Робот-автомобиль, управляемый смартфоном на базе Arduino

В настоящее время смартфоны можно использовать для управления множеством электрических и электронных устройств, включая двигатели, музыкальные системы и освещение. Здесь мы представляем автомобиль-робот на базе Arduino, которым можно управлять с помощью Android-смартфона, на котором установлено приложение ArduinoRC. Этот бот получает команды с вашего смартфона с помощью модуля Bluetooth. Авторский прототип представлен на рис.1.

Рис.1: Авторский прототип автомобиля-робота на базе Arduino

Принципиальная схема роботизированной машины на базе Arduino, управляемой смартфоном, показана на рис. 2. Схема контактов Arduino Uno показана на рис. 3.

Рис.2: Принципиальная схема автомобиля на базе Arduino, управляемой смартфоном.

Чип ATmega328 на плате Arduino Uno поставляется с загрузчиком, который позволяет записывать программу на чип без внешнего аппаратного программатора. После того, как микросхема запрограммирована, ее можно снимать с платы. Плата может питаться от USB-соединения или внешнего источника питания, такого как батареи или адаптеры переменного / постоянного тока. После подключения источника питания к контакту Vin вы получаете регулируемое напряжение 5 В и 3,3 В постоянного тока на соответствующих контактах платы Arduino. 5V используется для питания модуля Bluetooth HC-05.

Рис.3: Отображение контактов Arduino Uno

Последовательные контакты 0 (RX) и 1 (TX) Arduino используются для связи с модулем HC-05. Контакты с 4 по 7 подключены к микросхеме драйвера двигателя H-моста L293D. Из этих четырех контактов контакты 5 и 6 обеспечивают 8-битный вывод ШИМ с использованием функции analogWrite (), определенной в скетче asc_car.ino Arduino. Контакты 2 и 3 Arduino (не используются в этом проекте) могут использоваться для дополнительных функций, таких как управление освещением, звуковым сигналом и т. Д. Для питания Arduino Uno используется батарея 9 В, положительная клемма которой подключена к контакту Vin, а отрицательная клемма - к контакту GND. Контакты 5V и GND (земля) от Arduino подключены к модулю Bluetooth HC-05. Контакты RX (контакт 0) и TX (контакт 1) Arduino подключены к контактам TX и RX модуля HC-05 соответственно. Контакты с 4 по 7 Arduino обеспечивают управляющие сигналы для двигателей. Arduino выводит на эти контакты очень небольшое напряжение. Таким образом, требуется дополнительный источник питания для создания достаточного крутящего момента для двигателей, для которых используется модуль H-Bridge L293D. Вы можете подать дополнительный источник питания 12 В на контакт 8 (VCC2) L293D для управления двигателями. Выходные контакты с 4 по 7 Arduino подключены к контактам IN1 через IN4 L293D соответственно. Контакты заземления 4, 5, 12 и 13 L293D подключены к контактам заземления Arduino. Два мотор-редуктора постоянного тока на 100 об / мин (M1 и M2) напрямую подключены к выходным клеммам L293D.Механическое устройство бота или автомобиля завершается прикреплением двух колес к двум валам двигателя. Для движения влево или вправо с передней стороны автомобиля следует использовать армейские направляющие колеса. (Касторовое колесо использовалось в качестве переднего колеса во время испытаний в EFY Lab.) Arduino Uno можно запрограммировать с помощью программного обеспечения Arduino (IDE). Выключите модуль Bluetooth или отсоедините его от Arduino во время записи скетча asc_car.ino в Arduino Uno. Подключите смартфон к модулю HC-05. После того, как все соединения и механические устройства будут выполнены, загрузите приложение Arduino Bluetooth Controller из Google Play Store на смартфон Android. В Play Store доступно множество похожих приложений. В этом проекте используется ArduinoRC - приложение Arduino Bluetooth Controller, разработанное Estacado's Ltd. Откройте приложение ArduinoRC на смартфоне Android и подключитесь к устройству HC-05, набрав «1234» или «0000» в качестве пина для сопряжения с HC-05. Нажмите кнопку «Продолжить», чтобы подключить смартфон к модулю HC-05. Вы увидите экран на своем телефоне Android, как показано на рис. 4. Выберите режим «Автомобиль», откройте меню в правом верхнем углу и выберите параметр «Установить команды». Установите значение «4» для кнопки «Стоп» в приложении. Точно так же значения подачи 0, 1, 2 и 3 для Gesture_Front, Gesture_Left, Gesture_Right и Gesture_Back соответственно.

Рис.4: Автомобильный режим

Теперь бот готов к управлению с вашего смартфона. Вы можете управлять своим ботом, наклоняя смартфон в разные положения. Наклоните телефон вперед или назад, чтобы переместить бота вперед или назад. Точно так же наклоните телефон вправо или влево, чтобы бот повернул вправо или влево соответственно. После небольшой настройки схемы вы также можете использовать это приложение для управления освещением, звуковыми сигналами и музыкальными системами, наклоняя смартфон в разные стороны.

Скачать source code