Ρομπότ Bluetooth: 4 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:37

ARDUINO BLUETOOTH ROBOT CAR

Ημερομηνία Έργου: Αύγουστος 2018

Εξοπλισμός έργου:

1. 1 * Προσαρμοσμένη βασική πλατφόρμα.

2. 4 * DC Motor + Τροχοί.

3. Μπαταρίες 3 * 18650 με 3 θήκες μπαταριών και 2 * 18650 μπαταρίες με 2 θήκες μπαταριών.

4. Διακόπτες 2 * Rocker.

5. Κόκκινα φώτα LED 2 * με αντιστάσεις 220Κ σε σειρά

6. Κιτ 1 * που περιέχει: 2 τεμάχια SG90 Servo Motor + 1 τεμάχια Servo Braco 2 αξόνων.

7. 1 * Arduino Uno R3

8. 1 * Arduino Sensor Shield V5

9. 1 * L298N Dual Bridge DC Stepper Motor Driver

10. 1 * Υπερηχητική μονάδα HC-SR04

11. Λωρίδα 1 * 8 led neo pixel ws2812b ws2812 έξυπνης λωρίδας led RGB

12. 1 * BT12 Bluetooth Module BLE 4.0

13. Οθόνη 4 * ψηφίων τάσης 1 * 12V

14. 1 * 1602 LCD Display plus IIC σειριακή διεπαφή Adapter Module

15. Hot Glue, M3 stand-off, βίδες, ροδέλες.

16. Καλώδια από jumper αρσενικά σε θηλυκά 10cm και 15cm.

17. Απλό σύρμα 1mm περίπου 50cm.

18. Εργαλεία που περιλαμβάνουν: Συγκολλητικό σίδερο, μικροσκοπικά κατσαβίδια και πένσες

19. Καλώδιο USB σε Arduino.

ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΕΙΚΟΝΑ

Αυτό είναι το δεύτερο έργο με βάση το Arduino που έχω υποβάλει στο Instructables, ωστόσο το ρομπότ που περιγράφεται παρακάτω είναι το τέταρτο ρομπότ που έχω κατασκευάσει. Αυτό το ρομπότ βασίζεται σε μια προηγούμενη έκδοση που βασίστηκε στο WiFi, αυτή η νέα έκδοση διαθέτει επικοινωνίες WiFi και Bluetooth. Το WiFi που επιτρέπει στην κάμερα να μεταδίδει βίντεο απευθείας στην εφαρμογή Android. και το Bluetooth για να παρέχουν απλό έλεγχο του ρομπότ. Ο κώδικας Arduino ακούει τις εντολές Bluetooth, τις λαμβάνει, αποκωδικοποιεί την εντολή, ενεργεί σύμφωνα με την εντολή και, τέλος, επιστρέφει ένα μήνυμα απάντησης στην εφαρμογή Android. επιβεβαιώνοντας ότι η εντολή έχει τεθεί σε ισχύ. Εκτός από αυτά τα σχόλια για την εφαρμογή Android. το ρομπότ επαναλαμβάνει επίσης τις εντολές στη δική του οθόνη LCD γραμμής 16x2.

Η φιλοσοφία μου κατά την κατασκευή ρομπότ είναι να διασφαλίσω ότι όχι μόνο λειτουργούν με τον απαιτούμενο τρόπο αλλά και ότι φαίνονται αισθητικά σωστά με καθαρές γραμμές και καλές μεθόδους κατασκευής. Χρησιμοποίησα έναν αριθμό πόρων που βασίζονται στο Διαδίκτυο τόσο για τα ηλεκτρονικά όσο και για τον κώδικα Arduino και γι 'αυτό ευχαριστώ τους συντελεστές αυτούς.

Η επιλογή των μπαταριών 18650 βασίστηκε στη βαθμολογία ισχύος τους και στην ευκολία απόκτησης μεταχειρισμένων μπαταριών καλής ποιότητας συνήθως από παλιούς φορητούς υπολογιστές. Ο πίνακας Arduino είναι ένας τυπικός κλώνος, όπως και ο ελεγκτής κινητήρα L298N Dual Bridge. Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος είναι επαρκείς για το έργο, αλλά θεώρησα ότι οι μεγαλύτεροι κινητήρες 6V DC με άμεση κίνηση θα είχαν καλύτερη απόδοση, αυτό είναι μια πιθανή μελλοντική αναβάθμιση του έργου.

Βήμα 1: Διάγραμμα Fritzing

Το διάγραμμα Fritzing δείχνει τις διάφορες συνδέσεις από τις μπαταρίες, μέσω του διακόπτη δύο πόλων, στο Arduino Uno. Από το Arduino Uno έως το L298N Motor Driver, οθόνη γραμμής LCD 16X2, Bluetooth BT12, ηχητικό πομπό και δέκτη HC-SR04, servos για την κάμερα και ηχητικό πομπό και τέλος από το L298N στους κινητήρες DC.

Σημείωση: Το διάγραμμα Fritzing δεν εμφανίζει κανένα από τα καλώδια GND

Βήμα 2: Κατασκευή

ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ

Η βασική κατασκευή αποτελείται από μία μόνο βάση 240mm x 150mm x 5mm με οπές που ανοίγονται για τις βάσεις M3, οπές για τα στηρίγματα L298N, MPU-6050 και Arduino Uno. Μία μεμονωμένη τρύπα 10 χιλιοστών άνοιξε στη βάση για να επιτρέψει καλώδια ελέγχου και καλώδια τροφοδοσίας. Χρησιμοποιώντας stand-off 10 χιλιοστών το πρόγραμμα οδήγησης LCD, Arduino Uno και L298N είναι συνδεδεμένο και συνδεδεμένο σύμφωνα με το παραπάνω διάγραμμα.

Οι κινητήρες συνεχούς ρεύματος τοποθετούνται στην κάτω πλάκα χρησιμοποιώντας θερμή κόλλα. Μετά τη συγκόλληση των καλωδίων του κάθε κινητήρα, συνδέονται με τον αριστερό και τον δεξιό σύνδεσμο του οδηγού κινητήρα L298N. Ο βραχυκυκλωτήρας οδήγησης μοτέρ L298 εγκαταστάθηκε έτσι ώστε να μπορεί να παρέχεται τροφοδοσία 5V για την πλακέτα Arduino Uno. Στη συνέχεια, οι υποδοχές μπαταρίας 18650 ήταν κολλημένες στο κάτω μέρος της βάσης και συνδέθηκαν μέσω ενός διακόπτη δύο πόλων στο Arduino Uno και τις εισόδους 12V και Ground του οδηγού κινητήρα L298.

Τα σερβο καλώδια της κάμερας όπου ήταν συνδεδεμένα με τους ακροδέκτες 12 και 13, το σερβο καλώδιο HC-SR04 ήταν προσαρτημένο στην ακίδα 3. Οι καρφίτσες 5, 6, 7, 8, 9 και 11 ήταν προσαρτημένες στο πρόγραμμα οδήγησης κινητήρα L298N. Η μονάδα Bluetooth BT12 συνδέθηκε με τις πρίζες Arduino Sensor Shield V5 Bluetooth, VCC, GND, TX και RX, με αντίστροφα τα καλώδια TX και RX. Το σετ ακίδων URF01 χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση των ακίδων HC-SR04, VCC, GND, Trig και Echo, ενώ το σετ καρφιών IIC χρησιμοποιήθηκε για τη σύνδεση των ακίδων LCD VCC, GND, SCL και SCA. Τέλος, οι ακίδες 8 φωτιστικών οδηγήσεων VCC, GND και DIN είναι συνδεδεμένες με το pin 4 και τις αντίστοιχες καρφίτσες VCC και GND.

Καθώς και οι δύο μπαταρίες και οι διακόπτες ισχύος τους ήταν τοποθετημένοι κάτω από τη βάση, προστέθηκε παράλληλα με το διακόπτη τροφοδοσίας ένα κόκκινο LED και μια αντίσταση 220K, έτσι ώστε να ανάβει όταν ήταν ενεργοποιημένος ο διακόπτης λειτουργίας.

Οι επισυναπτόμενες φωτογραφίες δείχνουν τα στάδια κατασκευής του ρομπότ ξεκινώντας με τις βάσεις M3 να είναι προσαρτημένες στο Arduino Uno και το L298N και στη συνέχεια και τα δύο αυτά στοιχεία είναι προσαρτημένα στη βάση. Πρόσθετες βάσεις στήριξης M3 χρησιμοποιούνται μαζί με την ορειχάλκινη πλάκα για την κατασκευή μιας πλατφόρμας στην οποία είναι τοποθετημένα τα HC-SR04 και Camera Servos. Πρόσθετες φωτογραφίες δείχνουν την καλωδίωση και την κατασκευή των μοτέρ, τις θήκες της μπαταρίας και τη φωτεινή ταινία Neo pixel.

Βήμα 3: Κωδικοποίηση Arduino και Android

Κωδικοποίηση ARDUINO:

Χρησιμοποιώντας το λογισμικό ανάπτυξης Arduino 1.8.5, το ακόλουθο πρόγραμμα τροποποιήθηκε και στη συνέχεια κατέβηκε στον πίνακα Arduino Uno μέσω σύνδεσης USB. Wasταν απαραίτητο να βρείτε και να κατεβάσετε τα ακόλουθα αρχεία βιβλιοθήκης:

· LMotorController.h

· Σύρμα.η

· LiquidCrystal_IC2.h

· Servo.h

· NewPing.h

· Adafruit_NeoPixel

(Όλα αυτά τα αρχεία είναι διαθέσιμα από την ιστοσελίδα

Η παραπάνω φωτογραφία δείχνει μια απλή επιδιόρθωση που επιτρέπει τη λήψη του κωδικού Arduino στον πίνακα Arduino Uno. Ενώ η μονάδα BT12 ήταν προσαρτημένη στις ακίδες TX και RX, το πρόγραμμα λήψης θα αποτύγχανε πάντα, οπότε πρόσθεσα μια απλή διακοπή σύνδεσης στη γραμμή TX, η οποία ήταν σπασμένη κατά τη λήψη του κώδικα και στη συνέχεια διαμορφώθηκε προκειμένου να δοκιμαστούν οι επικοινωνίες BT12. Μόλις δοκιμάστηκε πλήρως το ρομπότ, αφαίρεσα αυτόν τον σπαστό σύνδεσμο.

Μπορείτε να βρείτε το αρχείο πηγαίου κώδικα Arduino και Android στο τέλος αυτής της σελίδας

Κωδικοποίηση ANDROID:

Χρήση του Android Studio build 3.1.4. και τη βοήθεια πολλών πηγών πληροφοριών στο Διαδίκτυο, για τις οποίες ευχαριστώ, ανέπτυξα μια εφαρμογή που επιτρέπει στον χρήστη να επιλέξει και να συνδεθεί σε μια πηγή WiFi για την κάμερα και σε μια πηγή Bluetooth για τον έλεγχο των ενεργειών του Ρομπότ. Η διεπαφή χρήστη εμφανίζεται παραπάνω και οι δύο παρακάτω σύνδεσμοι δείχνουν βίντεο του ρομπότ και της κάμερας σε δράση. Η δεύτερη λήψη οθόνης δείχνει τις επιλογές σάρωσης και σύνδεσης WiFi και Bluetooth. Αυτή η οθόνη θα ελέγξει επίσης ότι η εφαρμογή έχει τα απαραίτητα δικαιώματα για πρόσβαση τόσο στο WiFi όσο και στο δίκτυο και τις συσκευές Bluetooth. Η εφαρμογή μπορεί να μεταφορτωθεί μέσω του παρακάτω συνδέσμου, ωστόσο δεν μπορώ να εγγυηθώ ότι θα λειτουργήσει σε οποιαδήποτε άλλη πλατφόρμα εκτός από την καρτέλα Samsung 10.5 2. Επί του παρόντος, η εφαρμογή υποθέτει ότι η συσκευή Bluetooth ονομάζεται "BT12". Η εφαρμογή Android στέλνει απλές εντολές ενός χαρακτήρα στο ρομπότ, αλλά λαμβάνει συμβολοσειρές επιβεβαίωσης εντολών σε αντάλλαγμα.

Βήμα 4: Για να ολοκληρώσετε

Μπορείτε να δείτε το βίντεο You Tube της βασικής λειτουργίας του ρομπότ στη διεύθυνση:

Μπορείτε να δείτε βίντεο του You Tube για την αποφυγή εμποδίων του ρομπότ στη διεύθυνση:

Τι έχω μάθει:

Η επικοινωνία Bluetooth είναι σίγουρα η καλύτερη μέθοδος για τον έλεγχο του ρομπότ, ακόμη και με το μέγιστο εύρος 10 μέτρων που έχει το BT12. Η χρήση των μπαταριών 18650, ένα σετ για την τροφοδοσία των κινητήρων και ένα δεύτερο σετ για την τροφοδοσία του Arduino, της θωράκισης, των σερβομηχανισμών, του BT12 και της LCD βοηθά σημαντικά στην παράταση της διάρκειας ζωής της μπαταρίας. Εντυπωσιάστηκα με τη φωτεινή λωρίδα NEO Pixel, οι λυχνίες LED RGB είναι φωτεινές και εύκολες στον έλεγχο, όπως ήταν και η μονάδα Bluetooth BT12, η οποία λειτούργησε άψογα από τη λήψη της.

Τι έπεται:

Αυτό το έργο αφορούσε πάντα τη χρήση των επικοινωνιών Bluetooth. Τώρα που έχω ένα μοντέλο εργασίας και μπορώ να ελέγξω το ρομπότ μέσω της εφαρμογής Android, είμαι έτοιμος να ξεκινήσω το επόμενο έργο που θα είναι το πιο περίπλοκο που έχω επιχειρήσει, δηλαδή ένα εξάποδο, 3 DOM ανά πόδι, Hexapod το οποίο θα ελέγχεται από Bluetooth και να μπορεί να μεταδίδει βίντεο σε πραγματικό χρόνο μέσω της κεφαλής του, το οποίο θα μπορεί να κινείται κάθετα και οριζόντια. Περιμένω επίσης ότι το ρομπότ θα έχει αποφυγή εμποδίων.