Машина на пульте управления ардуино блютуз. Готовые Arduino роботы

Пояснения к коду:

1. Для тестирования, можно отправлять команды с компьютера через USB;
2. Вращение моторов при подключении к аккумулятору будут отличаться;
3. Вы можете задавать свою скорость вращения моторами.

После проверки работы машинки, установите приложение на смартфон или планшет. При первом подключении к Bluetooth модулю HC-05/06, потребуется сделать сопряжение с Андроид (затем сопряжение будет выполняться автоматически). Если у вас возникли сложности с подключением — прочитайте эту статью

Сейчас снова хочу предоставить вам интересный вариант «Управляем Arduino-машинкой при помощи G-сенсора на Android смартфоне»

В данной статье я вам расскажу, как при помощи данного сервиса RemoteXY очень легко настроить дистанционное управление платформой или машинкой. Робомашинкой мы будем управлять при помощи элемента управления «Джойстик», который умеет работать от G-сенсора вашего смартфона. В конце статьи вы найдете видео и можете посмотреть, что же у нас получилось.

Мы собрали очень простую двухколесную тележку, что бы продемонстрировать вам, как построить систему дистанционного управления. В тележке использованы следующие компоненты (мы не претендуем на качество изготовления, тележка собрана для демонстрации возможностей ресурса RemoteXY):

• Платформа — ее мы вырезали из листового материала. Для простоты использовали ДВП;
• Переднее колесо — поворотное колесико от кресла;
• Мотор-редукторы 2 шт.;
• Колеса , с осью подходящей к мотор-редукторам 2 шт. Колеса мы приобретали совместно с мотор редукторами;
• Батарейный отсек с выключателем, на 4-е пальчиковые батарейки (тип АА);
• Arduino , мы использовали все тот же клон Seeeduino;
• Модуль Bluetooth HC-06 ;
• Драйвер моторов на чипе L298N;

Все детали можно заказать на китайском сайте за копейки. Правда придется ждать немного. но лучше сэкономить чем переплатить

Электрическая часть и схема подключения всех модулей машинки представлена на следующем рисунке.

Программа управления

Войдите в редактор на этом ресурсе и сконструируйте следующий интерфейс управления:

Установите по центру экрана «Джойстик». В свойствах джойстика выберите установку дополнительного элемента управления «Включить G сенсор». Выберите положение переключателя G-сенсора «Низ-лево». Так же в настройках можете изменить цвет на красный. В дальнейшем джойстиком мы будем управлять движением машинки.

Установите «Переключатель». Разместите его левее джойстика. Можете так же изменить его цвет. Переключателем мы будем управлять светодиодом на плате Arduino на пине 13.

Если вы все правильно сделали, у вас должен получиться примерно такой интерфейс управления:

В настройках проекта выберите целевую платформу, для которой мы получаем исходный код «Arduino (SoftwareSerial)». Нажимаем кнопку «Получить код» и загружаем исходный код на свой компьютер.

Откроем загруженный скетч в IDE Arduino. Скетч прекрасно компилируется без ошибок. Однако, в нем конечно же нет кода для управления нашей машинкой. Наша задача написать этот код. Для образца мы будем использовать загруженный пример.

Обратите внимание на определение структуры RemoteXY_TypeDef в файлеremotexy.h . Структура содержит поля, полностью соответствующие установленным на интерфейсе управления элементам управления. Мы видим переменные joystick_1_x иjoystick_1_y , отражающие координаты x и y нашего джойстика, а так же переменную switch_1 , отражающую переключатель.

/* структура определяет все переменные вашего интерфейса управления */ typedef struct {

/* input variable */ signed char joystick_1_x; /* =-100..100 координата x положения джойстика */ signed char joystick_1_y; /* =-100..100 координата y положения джойстика */ unsigned char switch_1; /* =1 если переключатель включен и =0 если отключен */

/* other variable */ unsigned char connect_flag; /* =1 if wire connected, else =0 */

} RemoteXY_TypeDef;

Далее приводится основной код программы, в который уже встроено управление моторами нашей машинки. Вы можете просто скопировать данный код в свой скетч, или же выборочно добавить необходимые куски кода в загруженный пример.

#include #include #include "remotexy.h"

/* определяем пины управления правым мотором */
#define PIN_MOTOR_RIGHT_UP 7
#define PIN_MOTOR_RIGHT_DN 6
#define PIN_MOTOR_RIGHT_SPEED 10

/* определяем пины управления левым мотором */
#define PIN_MOTOR_LEFT_UP 5
#define PIN_MOTOR_LEFT_DN 4
#define PIN_MOTOR_LEFT_SPEED 9

/* определяем пин управления светодиодом */
#define PIN_LED 13

/* определяем два массива с перечислением пинов для каждого мотора */
unsigned char RightMotor = {PIN_MOTOR_RIGHT_UP, PIN_MOTOR_RIGHT_DN, PIN_MOTOR_RIGHT_SPEED};
unsigned char LeftMotor = {PIN_MOTOR_LEFT_UP, PIN_MOTOR_LEFT_DN, PIN_MOTOR_LEFT_SPEED};

/*
управление скоростью мотора
motor — ссылка на массив пинов
v — скорость мотора, может принимать значения от -100 до 100
*/
void Wheel (unsigned char * motor, int v)
{
if (v>100) v=100;
if (v<-100) v=-100;
if (v>0) {
digitalWrite(motor, HIGH);
digitalWrite(motor, LOW);
analogWrite(motor, v*2.55);
}
else if (v<0) {
digitalWrite(motor, LOW);
digitalWrite(motor, HIGH);
analogWrite(motor, (-v)*2.55);
}
else {
digitalWrite(motor, LOW);
digitalWrite(motor, LOW);
analogWrite(motor, 0);
}
}

void setup()
{
/* инициализация пинов */
pinMode (PIN_MOTOR_RIGHT_UP, OUTPUT);
pinMode (PIN_MOTOR_RIGHT_DN, OUTPUT);
pinMode (PIN_MOTOR_LEFT_UP, OUTPUT);
pinMode (PIN_MOTOR_LEFT_DN, OUTPUT);
pinMode (PIN_LED, OUTPUT);

/* инициализация модуля RemoteXY */
RemoteXY_Init ();

void loop()
{
/* обработчик событий модуля RemoteXY */
RemoteXY_Handler ();

/* управляем пином светодиода */
digitalWrite (PIN_LED, (RemoteXY.switch_1==0)?LOW:HIGH);

/* управляем правым мотором */
Wheel (RightMotor, RemoteXY.joystick_1_y — RemoteXY.joystick_1_x);
/* управляем левым мотором */
Wheel (LeftMotor, RemoteXY.joystick_1_y + RemoteXY.joystick_1_x);
}

В самом начале определяются номера пинов, которые будут использованы для управления моторами. Далее номера пинов группируются в два массива, для правого и левого мотора соответственно. Для управления каждым мотором через драйвер на чипе L298N необходимо использовать 3 сигнала: два дискретных, указывающих направление вращения мотора, и один аналоговый, определяющий скорость вращения. Данными преобразованиями у нас занимается функция Wheel . На вход функции передаем ссылку на массив пинов выбранного мотора, и скорость вращения как знаковое число от -100 до 100. Если передали скорость 0, то мотор отключается.

В предопределенной функции setup настраиваются пины на работу как выходы. Для аналогового сигнала используются пины, которые могут работать как ШИМ преобразователи. Это пины 9 и 10. Они не требуют настройки в среде Arduino.

В предопределенной функции loop в каждой итерации работы программы вызывается обработчик модуля RemoteXY. Далее происходит управление зажиганием светодиода, далее управление моторами. Для управления моторами из структуры RemoteXY считываются поля по координатам джойстика X и Y, на основе координат выполняется математическая операция расчета скорости для каждого мотора, и вызывается функция Wheel , задающая скорость мотора. Данные вычисления выполняются в каждом цикле работы программы, обеспечивая непрерывность вычисления управляющих импульсов моторов на основе координат джойстика.

Залейте получившейся скетч Arduino в контроллер. Загрузите и запустите Android мобильное приложение на ваш смартфон или планшет. Соединитесь с вашим устройством и можете им управлять. Джойстиком можно управлять в обычном режиме, перемещая движок пальцем. Можно включить G-сенсор, и движок джойстика будет перемещаться сам в зависимости от наклона вашего смартфона.

Если после сборки вашего устройства, один или оба мотора вращаются в противоположном направлении, поменяйте провода местами при подключении мотора.

Машинка на arduino и Bluetooth без редактирования кода. Мы будем использовать специализированный бесплатный софт для составления скетча. Кроме того не надо покупать шасси для нашей поделки, подойдет практически любая неисправная радиоуправляемая модель автомобиля или танка.

Предлагаю посмотреть обзорный видеоролик про блютуз-управляемую машинку и ее начинку.

Итак, давайте разберем на живом примере как сделать своими руками дистанционно управляемую по bluetooth c android планшета или смартфона машинку. Статья, как ни странно, рассчитана на начальный уровень знаний. Здесь нет руководства по редактированию кода в Arduino IDE, да и мы использовать его будем только для заливки нашего кода. А составлять алгоритм управления будем в программе под названием FLProg. Программа управления со смартфона — HmiKaskada_free. Но сначала о железе, которое нам понадобится.

Машинка на arduino и Bluetooth — аппаратная часть.

Первое что необходимо это шасси , то есть корпус с колесами и моторчиками, который и будет ездить на радость нам и окружающим. В моем случае был использован корпус от радиоуправляемой игрушки в которой выгорела силовая часть. Перспектива ремонта мне показалась унылой, да и хотелось чего то нового для своих детей. Так и родился этот проект. В корпусе стоят два двигателя которые приводят в движение колеса по бортам машинки, как у танка. Вся электронная начинка отправилась на запчасти.

Для управления электродвигателями нашего будущего творения понадобится Н-мост на микросхеме L298N Ссылка на Али, я брал у именно этот. Картинка кликабельна.

Н-мост для arduino

Может управлять двумя двигателями в диапазоне напряжений 5 — 35 вольт. Поддерживает ШИМ, то есть можно регулировать обороты двигателей. На плате есть вывод стабилизированного напряжения 5 вольт для питания ардуино.

Схема подключения проста и незатейлива:

Следующей неотъемлемой частью электронной начинки нашего проекта является bluetooth модуль HC-06 . Самый обычный модуль для ардуино, настолько популярен что в дополнительном описании не нуждается.

HC-06 bluetooth for arduino

Основным элементом и мозгом в моем случае выступает arduino nano , тут даже фото выкладывать не буду ибо все о ней знают и умеют с ней работать. Кстати подойдет любая плата ардуино, лишь бы в корпус поместилась 😀

Аккумуляторы и провода для пайки в определении спецификации не нуждаются. Выбор аккумуляторов зависит от рабочего напряжения электродвигателей.

Машинка на arduino и Bluetooth — составление скетча.

Повторюсь — никакого копания в коде тут не будет. Мы будем использовать популярную программу FLProg. Скачать ее последнюю версию можно на официальном сайте . Интерфейс проги прост и незатейлив, но имеется огромный функционал и поддержка практически всех популярных модулей. Как ей пользоваться писать не буду так как это потянет на пару статей. Скажу только что я не встречал более удобной и доступной программы для составления скетчей для arduino и ее клонов. Скрин интерфейса:

Интерфейс FLProg

На сайте полно текстовых и видео мануалов, думаю разберетесь.

Мой проект для дистанционно-управляемой машины можно скачать с яндекс-диска через сервис сокращения ссылок.

Машинка на arduino и Bluetooth — интерфейс управления на планшете android.

По многочисленным просьбам написал подробную инструкцию по разработке интерфейса управления на базе HmiKaskada android в статье . Ссылка кликабельна.

Для устройств под управлением android существует программа HmiKaskada (ссылка на ЯндексДиск) . Изначально она разрабатывалась как альтернатива дорогим промышленным HMI панелям. Но пытливые умы быстро смекнули что управлять она может чем угодно. В нашем случае машинкой. Поддерживает беспроводные интерфейсы Wi-Fi и Bluetooth, кроме того можно девайс подключить напрямую через USB.

Есть платная и бесплатная версии программы. У меня есть обе но я принципиально сделал проект в бесплатной версии что бы показать вам и в очередной раз убедиться в абсолютной работоспособности free версии. Основное отличие free от PRO версий это работа только по блютуз.

На форуме FLProg есть гигантская ветка по вопросу совместимости с КаСкадой, да и разработчик активен и общителен. Скрин панели управления выкладывать не вижу смысла — он есть в видеоролике.

Там же находятся исходники для Android и другая полезная информация. В этой статье я покажу сборку CxemCAR для платформы Arduino. В качестве платы Arduino можно использовать практически любую Arduino-совместимую плату: UNO, Nano, Mega, Leonardo и даже на основе STM32 - Arduino DUE. Я использовал платку Arduino Nano V3, приобретенную на eBay за 9$.

Схема подключения Arduino к Bluetooth модулю HC-06 и драйверу двигателей L298N:

В схеме я использовал джампер (на схеме Jmp1), т.к. при подключенном Bluetooth модуле невозможно было загрузить скетч в Arduino. На время прошивки, снятием перемычки обесточивается Bluetooth-модуль.

В качестве платформы я использовал небольшую RC DIY платформу, купленную на за 25$. Сама платформа представляет из себя алюминиевое основание, куда крепится два двигателя, редуктор и 4 карданные передачи для 4-х колес. Сверху, на 3-х стойках ставится макетная плата.

Платформа не отличается высоким качеством изготовления. После того, как я ее собрал, попробовал подключить питание - двигателя даже не шевельнулись, много перекосов, недоработок и т.п. Пришлось все разбирать, немного ослабить крепления, кое-где подточить, хорошо все промазать смазкой, а также снял 2 кардана с передней оси. Получилась заднеприводная версия машинки.

После этого, я припаял Bluetooth-модуль к Arduino и вывел для него светодиод состояния. О разновидностях Bluetooth модулей, их подключении к Arduino, работы с ними и т.п. можете почитать в данной статье: . Модуль HC-06 поместил в термоусадочную трубку 10мм. Светодиод Bluetooth-состояния с токоограничительным резистором также были помещены в термоусадку, но более тонкую - 5мм.

В макетной плате, которая шла вместе с платформой, я просверлил отверстия и закрепил драйвер двигателей L298N. Плату Arduino прикрепил при помощи двухстороннего скотча.

Между алюминиевой платформой машинки и макетной платой я разместил 3 Li-Po аккумулятора 3.7В 1100 мА*Ч. Питание контроллера и двигателей раздельное: Arduino запитывается от одного аккумулятора 3.7В, а моторчики и драйвер L298N от двух последовательно соединенных аккумуляторов 3.7В. Предусмотрено два 2-х позиционных выключателя питания - в одном положение питание идет от аккумуляторов к потребителям, в другом положении на клеммы зарядки.

Фото машинки на подзарядке:

Программное обеспечение

Программа писалась в среде Arduino IDE 1.01. Код программы я постарался хорошо прокомментировать, но если будут вопросы - спрашивайте на форуме, в .

#include "EEPROM.h" #define D1 2 // направление вращение двигателя 1 #define M1 3 // ШИМ вывод для управления двигателем 1 (левый) #define D2 4 // направление вращение двигателя 2 #define M2 5 // направление вращение двигателя 2 (правый) #define HORN 13 // доп. канал 1 подключен к 13 пину //#define autoOFF 2500 // кол-во миллисекунд через которое робот останавливается при потери связи #define cmdL "L" // команда UART для левого двигателя #define cmdR "R" // команда UART для правого двигателя #define cmdH "H" // команда UART для доп. канала 1 (к примеру сигнал Horn) #define cmdF "F" // команда UART для работы с EEPROM памятью МК для хранения настроек #define cmdr "r" // команда UART для работы с EEPROM памятью МК для хранения настроек (чтение) #define cmdw "w" // команда UART для работы с EEPROM памятью МК для хранения настроек (запись) char incomingByte; // входящие данные char L_Data; // строковый массив для данных левого мотора L byte L_index = 0; // индекс массива char R_Data; // строковый массив для данных правого мотора R byte R_index = 0; // индекс массива char H_Data; // строковый массив для доп. канала byte H_index = 0; // индекс массива H char F_Data; // строковый массив данных для работы с EEPROM byte F_index = 0; // индекс массива F char command; // команда: передача координат R, L или конец строки unsigned long currentTime, lastTimeCommand, autoOFF; void setup() { Serial.begin(9600); // инициализация порта pinMode(HORN, OUTPUT); // дополнительный канал pinMode(D1, OUTPUT); // выход для задания направления вращения двигателя pinMode(D2, OUTPUT); // выход для задания направления вращения двигателя /*EEPROM.write(0,255); EEPROM.write(1,255); EEPROM.write(2,255); EEPROM.write(3,255);*/ timer_init(); // инициализируем программный таймер } void timer_init() { uint8_t sw_autoOFF = EEPROM.read(0); // считываем с EEPROM параметр "включена ли ф-ия остановки машинки при потере связи" if(sw_autoOFF == "1"){ // если таймер останова включен char var_Data; var_Data = EEPROM.read(1); var_Data = EEPROM.read(2); var_Data = EEPROM.read(3); autoOFF = atoi(var_Data)*100; // переменная автовыкл. для хранения кол-ва мс } else if(sw_autoOFF == "0"){ autoOFF = 999999; } else if(sw_autoOFF == 255){ autoOFF = 2500; // если в EEPROM ничего не записано, то по умолчанию 2.5 сек } currentTime = millis(); // считываем время, прошедшее с момента запуска программы } void loop() { if (Serial.available() > 0) { // если пришли UART данные incomingByte = Serial.read(); // считываем байт if(incomingByte == cmdL) { // если пришли данные для мотора L command = cmdL; // текущая команда memset(L_Data,0,sizeof(L_Data)); // очистка массива L_index = 0; // сброс индекса массива } else if(incomingByte == cmdR) { // если пришли данные для мотора R command = cmdR; memset(R_Data,0,sizeof(R_Data)); R_index = 0; } else if(incomingByte == cmdH) { // если пришли данные для доп. канала 1 command = cmdH; memset(H_Data,0,sizeof(H_Data)); H_index = 0; } else if(incomingByte == cmdF) { // если пришли данные для работы с памятью command = cmdF; memset(F_Data,0,sizeof(F_Data)); F_index = 0; } else if(incomingByte == "\r") command = "e"; // конец строки else if(incomingByte == "\t") command = "t"; // конец строки для команд работы с памятью if(command == cmdL && incomingByte != cmdL){ L_Data = incomingByte; // сохраняем каждый принятый байт в массив L_index++; // увеличиваем текущий индекс массива } else if(command == cmdR && incomingByte != cmdR){ R_Data = incomingByte; R_index++; } else if(command == cmdH && incomingByte != cmdH){ H_Data = incomingByte; H_index++; } else if(command == cmdF && incomingByte != cmdF){ F_Data = incomingByte; F_index++; } else if(command == "e"){ // если приняли конец строки Control4WD(atoi(L_Data),atoi(R_Data),atoi(H_Data)); delay(10); } else if(command == "t"){ // если приняли конец строки для работы с памятью Flash_Op(F_Data,F_Data,F_Data,F_Data,F_Data); } lastTimeCommand = millis(); // считываем текущее время, прошедшее с момента запуска программы } if(millis() >= (lastTimeCommand + autoOFF)){ // сравниваем текущий таймер с переменной lastTimeCommand + autoOFF Control4WD(0,0,0); // останавливаем машинку } } void Control4WD(int mLeft, int mRight, uint8_t Horn){ bool directionL, directionR; // направление вращение для L298N byte valueL, valueR; // значение ШИМ M1, M2 (0-255) if(mLeft > 0){ valueL = mLeft; directionL = 0; } else if(mLeft < 0){ valueL = 255 - abs(mLeft); directionL = 1; } else { directionL = 0; valueL = 0; } if(mRight > 0){ valueR = mRight; directionR = 0; } else if(mRight < 0){ valueR = 255 - abs(mRight); directionR = 1; } else { directionR = 0; valueR = 0; } analogWrite(M1, valueL); // задаем скорость вращения для L analogWrite(M2, valueR); // задаем скорость вращения для R digitalWrite(D1, directionL); // задаем направление вращения для L digitalWrite(D2, directionR); // задаем направление вращения для R digitalWrite(HORN, Horn); // дополнительный канал } void Flash_Op(char FCMD, uint8_t z1, uint8_t z2, uint8_t z3, uint8_t z4){ if(FCMD == cmdr){ // если команда чтения EEPROM данных Serial.print("FData:"); // посылаем данные с EEPROM Serial.write(EEPROM.read(0)); // считываем значение ячейки памяти с 0 адресом и выводим в UART Serial.write(EEPROM.read(1)); Serial.write(EEPROM.read(2)); Serial.write(EEPROM.read(3)); Serial.print("\r\n"); // маркер конца передачи EEPROM данных } else if(FCMD == cmdw){ // если команда записи EEPROM данных EEPROM.write(0,z1); // запись z1 в ячейку памяти с адресом 0 EEPROM.write(1,z2); EEPROM.write(2,z3); EEPROM.write(3,z4); timer_init(); // переинициализируем таймер Serial.print("FWOK\r\n"); // посылаем сообщение, что данные успешно записаны } }

В коде используется библиотека для работы с EEPROM памятью AVR. В памяти хранится одна настройка: количество миллисекунд через которое машинка останавливается при потери связи. Можно эту настройку "жестко" прописать в программе, для этого раскомментируйте строчку #define autoOFF 2500 (где 2500 кол-во миллисекунд). После этого, функцию Flash_Op можно удалить, также необходимо будет внести небольшие правки в код, отвечающий за прием команд для работы с EEPROM-памятью.