Voiture robotique Bluetooth Arduino : 18 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Construisez votre 1ère voiture robot Arduino !

Les instructions visuelles étape par étape les plus complètes et les plus complètes pour construire votre 1ère voiture robot Bluetooth Arduino. Prendre plaisir!

Étape 1: Présentation du projet

Un châssis de voiture robot contient le châssis inférieur, sur lequel sont fixés les moteurs qui entraînent les pneus/roues. Les moteurs sont connectés à un Motor Drive Shield alimenté qui est connecté (style ferroutage) à la carte Arduino UNO. Un module récepteur Bluetooth est également connecté à la carte Arduino. L'Arduino est programmé pour recevoir les signaux Bluetooth d'une application Android et allumer/éteindre les moteurs, faisant ainsi tourner les roues et déplacer la voiture.

Étape 2: Méthodologie: Obtenir, préparer, assembler

• Obtenir des composants: rassemblez tous les composants à l'avance pour terminer le projet.
• Préparer les modules: connectez les connecteurs à tous les modules qui sont reliés entre eux.
• Projet d'assemblage: séquencez l'assemblage pour assurer des connexions fluides et faciles.

Étape 3: Composants

• Carte Arduino Uno R3: Le projet utilise Freenove UNO R3, mais n'importe quelle carte compatible Arduino fera l'affaire. L'Arduino contient le code du projet, lit (entrée) les signaux Bluetooth du module Bluetooth et écrit (sortie) les signaux sur le blindage du moteur.
• L293D Motor Drive Shield: Le projet utilise la carte d'extension Gikfun Motor Drive Shield L293D pour Arduino UNO. Le blindage du moteur lit (entrée) les signaux de la carte Arduino et pilote (sortie) les servos qui font tourner les roues.
• HC-05 Bluetooth Wireless: Le projet utilise le module d'intercommunication série Bluetooth DSD-Tech HC-05. Le module Bluetooth reçoit (entrée) les signaux Bluetooth de l'application Android et envoie (sortie) des signaux à la carte Arduino.
• Kit Robot Car: Le kit contient un châssis, des moteurs, des pneus/roues, des fils, des vis, des écrous, etc. Un kit de base comprend un châssis (peut-être 2), 4 moteurs, 4 roues et des écrous, boulons, vis et 2 fils par moteur.
• Piles: Deux piles: une 9V pour la carte Arduino et une unité 4 AA pour le Motor Shield. Une pile de 9 V entraîne l'Arduino et une unité de 4 piles AA entraîne le blindage du moteur.
• Application Android: application Android Bluetooth RC Controller pour envoyer des signaux Bluetooth à la voiture robot. L'application contrôle les mouvements de la voiture robotisée (avancer, reculer, tourner à gauche, tourner à droite).

Étape 4: Préparatifs: Aperçu

La voiture robot est généralement vendue (eBay, Amazon, Banggood, etc.) soit en kit de base (châssis, moteurs, roues, écrous, boulons, fils mais PAS de cartes) soit en kit complet (avec Arduino, Motor Shield, Bluetooth, Piles, Instructions de montage et, en option, d'autres capteurs). L'assemblage est le même, tant que vous avez tous les composants.

Étape 5: Fils du moteur

Chaque moteur doit être connecté à 2 fils: Terre et Tension. Pour plus de cohérence, connectez (par soudure ou crochets) le fil de tension positif (rouge) au connecteur supérieur du moteur et le fil de terre négatif (noir, bleu ou de toute autre couleur) au connecteur inférieur du moteur.

Faites ceci AVANT le montage, chaque moteur individuellement. Si après l'assemblage, souder la connexion du fil inférieur peut être un peu délicat (mais faisable !). Il est également conseillé de souder les fils verticalement (pointant vers le haut, pas latéralement) fournissant ainsi plus de longueur de fil, ce qui facilite la connexion de l'autre extrémité au Motor Shield.

Étape 6: fils Bluetooth

Le module Bluetooth HC-05 a besoin de 4 fils:

RX & TX: Femelle (du côté HC-05) à Mâle (broches d'en-tête Motor Shield TX & RX).

VCC & GND: Femelle (du côté HC-05) à Femelle (Servos de blindage moteur + & - broches).

Étape 7: Fils de blindage du moteur

Le Motor Shield reposera sur la carte Arduino (piggyback), de sorte que ses GPIO (broches) correspondront à la carte Arduino située en dessous. Nous ne pouvons pas, ou ne voulons pas, souder directement les broches de la carte Arduino.

Nous devons donc souder un en-tête à 2 broches aux GPIO 0 et 1 sur le blindage du moteur (d'où la connexion aux broches Arduino RX et TX, respectivement, en dessous). Ceux-ci se connecteront plus tard aux broches HC-05 Bluetooth TX & RX (donc, dans l'ordre inverse: Bluetooth RX vers Arduino TX et Bluetooth TX vers Arduino RX).

Étape 8: Code logique Arduino

L'Arduino doit lire les signaux d'entrée (Bluetooth) et écrire des commandes de sortie aux moteurs pour déplacer les roues. Le code peut être copié collé à partir de la boîte ci-dessous dans l'IDE Arduino sur votre Mac/PC, puis téléchargé sur la carte Arduino.

Le code a besoin de la bibliothèque AFMotor (AF = Ada Fruit). Il s'agit d'une bibliothèque standard qui peut être installée directement à partir de l'IDE Arduino (aucun lien externe n'est nécessaire). Naviguez dans Sketch > Inclure la bibliothèque > Gérer les bibliothèques, puis recherchez dans Adafruit Motor Shield. Installez la version 1.0.1 (pas 2.0) pour ce projet. Ensuite, copiez/collez le code ci-dessous dans un nouveau fichier de projet IDE, vérifiez puis téléchargez. Une fois le téléchargement réussi, déconnectez la carte Arduino (car elle conservera le code dans sa mémoire). L'Arduino est maintenant prêt en tant qu'appareil autonome.

Étape 9: Application Android Arduino Bluetooth RC Car

Sur un téléphone Android, accédez à Google Play Store et téléchargez l'application Arduino Bluetooth RC Car. L'application sera ensuite couplée avec le module Bluetooth HC-05 une fois connecté à l'Arduino/Motor Shield. L'application vous permettra de contrôler les mouvements de la voiture.

Étape 10: Piles

Vous aurez besoin de 2 unités de batterie:

Une batterie 9V avec batterie snap qui alimentera la carte Arduino.

Un support de batterie 4xAA (ou tout ce dont votre Robot Car Kit a besoin) pour alimenter le Motor Shield. Les fils peuvent avoir besoin d'être sertis pour s'assurer qu'ils s'adaptent solidement à l'intérieur de la broche du blindage du moteur.

Étape 11: Assemblage: Présentation

La séquence d'assemblage est importante pour assurer une progression en douceur vers une fin réussie du projet. Donc, 1. Commencez par le châssis (moteurs, roues)

2. Reliez le Motor Shield à la carte Arduino.

3. Reliez les moteurs au blindage du moteur

4. Reliez le module Bluetooth HC-05 au Motor Shield

Étape 12: Kit de voiture robotique

Le kit contiendra probablement des instructions de montage, mais celles-ci respectent généralement les étapes suivantes:

1. Décidez de l'avant et de l'arrière de la voiture (sur la photo, l'avant pointe vers le haut comme pour l'avant du point de vue du spectateur).

2. Marquez les moteurs comme avant gauche, arrière gauche et avant droit, arrière droit. Ceci afin de faciliter les connexions aux côtés gauche et droit du capot moteur.

3. Assemblez chaque moteur à tour de rôle, en notant l'emplacement comme sur la photo (les moteurs avant font face vers l'arrière, les moteurs arrière font face vers l'avant). Pour chaque moteur:

3.1 Placer le moteur sur le châssis

3.2 Fixez avec les supports de chaque côté

3.3 Ajouter la vis et les écrous et fixer pour fixer le moteur en place

3.4 Ajouter l'encodeur de vitesse (cercle noir/gris)

3.5 Fixation de la roue côté moteur extérieur

Étape 13: Arduino et bouclier moteur

Le Motor Shield se greffera sur la carte Arduino. Placez le Motor Shield sur le dessus de l'Arduino en veillant à l'alignement correct des broches: Le Motor Shield 0 RX et 1 TX pins sur Arduino 0 RX et 1 TX pins.

Poussez doucement vers le bas jusqu'à ce que les 2 cartes soient bien alignées et connectées. Une fois terminé, le Motor Shield GAUCHE sera au-dessus de l'entrée de la batterie Arduino 9V.

Fixez un petit boitier vide au milieu du châssis et positionnez le combo Arduino/Motor Shield dessus (légèrement au dessus des moteurs).

Assurez-vous que le Bluetooth RX/TX fait face à l'avant de la voiture et que l'entrée de la batterie Arduino 9V est à gauche de la voiture. Les broches Motor Shield M1 et M2 sont maintenant sur la gauche de la voiture, et les broches M3 et M4 sont maintenant sur la droite de la voiture.

Étape 14: Câblage du blindage du moteur

Le Motor Shield a 4 connecteurs de moteur: M1, M2 sur le côté gauche et M3, M4 sur le côté droit. Le moteur a un fil jaune -ve et un fil rouge +ve (voir photo). La 1ère broche de chaque M est la broche tournée vers l'extérieur (par exemple, la 1ère broche M1/M4 fait face à l'avant, la 1ère broche M2/M3 fait face à l'arrière).

M1 connecte le moteur avant gauche: 1ère broche -ve, 2ème broche +ve

M2 connecte le moteur arrière gauche: 1ère broche -ve, 2ème broche +ve

M3 connecte le moteur arrière droit: 1ère broche -ve, 2ème broche +ve

M4 connecte le moteur avant droit: 1ère broche -ve, 2ème broche +ve

Les bonnes connexions Mx sont importantes pour garantir que les roues tournent ensemble dans le bon sens. Par exemple, lorsque la voiture doit avancer, toutes les roues doivent tourner dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, et l'inverse est vrai pour le mouvement arrière.

Étape 15: Câblage Bluetooth HC-05

Le module Bluetooth HC-05 a besoin de 4 fils: RX & TX se connectent à Arduino/Motor Shield TX & RX, GND & VCC aux servomoteurs de blindage moteur - & + broches. Sur le côté avant gauche du capot moteur, il y a 2 groupes de 3 broches chacun; c'est le 2ème cluster (plus proche du port USB) qui doit être connecté, la broche la plus à gauche est -ve et la plus à droite est +ve).

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

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

Bluetooth GND (marron) -> - Servos (broche la plus à gauche)

Bluetooth VCC (rouge) -> + Servos (broche la plus à droite)

Étape 16: Câblage des batteries

Fixez (à l'aide de Blu Tack, de ruban adhésif double face ou de colle) la pile 9V à l'avant de la voiture. Connectez le bouton-pression de la batterie à la prise d'entrée de la batterie Arduino 9V (sur le côté gauche de la voiture). Le voyant vert Motor Shield s'allumera. Le voyant du module Bluetooth (généralement rouge) commencera à clignoter (indiquant que le module est prêt à être couplé).

Fixez le pack de 4 piles AA à l'arrière de la voiture. Connectez les fils négatif (noir) et positif (rouge) du pack aux broches de la batterie Motor Shield (2 broches bleues face à l'arrière de la voiture). La broche droite marquée GND se connecte au fil noir, l'autre broche gauche au fil rouge.

Étape 17: Tests et conduite

La voiture est maintenant prête ! Mais pour le faire bouger, nous devons coupler son module Bluetooth avec l'application Android. Assurez-vous que le voyant du module Bluetooth clignote, indiquant qu'il est consultable et prêt à être couplé.

1. Accédez aux paramètres de votre téléphone Android > Bluetooth et recherchez le module Bluetooth de la voiture. Dans notre projet, le module est DSD TECH HC-05, le mot de passe/pin est généralement 1234 (sinon, 0000). Associez le téléphone Android avec le HC-05.

2. Lancez l'application Bluetooth RC Car, accédez à Paramètres (menu de l'icône de roue dentée), puis dans le menu Options, sélectionnez « Connecter à la voiture ». Si tout va bien, la connexion est établie (le clignotement Bluetooth s'arrête) et le grand cercle rouge en haut à gauche de l'écran de l'application deviendra vert.

3. Placez le châssis de la voiture au-dessus d'une longue boîte mince sur votre bureau, de sorte que la boîte soit au milieu du châssis et que les roues puissent tourner librement autour. Testez la connexion en appuyant sur chaque bouton Avant, Arrière, Droite et Gauche sur l'écran de l'application. Regardez la vidéo pour les visuels.

4. Si les roues tournent toutes correctement (par exemple dans le sens inverse des aiguilles d'une montre pour avancer), placez la voiture sur une surface lisse (marbre, vinyle, bois, PAS de tapis) et conduisez la voiture. Prendre plaisir!

Étape 18: Comment ça marche

L'application Bluetooth RC Controller envoie les commandes suivantes (sous forme de caractères) au module Bluetooth de voiture HC-05:

'F' pour aller de l'avant

'B' pour revenir en arrière

'L' pour tourner à gauche

'R' pour tourner à droite

'S' pour arrêter la voiture

Reportez-vous aux paramètres de l'application pour plus de commandes que vous pouvez ajouter au code Arduino.

La logique de la carte Arduino lit l'entrée Bluetooth HC-05 (en continu dans la fonction loop()), en utilisant les connexions RX/TX, et demande au Motor Shield de déplacer les moteurs/roues pour exécuter la commande. Par exemple, pour tourner à gauche, l'Arduino déplace les moteurs M1 et M2 vers l'avant et les moteurs M3 et M4 vers l'arrière.