ربات بلوتوث آردوینو: 18 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

اولین ماشین ربات آردوینو خود را بسازید!

کاملترین و جامع ترین دستورالعمل های گام به گام بصری برای ساخت اولین ماشین روبات بلوتوث آردوینو. لذت بردن!

مرحله 1: مرور پروژه

یک شاسی ماشین روبات شامل قاب پایین است که موتورهایی که تایرها یا چرخ ها را حرکت می دهند روی آن وصل شده اند. موتورها به موتور درایو شیلد متصل شده اند که (به سبک پیگبیک) به برد Arduino UNO متصل است. یک ماژول گیرنده بلوتوث نیز به برد Arduino متصل است. آردوینو طوری برنامه ریزی شده است که سیگنال های بلوتوث را از یک برنامه اندرویدی دریافت می کند و موتورها را خاموش و روشن می کند ، بنابراین چرخ ها را می چرخاند و ماشین را حرکت می دهد.

مرحله 2: روش شناسی: دریافت ، آماده سازی ، جمع آوری

• دریافت اجزاء: برای تکمیل پروژه ، همه اجزا را از قبل جمع آوری کنید.
• آماده سازی ماژول ها: اتصال دهنده ها را به همه ماژول هایی که به هم متصل شده اند وصل کنید.
• پروژه مونتاژ: مجموعه را برای اطمینان از اتصالات صاف و آسان ترتیب دهید.

مرحله 3: اجزاء

• Arduino Uno R3 Board: این پروژه از Freenove UNO R3 استفاده می کند ، اما هر برد سازگار با Arduino این کار را انجام می دهد. آردوینو شامل کد پروژه است ، سیگنال های بلوتوث را از ماژول بلوتوث می خواند و سیگنال های (خروجی) را به سپر موتور می نویسد.
• L293D Motor Drive Shield: این پروژه از Gikfun Motor Drive Shield Expansion Board L293D برای Arduino UNO استفاده می کند. سپر موتور سیگنال های ورودی را از روی برد آردوینو می خواند و سروهای (خروجی) چرخ ها را می چرخاند.
• HC-05 Bluetooth Wireless: این پروژه از ماژول انتقال سریال Bluetooth DSD-Tech HC-05 استفاده می کند. ماژول بلوتوث سیگنال های بلوتوث (ورودی) را از برنامه Android دریافت می کند و سیگنال های (خروجی) را به برد آردوینو ارسال می کند.
• کیت ماشین روبات: این کیت شامل شاسی ، موتور ، لاستیک/چرخ ، سیم ، پیچ ، مهره و غیره است. یک کیت اصلی شامل یک شاسی (شاید 2) ، 4 موتور ، 4 چرخ و مهره ، پیچ و مهره ، پیچ و 2 سیم در هر موتور
• باتری: دو باتری: 9 ولت برای برد آردوینو و یک واحد 4 AA برای موتور شیلد. یک باتری 9 ولت آردوینو را هدایت می کند و یک واحد 4 باتری قلمی AA سپر موتور را هدایت می کند.
• برنامه Android: برنامه Android Bluetooth RC Controller برای ارسال سیگنال های بلوتوث به ماشین ربات. این برنامه حرکات ماشین روبات را کنترل می کند (جلو بروید ، عقب بروید ، به چپ بپیچید ، به راست بپیچید).

مرحله 4: آماده سازی: مرور کلی

ماشین روبات معمولاً (eBay ، Amazon ، Banggood و غیره) یا به عنوان یک کیت اصلی (شاسی ، موتور ، چرخ ، مهره ، پیچ و مهره ، سیم بدون تخته) یا یک کیت کامل (با Arduino ، Motor Shield ، بلوتوث ،) به فروش می رسد. باتری ها ، دستورالعمل های مونتاژ و ، اختیاری ، سایر حسگرها). مونتاژ یکسان است ، به شرطی که همه اجزا را داشته باشید.

مرحله 5: سیم های موتور

هر موتور باید به 2 سیم متصل شود: زمین و ولتاژ. برای ایجاد ثبات ، سیم ولتاژ مثبت (قرمز) را به کانکتور بالای موتور (با سیم لحیم یا قلاب) و سیم اتصال زمین منفی (سیاه ، آبی ، یا هر رنگ دیگر) را به کانکتور موتور پایین وصل کنید.

این کار را قبل از مونتاژ ، هر موتور به صورت جداگانه انجام دهید. اگر بعد از مونتاژ ، لحیم کاری اتصال سیم پایین می تواند کمی مشکل باشد (اما شدنی است!). همچنین توصیه می شود سیم ها را به صورت عمودی لحیم کنید (به سمت بالا و نه به طرف دیگر) بنابراین طول بیشتری از سیم را ایجاد کنید و اتصال انتهای دیگر را به محافظ موتور آسان تر کنید.

مرحله 6: سیم های بلوتوث

ماژول بلوتوث HC-05 به 4 سیم نیاز دارد:

RX & TX: زن (از سمت HC-05) تا نر (پین هدر Motor Shield TX & RX).

VCC & GND: زن (از طرف HC -05) تا زن (پین های Motor Shield Servos + & -).

مرحله 7: سیم های سپر موتور

Motor Shield در بالای برد آردوینو (piggyback) قرار می گیرد ، بنابراین GPIO های آن (پین ها) با برد Arduino در زیر آن مطابقت دارد. ما نمی توانیم ، یا نمی خواهیم ، پین های برد آردوینو را مستقیماً لحیم کنیم.

بنابراین ، ما باید یک Header 2 پینی را به GPIO 0 & 1 در Motor Shield لحیم کنیم (بنابراین به ترتیب به پین های Arduino RX & TX ، در زیر متصل می شویم). اینها بعداً به پین های HC-05 Bluetooth TX & RX متصل می شوند (بنابراین ، به ترتیب معکوس: Bluetooth RX به Arduino TX و بلوتوث TX به Arduino RX).

مرحله 8: کد منطقی آردوینو

آردوینو باید سیگنال های ورودی (بلوتوث) را بخواند و دستورات خروجی را برای حرکت موتورها به موتور بنویسد. کد را می توان از کادر زیر در Arduino IDE در Mac/PC خود چسباند ، سپس در برد Arduino بارگذاری کرد.

کد به کتابخانه AFMotor (AF = Ada Fruit) نیاز دارد. این یک کتابخانه استاندارد است و می تواند مستقیماً از Arduino IDE (بدون نیاز به پیوندهای خارجی) نصب شود. Sketch> Include Library> Manage Libraries را حرکت دهید ، سپس از Adafruit Motor Shield جستجو کنید. نسخه 1.0.1 (نه 2.0) را برای این پروژه نصب کنید. سپس کد زیر را در یک پروژه پروژه IDE جدید کپی/جایگذاری کنید ، Verify سپس Upload. هنگامی که بارگذاری با موفقیت انجام شد ، برد Arduino را قطع کنید (زیرا کد در حافظه خود باقی می ماند). آردوینو اکنون به عنوان یک دستگاه مستقل آماده است.

مرحله 9: Android Arduino Bluetooth RC Car App

در تلفن Android ، به فروشگاه Google Play بروید و برنامه Arduino Bluetooth RC Car را بارگیری کنید. این برنامه بعداً پس از اتصال به Arduino/Motor Shield با ماژول بلوتوث HC-05 جفت می شود. این برنامه به شما امکان می دهد حرکات ماشین را کنترل کنید.

مرحله 10: باتری ها

شما به 2 واحد باتری نیاز دارید:

یک باتری 9 ولت با ضربه محکم و ناگهانی که تغذیه کننده برد آردوینو است.

یک نگهدارنده باتری 4xAA (یا هر آنچه کیت Robot Car شما نیاز دارد) برای تغذیه Motor Shield. سیم ها ممکن است نیاز به چین دار داشته باشند تا مطمئن شوند داخل پین Motor Shield به طور ایمن قرار می گیرند.

مرحله 11: مونتاژ: مرور کلی

دنباله مونتاژ برای اطمینان از پیشرفت هموار در پایان موفقیت آمیز پروژه مهم است. بنابراین،

1. با شاسی (موتورها ، چرخها) شروع کنید

2. Motor Shield را به برد آردوینو وصل کنید.

3. Motors را به Motor Shield وصل کنید

4. ماژول بلوتوث HC-05 را به Motor Shield وصل کنید

مرحله 12: کیت ماشین روبات

کیت به احتمال زیاد دارای دستورالعمل مونتاژ است ، اما به طور کلی مراحل زیر را رعایت می کند:

1. در قسمت جلو و عقب خودرو تصمیم بگیرید (در عکس ، جلو از نظر بیننده به جلو نشان می دهد).

2. موتورها را به عنوان چپ جلو ، چپ عقب و راست جلو ، راست عقب علامت گذاری کنید. این به منظور تسهیل اتصال به دو طرف چپ و راست موتور سپر است.

3. هر موتور را به نوبت مونتاژ کرده و محل قرارگیری را در عکس ذکر کنید (موتورهای جلو رو به عقب ، موتورهای عقب رو به جلو). برای هر موتور:

3.1 موتور را روی شاسی قرار دهید

3.2 با براکت های هر طرف محکم کنید

3.3 پیچ و مهره ها را اضافه کرده و محکم کنید تا موتور در جای خود ثابت شود

3.4 افزودن رمزگذار سرعت (دایره سیاه/خاکستری)

3.5 چرخ را به سمت بیرون موتور وصل کنید

مرحله 13: Arduino & Motor Shield

موتور شیلد برد آردوینو را به صورت پیگ بک در اختیار شما قرار می دهد. Motor Shield را در بالای آردوینو قرار دهید تا از تراز مناسب پین ها اطمینان حاصل کنید: پایه های Motor Shield 0 RX و 1 TX در بالای پین های Arduino 0 RX و 1 TX.

به آرامی به سمت پایین فشار دهید تا 2 تخته به طور ایمن تراز و متصل شوند. پس از اتمام ، Motor Shield LEFT در بالای ورودی باتری آردوینو 9 ولت قرار دارد.

یک جعبه کوچک خالی را در وسط شاسی ثابت کرده و دسته کوچک موسیقی جاز Arduino/Motor Shield را در بالا (کمی بالاتر از موتورها) قرار دهید.

مطمئن شوید که بلوتوث RX/TX رو به جلوی خودرو و ورودی باتری آردوینو 9V در سمت چپ خودرو باشد. پین های Motor Shield M1 & M2 در حال حاضر در سمت چپ خودرو و پین های M3 & M4 در سمت راست خودرو قرار دارند.

مرحله 14: سیم کشی سپر موتور

Motor Shield دارای 4 کانکتور موتور است: M1 ، M2 در سمت چپ و M3 ، M4 در سمت راست. موتور دارای سیم زرد -7 و سیم قرمز +ve است (به عکس مراجعه کنید). پین اول هر M پین رو به بیرون است (به عنوان مثال M1/M4 پین اول رو به جلو ، M2/M3 پین 1 رو به عقب است).

M1 موتور جلو چپ را متصل می کند: پین اول -ve ، پین دوم +ve

M2 موتور چپ عقب را متصل می کند: پین اول -ve ، پین دوم +ve

M3 موتور عقب راست را متصل می کند: پین اول -ve ، پین دوم +ve

M4 موتور جلو راست را متصل می کند: 1 -pin -ve ، 2nd pin +ve

اتصالات صحیح Mx برای اطمینان از چرخش چرخها در جهت صحیح با هم مهم هستند. به عنوان مثال ، وقتی قرار است خودرو به جلو حرکت کند ، همه چرخ ها باید خلاف جهت عقربه های ساعت بچرخند ، و جهت معکوس برای حرکت به عقب صادق است.

مرحله 15: سیم کشی بلوتوث HC-05

ماژول بلوتوث HC -05 به 4 سیم نیاز دارد: RX & TX به Arduino/Motor Shield TX & RX ، GND & VCC به Motor Shield Servos متصل شود - و + پین. در سمت چپ جلویی Motor Shield 2 خوشه با 3 پین وجود دارد. این دومین خوشه (نزدیک به پورت USB) است که باید متصل شود ، سمت چپ پین -ve و راست ترین آن +ve است).

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

بلوتوث TX (قرمز) -> Motor Shield 2 -Pin Header 0 (RX)

بلوتوث GND (قهوه ای) -> - Servos (پین سمت چپ)

VCC بلوتوث (قرمز) -> + سروو (راست ترین پین)

مرحله 16: سیم کشی باتری

باتری 9 ولت (با استفاده از Blu Tack ، نوار دو طرفه یا چسب) را به قسمت جلوی خودرو تعمیر کنید. ضربه محکم و ناگهانی باتری را به سوکت ورودی باتری Arduino 9V (در سمت چپ خودرو) وصل کنید. چراغ سبز Motor Shield روی ماژول بلوتوث روشن می شود (معمولاً قرمز) چشمک زن شروع به چشمک زدن می کند (نشان می دهد که آماده جفت شدن است).

بسته باتری 4 AA را به پشت خودرو ثابت کنید. سیم های بسته منفی (مشکی) و مثبت (قرمز) را به پین های باتری Motor Shield (2 پایه آبی رو به پشت خودرو) وصل کنید. پین سمت راست با علامت GND به سیم سیاه و پین سمت چپ دیگر به سیم قرمز متصل می شود.

مرحله 17: آزمایش و رانندگی

ماشین در حال حاضر آماده است! اما برای حرکت واقعی ، ما باید ماژول بلوتوث آن را با برنامه Android جفت کنیم. اطمینان حاصل کنید که چراغ ماژول بلوتوث روشن/خاموش می شود و نشان می دهد قابل جستجو است و آماده جفت شدن است.

1. به تنظیمات تلفن Android خود> بلوتوث بروید و ماژول بلوتوث خودرو را جستجو کنید. در پروژه ما ، ماژول DSD TECH HC-05 است ، رمز عبور/پین معمولاً 1234 است (اگر نه ، 0000). تلفن Android را با HC-05 جفت کنید.

2. برنامه Bluetooth RC Car را راه اندازی کنید ، به تنظیمات (منوی نماد دندانه دار) بروید و سپس از منوی Options "Connect to Car" را انتخاب کنید. اگر همه چیز خوب باشد ، اتصال برقرار می شود (چشمک زدن بلوتوث متوقف می شود) و دایره بزرگ قرمز بالای صفحه برنامه به رنگ سبز در می آید.

3. شاسی خودرو را روی یک جعبه بلند نازک روی میز خود قرار دهید ، بنابراین جعبه در وسط شاسی قرار دارد و چرخ ها می توانند آزادانه در اطراف آن بچرخند. با ضربه زدن روی هر دکمه Forward ، Backward ، Right و Left در صفحه برنامه ، اتصال را آزمایش کنید. برای مشاهده تصاویر ویدیو تماشا کنید.

4. اگر همه چرخها به درستی می چرخند (به عنوان مثال در جهت عقربه های ساعت برای جلو) ، ماشین را روی یک سطح صاف (سنگ مرمر ، وینیل ، چوب ، نه فرش) قرار دهید و ماشین را در اطراف بچرخانید. لذت بردن!

مرحله 18: چگونه کار می کند

برنامه Bluetooth RC Controller دستورات زیر (در قالب نویسه) را به ماژول بلوتوث خودرو HC-05 ارسال می کند:

'F' برای جلو رفتن

"B" به عقب برمی گردد

'L' برای گردش به چپ

'R' برای گردش به راست

'S' برای متوقف کردن ماشین

برای دستورات بیشتری که می توانید به کد Arduino اضافه کنید ، به تنظیمات برنامه مراجعه کنید.

منطق برد Arduino ورودی بلوتوث HC-05 (پیوسته در عملکرد حلقه ()) را با استفاده از اتصالات RX/TX می خواند و به Motor Shield دستور می دهد موتورها/چرخ ها را برای اجرای فرمان حرکت دهد. به عنوان مثال ، برای گردش به چپ ، آردوینو موتورهای M1 و M2 را به جلو و موتورهای M3 و M4 را به عقب حرکت می دهد.