superior de la placa Arduino (piggyback), por lo que sus GPIO (pines) corresponderán a la placa Arduino debajo de ella. No podemos, o no queremos, soldar los pines de la placa Arduino directamente.

Entonces, necesitamos soldar un encabezado de 2 pines a GPIO 0 y 1 en el Motor Shield (por lo tanto, conectarlo a los pines Arduino RX y TX, respectivamente, debajo). Estos luego se conectarán a los pines HC-05 Bluetooth TX & RX (por lo tanto, en orden inverso: Bluetooth RX a Arduino TX y Bluetooth TX a Arduino RX).

Paso 8: Código lógico de Arduino

El Arduino necesita leer señales de entrada (Bluetooth) y escribir comandos de salida en los motores para mover las ruedas. El código se puede copiar y pegar desde el cuadro a continuación en el IDE de Arduino en su Mac / PC y luego cargarlo en la placa Arduino.

El código necesita la biblioteca AFMotor (AF = Ada Fruit). Esta es una biblioteca estándar y se puede instalar directamente desde el IDE de Arduino (no se necesitan enlaces externos). Navegue Sketch> Incluir biblioteca> Administrar bibliotecas, luego busque desde Adafruit Motor Shield. Instale la versión 1.0.1 (no 2.0) para este proyecto. Luego copie / pegue el código a continuación en un nuevo archivo de proyecto IDE, Verifique y luego Cargue. Una vez que la carga sea exitosa, desconecte la placa Arduino (ya que retendrá el código en su memoria). El Arduino ahora está listo como dispositivo independiente.

Paso 9: Aplicación Android Arduino Bluetooth RC Car

En un teléfono Android, navegue a Google Play Store y descargue la aplicación Arduino Bluetooth RC Car. La aplicación luego se emparejará con el módulo Bluetooth HC-05 una vez conectado al Arduino / Motor Shield. La aplicación te permitirá controlar los movimientos del coche.

Paso 10: Baterías

Necesitará 2 unidades de batería:

Una batería de 9V con cierre de batería que alimentará la placa Arduino.

Un soporte de batería 4xAA (o lo que necesite su Robot Car Kit) para alimentar el Motor Shield. Es posible que sea necesario engarzar los cables para asegurarse de que encajan dentro del pasador del protector del motor de manera segura.

Paso 11: Montaje: descripción general

La secuencia de montaje es importante para asegurar un progreso sin problemas hacia el final exitoso del proyecto. Entonces, 1. Empiece por el chasis (motores, ruedas)

2. Conecte el Motor Shield a la placa Arduino.

3. Conecte los motores al escudo del motor

4. Conecte el módulo Bluetooth HC-05 al Motor Shield

Paso 12: Kit de coche robot

Lo más probable es que el kit tenga instrucciones de montaje, pero generalmente se adhieren a los siguientes pasos:

1. Decida la parte delantera y trasera del automóvil (en la foto, la parte delantera apunta hacia arriba como en el avance desde la perspectiva del espectador).

2. Marque los motores como Delantero izquierdo, Atrás izquierdo y Delantero derecho, Atrás derecho. Esto es para facilitar las conexiones a los lados izquierdo y derecho del blindaje del motor.

3. Ensamble cada motor por turno, observando la ubicación como en la foto (los motores frontales miran hacia atrás, los motores traseros miran hacia adelante). Para cada motor:

3.1 Coloque el motor en el chasis

3.2 Asegure con los soportes a cada lado

3.3 Agregue el tornillo y las tuercas y apriete para fijar el motor en su lugar

3.4 Agregue el codificador de velocidad (círculo negro / gris)

3.5 Coloque la rueda en el lado exterior del motor

Paso 13: Arduino y motor Shield

El Motor Shield se acoplará a la placa Arduino. Coloque el Motor Shield en la parte superior del Arduino asegurando la alineación adecuada de los pines: Los pines Motor Shield 0 RX y 1 TX en la parte superior de los pines Arduino 0 RX y 1 TX.

Empuje suavemente hacia abajo hasta que las 2 placas estén alineadas y conectadas de forma segura. Cuando termine, el Motor Shield IZQUIERDO estará encima de la entrada de la batería Arduino 9V.

Fije una pequeña caja vacía en el medio del chasis y coloque el combo Arduino / Motor Shield en la parte superior (ligeramente por encima de los motores).

Asegúrese de que el Bluetooth RX / TX esté orientado hacia la parte delantera del automóvil y la entrada de la batería Arduino 9V hacia la izquierda del automóvil. Los pines Motor Shield M1 y M2 ahora están a la izquierda del automóvil, y los pines M3 y M4 ahora están a la derecha del automóvil.

Paso 14: Cableado del blindaje del motor

El protector del motor tiene 4 conectores de motor: M1, M2 en el lado izquierdo y M3, M4 en el lado derecho. El motor tiene un cable amarillo -ve y un cable rojo + ve (ver foto). El primer pin de cada M es el pin que mira hacia afuera (por ejemplo, el primer pin M1 / M4 está orientado hacia el frente, el primer pin M2 / M3 está orientado hacia atrás).

M1 conecta el motor delantero izquierdo: 1er pin -ve, 2do pin + ve

M2 conecta el motor trasero izquierdo: 1er pin -ve, 2do pin + ve

M3 conecta el motor trasero derecho: 1er pin -ve, 2do pin + ve

M4 conecta el motor delantero derecho: 1er pin -ve, 2do pin + ve

Las conexiones Mx correctas son importantes para garantizar que las ruedas giren juntas en la dirección correcta. Por ejemplo, cuando el automóvil debe moverse hacia adelante, todas las ruedas deben girar en sentido antihorario y lo contrario es cierto para el movimiento hacia atrás.

Paso 15: Cableado de Bluetooth HC-05

El módulo Bluetooth HC-05 necesita 4 cables: RX y TX se conectan a Arduino / Motor Shield TX y RX, GND y VCC a Motor Shield Servos - y + pines. En el lado frontal izquierdo del protector del motor hay 2 grupos de 3 pines cada uno; es el segundo grupo (más cercano al puerto USB) el que debe conectarse, el pin más a la izquierda es -ve y el más a la derecha es + ve).

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

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

Bluetooth GND (marrón) -> - Servos (pin más a la izquierda)

Bluetooth VCC (rojo) -> + Servos (pin más a la derecha)

Paso 16: Cableado de baterías

Fije (usando Blu Tack, cinta adhesiva de doble cara o pegamento) la batería de 9V en la parte delantera del automóvil. Conecte el broche de la batería a la toma de entrada de la batería Arduino 9V (en el lado izquierdo del automóvil). La luz verde del Motor Shield se encenderá y la luz del módulo Bluetooth (generalmente roja) comenzará a parpadear (indicando que está listo para emparejarse).

Fije el paquete de 4 baterías AA en la parte trasera del automóvil. Conecte los cables negativo (negro) y positivo (rojo) del paquete a las clavijas de la batería del protector del motor (2 clavijas azules que miran hacia la parte trasera del automóvil). El pin derecho marcado GND se conecta al cable negro, el otro pin izquierdo al cable rojo.

Paso 17: Prueba y conducción

¡El coche ya está listo! Pero para que realmente se mueva, necesitamos emparejar su módulo Bluetooth con la aplicación de Android. Asegúrese de que la luz del módulo Bluetooth esté parpadeando para indicar que se puede buscar y está listo para emparejarse.

1. Navegue a Configuración de su teléfono Android> Bluetooth y busque el módulo Bluetooth del automóvil. En nuestro proyecto, el módulo es DSD TECH HC-05, la contraseña / pin suele ser 1234 (si no es así, 0000). Empareje el teléfono Android con el HC-05.

2. Inicie la aplicación Bluetooth RC Car, vaya a Configuración (menú del icono de engranaje) y luego, desde el menú de opciones, seleccione 'Conectar al automóvil'. Si todo está bien, se establece la conexión (el parpadeo de Bluetooth se detiene) y el círculo rojo grande en la parte superior izquierda de la pantalla de la aplicación se volverá verde.

3. Coloque el chasis del automóvil en la parte superior de una caja larga y delgada en su escritorio, de modo que la caja esté en el medio del chasis y las ruedas puedan girar libremente a su alrededor. Pruebe la conexión tocando cada botón Adelante, Atrás, Derecha e Izquierda en la pantalla de la aplicación. Vea el video para ver las imágenes.

4. Si todas las ruedas giran correctamente (por ejemplo, en sentido contrario a las agujas del reloj para avanzar), coloque el automóvil sobre una superficie lisa (mármol, vinilo, madera, NO alfombra) y conduzca el automóvil. ¡Disfrutar!

Paso 18: Cómo funciona

La aplicación Bluetooth RC Controller envía los siguientes comandos (en forma de caracteres) al módulo bluetooth del coche HC-05:

'F' para seguir adelante

'B' para retroceder

'L' para girar a la izquierda

'R' para girar a la derecha

'S' para detener el auto

Consulte la Configuración de la aplicación para obtener más comandos que puede agregar al código Arduino.

La lógica de la placa Arduino lee la entrada Bluetooth HC-05 (continuamente en la función loop ()), usando las conexiones RX / TX, e indica al Motor Shield que mueva los motores / ruedas para ejecutar el comando. Por ejemplo, para girar a la izquierda, el Arduino mueve los motores M1 y M2 hacia adelante y los motores M3 y M4 hacia atrás.