Делаем машинку на радиоуправлении на Arduino Uno. CxemCAR - Android-управление машинкой по Bluetooth Как подключить к радиоуправляемой машинке блютуз

Что нам понадобится:

1. Шасси для робота, =9,50$
2. Драйвер двигателя, =1,22$
3. Датчик, который будет определять препятствие, я остановился на самом популярном и дешевом варианте =0,94$
Однако, никто не мешает воспользоваться более дорогими или чем-то подобным
4. Крепление датчика, не самый лучший, но жизнеспособный вариант. =1,08$
В качестве аналогов: , еще существует неуловимый желтый, наиболее прошаренный, но ссылку так и не нашел. Кто будет искать на вид он похож на синий, но имеет нормальные отверстия под винт м3 и 4 шурупа для крепления дальномера.
5. Плата arduino, которая будет обрабатывать данные с датчика и выдавать решение, куда ехать дальше. Остановился на , как на самой удобной для моделирования на «лету» =5.88$
Эта плата выбрана из-за возможности заменить микроконтроллер в случае фатальной неудачи, так что можно купить версию

Итого я потратил примерно 19$ на самое основное

!!! терминалы, разъемы, клещи можно заменить

вышеперечисленное мне понадобится позже и не раз, не обязательно так разгоняться

Парочка фото на закуску

Провода и терминалы

Стойки, болты, гайки, шайбы

Сборка

Переходим к самому интересному - к созданию Франкенштейна!
Первым делом сверлим в синем кронштейне отверстие под болт м3, потому как иного варианта крепления я не нашел

на термоклей сажаем дальномер.

Собираем шасси и крепим наш датчик. Чтобы он располагался как можно ниже, пришлось закрепить его не сразу на шасси, а с помощью стойки опустить на несколько сантиметров вниз. Нижний край кронштейна получился на одном уровне с моторами.

Крепим драйвер двигателя, подключаем моторы.

Приспосабливаем повербанк вместо батарейного отсека.
Для этого делаем два отверстия под винты м3 для крепления на шасси, припаиваем два проводка "+" и "-" к USB на плате и выводим провода через еще одно просверленное отверстие. К сожалению у меня не было под руками подходящего выключателя, так что эту функцию будет выполнять отключение проводков от ардуины. Далее крепим это дело на шасси.

Ставим ардуину, подключаем провода

Удобно, что заряжается аккумулятор через повербанк.

Вставляем аккумулятор прошиваем (воспользовался средой atmel studio 6), переворачиваем, чтобы не убежала, и тестируем, что получилось.

На первый взгляд все норм, если появляется препятствие машинка отворачивает в сторону, проверяет наличие препятствия и в случае повторного обнаружения поворачивает в другую сторону. Что получилось на практике: препятствия обнаруживает на ура, поворачивает неплохо, опытным путем поставил нужные задержки, но практически не способна ехать по прямой из-за заднего направляющего колеса. Скорее всего это мне попался такой «тугой» вариант, но из-за этого машинка всегда едет по диагонали, мелочь, а неприятно.

Подведем итоги

Для начала, тем, кто решит делать что-то подобное, стоит обратить внимание на шасси с четырьмя моторами. Такой шаг, в теории, исключит вероятность движения по дуге, но может добавить головной боли при подборе драйвера двигателя. Но не спешите ломать голову, можно оставить этот, все должно отлично работать, по токам проходит впритык - два мотора на канал. А вот однобаночного повербанка не хватит точно. На мой взгляд это уже повод рискнуть. Так же придется покупать шайбы, т.к. при креплении к пластмассе могут быть неприятные вещи. Еще было бы отлично разделить питание ардуины и моторов, либо воспользоваться стабилизатором, на худой конец впаять конденсатор большой емкости, но это для истинных ценителей, у меня работает и так. На практике я уложился в цену примерно 2000 руб, можно было и дешевле, но это была моя зарядка для ума и первый опыт в программировании (для чего собственно все и затевалось), особо экономить не стал. Появится время прикручу радиоуправление и выключатель.

P.S. Проблему движения по дуге решала замена моторов, спасибо за совет. При покупке шасси не спешите подтверждать, сначала испытайте его в деле. Больше косяков нет, все работает.

И работу с ним.

Модернизация Motor Shield

Получилось так, что производители модуля Motor Shield лишили своих покупателей возможности устанавливать поверх своего продукта другой модуль. Видимо им нравится быть сверху или просто зажали нормальную панельку контактов.

Меня этот нюанс совсем не устраивает. Именно поэтому я решил взяться за паяльник и привести Motor Shield к удобному для меня виду.

Аккуратно выдрал родные панельки контактов и выкинул их нафиг.

Установил на их место нормальные.

В таком виде модулем стало пользоваться гораздо удобнее. Теперь я смогу нормально подключить провода от Bluetooth в разъемы, а не припаивать их намертво к контактам на Motor Shield.

Bluetooth модуль JY-MCU для Arduino

Сам Bluetooth модуль JY-MCU довольно миниатюрный. В комплект поставки входит кабель для подключения. Назначение выводов расписано на обратной стороне.

Запитать его можно от источника питания 3,6-6В. Это предоставляет нам возможность подключить его напрямую к Arduino без использования стабилизатора или делителя напряжения.

Код, используемый при подключении к устройству: 1234.

Подключение Bluetooth JY-MCU к Arduino Mega 2560

Подключение довольно простое.

Официальная схема подключения:

TXT на JY-MCU подключаем к RX (0) на Arduino
RXD на JY-MCU подключаем к TX (1) на Arduino

При таком варианте подключения придется каждый раз отключать питание модуля Bluetooth перед загрузкой скетча. Не забывайте про это.

Меня такой вариант не устраивает, поэтому я решил использовать дискретные порты с поддержкой Serial.

Неофициальная схема подключения:

VCC на JY-MCU подключаем к +5В Arduino
GND на JY-MCU подключаем к GND Arduino
TXT на JY-MCU подключаем к дискретному PIN 50 на Arduino
RXD на JY-MCU подключаем к дискретному PIN 51 на Arduino

Вот теперь можно загружать скетчи без отключения питания модуля Bluetooth.

Чтобы закрепить Bluetooth, я решил использовать плату Proto Shield и миниатюрную беспаечную макетную плату. К ней в будущем и буду подключать остальное оборудование, элементы управления и индикации.

Скетч для управления роботом на Arduino по Bluetooth через смартфон на Android

В своём скетче я реализовал следующие функции:

Движение вперед
Движение назад
Разворот влево
Разворот вправо
Плавный поворот влево при движении вперед
Плавный поворот вправо при движении вперед
Плавный поворот влево при движении назад
Плавный поворот вправо при движении назад
Остановка

Установка скорости 0%

Установка скорости 10%

Установка скорости 20%

Установка скорости 30%

Установка скорости 40%

Установка скорости 50%

Установка скорости 60%

Установка скорости 70%

Установка скорости 80%

Установка скорости 90%

Установка скорости 100%

В скетче использовал функции, чтобы не дублировать код при схожих событиях.

#include // Подключаем библиотеку для управления двигателями
#include // Подключаем библиотеку для сервоприводов
#include // Подключаем библиотеку для работы с Serial через дискретные порты

//Создаем объекты для двигателей
AF_DCMotor motor1(1); //канал М1 на Motor Shield - задний левый
AF_DCMotor motor2(2); //канал М2 на Motor Shield - задний правый
AF_DCMotor motor3(3); //канал М3 на Motor Shield - передний левый
AF_DCMotor motor4(4); //канал М4 на Motor Shield - передний правый

// Создаем объект для сервопривода
Servo vservo;

SoftwareSerial BTSerial(50, 51); // RX, TX

// Создаем переменную для команд Bluetooth
char vcmd;
// Создаем переменные для запоминания скорости двигателей
int vspdL, vspdR;
/* Создаем переменную, на значение которой будет уменьшаться скорость при плавных поворотах.
Текущая скорость должна быть больше этого значения. В противном случае двигатели со стороны направления поворота просто не будут вращаться */
int vspd = 200;

void setup() {
// Устанавливаем скорость передачи данных по Bluetooth
BTSerial.begin(9600);
// Устанавливаем скорость передачи данных по кабелю
Serial.begin(9600);
// Выбираем пин к которому подключен сервопривод
vservo.attach(9); // или 10, если воткнули в крайний разъём
// Поворачиваем сервопривод в положение 90 градусов при каждом включении
vservo.write(90);
// Устанавливаем максимальную скорость вращения двигателей
vspeed(255,255);
}

void loop() {
// Если есть данные
if (BTSerial.available())
{
// Читаем команды и заносим их в переменную. char преобразует код символа команды в символ
vcmd = (char)BTSerial.read();
// Отправляем команду в порт, чтобы можно было их проверить в "Мониторе порта"
Serial.println(vcmd);

// Вперед
if (vcmd == "F") {
vforward();
}
// Назад
if (vcmd == "B")
{
vbackward();
}
// Влево
if (vcmd == "L")
{
vleft();
}
// Вправо
if (vcmd == "R")
{
vright();
}
// Прямо и влево
if (vcmd == "G")
{
vforwardleft();
}
// Прямо и вправо
if (vcmd == "I")
{
vforwardright();
}
// Назад и влево
if (vcmd == "H")
{
vbackwardleft();
}
// Назад и вправо
if (vcmd == "J")
{
vbackwardright();
}
// Стоп
if (vcmd == "S")
{
vrelease();
}
// Скорость 0%
if (vcmd == "0")
{
vspeed(0,0);
}
// Скорость 10%
if (vcmd == "1")
{
vspeed(25,25);
}
// Скорость 20%
if (vcmd == "2")
{
vspeed(50,50);
}
// Скорость 30%
if (vcmd == "3")
{
vspeed(75,75);
}
// Скорость 40%
if (vcmd == "4")
{
vspeed(100,100);
}
// Скорость 50%
if (vcmd == "5")
{
vspeed(125,125);
}
// Скорость 60%
if (vcmd == "6")
{
vspeed(150,150);
}
// Скорость 70%
if (vcmd == "7")
{
vspeed(175,175);
}
// Скорость 80%
if (vcmd == "8")
{
vspeed(200,200);
}
// Скорость 90%
if (vcmd == "9")
{
vspeed(225,225);
}
// Скорость 100%
if (vcmd == "q")
{
vspeed(255,255);
}
}
}

// Вперед
void vforward() {
vspeed(vspdL,vspdR);
vforwardRL();
}

// Вперед для RL
void vforwardRL() {
motor1.run(FORWARD);
motor2.run(FORWARD);
motor3.run(FORWARD);
motor4.run(FORWARD);
}

// Назад
void vbackward() {
vspeed(vspdL,vspdR);
vbackwardRL();
}

// Назад для RL
void vbackwardRL() {
motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(BACKWARD);
motor3.run(BACKWARD);
motor4.run(BACKWARD);
}

// Влево
void vleft() {
vspeed(vspdL,vspdR);
motor1.run(BACKWARD);
motor2.run(FORWARD);
motor3.run(BACKWARD);
motor4.run(FORWARD);
}

// Вправо
void vright() {
vspeed(vspdL,vspdR);
motor1.run(FORWARD);
motor2.run(BACKWARD);
motor3.run(FORWARD);
motor4.run(BACKWARD);
}

// Вперед и влево
void vforwardleft() {
if (vspdL > vspd) {
vspeed(vspdL-vspd,vspdR);
}
else
{
vspeed(0,vspdR);
}
vforwardRL();
}

// Вперед и вправо
void vforwardright() {
if (vspdR > vspd) {
vspeed(vspdL,vspdR-vspd);
}
else
{
vspeed(vspdL,0);
}
vforwardRL();
}

// Назад и влево
void vbackwardleft() {
if (vspdL > vspd) {
vspeed(vspdL-vspd,vspdR);
}
else
{
vspeed(0,vspdR);
}
vbackwardRL();
}

// Назад и вправо
void vbackwardright() {
if (vspdR > vspd) {
vspeed(vspdL,vspdR-vspd);
}
else
{
vspeed(vspdL,0);
}
vbackwardRL();
}

// Стоп
void vrelease(){
motor1.run(RELEASE);
motor2.run(RELEASE);
motor3.run(RELEASE);
motor4.run(RELEASE);
}

// Изменение скорости
void vspeed(int spdL,int spdR){
if (spdL == spdR) {
vspdL=spdL;
vspdR=spdR;
}
motor1.setSpeed(spdL);
motor2.setSpeed(spdR);
motor3.setSpeed(spdL);
motor4.setSpeed(spdR);
}

Программа Bluetooth RC Car - управление роботом-машинкой со смартфона на Android

В свой смартфон я установил программу Bluetooth RC Car . На мой взгляд - это лучшая софтинка для управления роботом-машинкой.

Программа позволяет передавать команды при нажатии на кнопки или реагировать на данные с акселерометра в смартфоне, регулировать скорость движения ползунком, включать передние и задние фонари, включать и выключать звуковой сигнал, включать и выключать сигнал “аварийка”.

Для работы программы требуется Android версии 2.3.3 или выше. Размер программы 3 мегабайта.

Список команд:

F – вперед
B – назад
L – влево
R – вправо
G – прямо и влево
I – прямо и вправо
H – назад и влево
J – назад и вправо
S – стоп
W – передняя фара включена
w – передняя фара выключена
U – задняя фара включена
u – задняя фара выключена
V – звуковой сигнал включен
v – звуковой сигнал выключен
X – сигнал “аварийка” включен
x - сигнал “аварийка” выключен
0 – скорость движения 0%
1 – скорость движения 10%
2 – скорость движения 20%
3 – скорость движения 30%
4 – скорость движения 40%
5 – скорость движения 50%
6 – скорость движения 60%
7 – скорость движения 70%
8 – скорость движения 80%
9 – скорость движения 90%
q – скорость движения 100%

Как вы видите, полигон для творчества вполне неплохой. Я бы еще добавил возможность раздельного включения правых и левых фонарей для передних и задних фар.

Жирным я выделил команды, поддержка которых уже реализована в скетче. Остальные я собираюсь использовать по другому назначению.

Принцип передачи команд: при нажатии на кнопку в программе, команда передается по Bluetooth один раз, а при отпускании кнопки сразу передается команда S-остановка.

Демонстрация работы

В следующий раз я планирую подключить к роботу ультразвуковой дальномер и реализовать алгоритм объезда препятствий.

После приобретения недорогого 7" китайского планшета и экспериментами с взаимодействием с Arduino по USB и Bluetooth захотелось сделать что-то более серьезное и полезное для своих детей. Так родилась идея сделать машинку с управлением от акселерометра Android-устройства и связи по Bluetooth каналу. До этого я никогда не увлекался робототехникой или РУ управлением, но желание было. Были поставлены три цели:

1. Сделать максимально простое для повторяемости устройство, которое сможет повторить любой начинающий радиолюбитель, айтишник, программист, домохозяйка. Т.е. минимум пайки, и (да простят меня радиолюбители), а основной упор сделать на готовые, дешевые и главное доступные модули, которые без проблем можно приобрести. Хотя конечно ничто не мешает спаять собственную отладочную плату или драйвер двигателей.
2. Проект полностью должен быть Open Source и мультиплатформенным. В качестве железной части использовать все популярные и современные аппаратно-программные платформы: Arduino (Processing), STM32, MSP430, PIC, AVR, и может быть даже .
3. Алгоритм управления полностью разработать самому с нуля, не читая при этом заумных книг по роботостроительству, а также сделать его максимально простым. Ну а в дальнейшем, уже можно будет повысить свой скил читая специализированную литературу и сделать более совершенное управление.

Управление машинкой (или гусеничной платформой) осуществляется путем наклона Android-устройства. Т.е. наклонили вперед - машинка едет вперед, наклонили влево - машинка поворачивает на лево, назад - машинка едет назад. Причем скорость движения или поворота зависит от степени наклона устройства. Чувствительность и величина наклона устанавливается в настройках Android-приложения. Данный способ управления достигается за счет доступа из программы к встроенному акселерометру (который сейчас имеется во всех современных Android смартфонах и планшетах).

Реализован также гибридный способ управления: газ - при помощи ползунка на экране, а поворот модельки - при помощи поворота Android-устройства (как виртуальный руль). Для заднего хода - отдельная кнопка.
Предусмотрен и обычный способ управления от кнопок на экране, но он менее функционален и в основном служит для отладки и проверки работоспособности.
В дополнении ко всему, я ради спортивного интереса реализовал и тач управление, т.е. на экране отображается круг, и чем выше двигаете в нем маркер, тем быстрее едет машинка, чуть повели пальцем влево - машинка поворачивает.

Данные обрабатываются и передаются по Bluetooth каналу на контроллер машинки, который в свою очередь через драйвер двигателей управляет моторчиками машинки.

Компоненты

Итак, первое что прежде всего потребуется - это любое Android устройство: смартфон, планшет, часы и т.п., желательно с датчиком наклона (акселерометром) и Bluetooth (или возможностью подключения внешнего модуля через USB OTG). Я использовал китайский Ainol Aurora с внешней USB Bluetooth флэшкой. Цена такого устройства на сегодняшний день составляет менее 100$.

2. Шасси для машинки

Также понадобится любое шасси с 2-мя или 4-мя моторчиками. Это может быть как шасси для DIY проектов, так и шасси от старой б/у радиоуправляемой машинки.
Я купил готовое шасси на eBay. Кто еще не знаком с интернет-аукционом eBay, рекомендую для прочтения эту статью: . Гарантирую, что сэкономите немало денег покупая там, а не здесь у перекупов. Также, можно воспользоваться и другими китайскими магазинами: www.aliexpress.com, dx.com и др. Найти шасси довольно легко, достаточно в поисковую строку вбить одно из словосочетаний: Robot chassis, Robot platform, DIY Car chassis и др. Стоимость варьируется от 20$ до 60$.

При выборе шасси обращайте внимание на питание и мощность двигателей, а также на обороты моторчиков и наличие редуктора. Хотя большинство платформ содержат стандартный 6В моторчик с редуктором.

Для принципа управления описанного в данном проекте, больше всего подходит гусеничная платформа, но т.к. у меня пока что ее нет, я реализовал проект на основе 4WD платформы.

3. Контроллер машинки

Как я уже говорил, проект планируется сделать мультиплатформенным. На текущий момент проект CxemCAR реализован для следующих аппаратных платформ:

STM32
Arduino
.NET Micro Framework

"Мозги" робота не требовательны к быстродействию МК и количеству периферии, необходимый минимум, который должен поддерживать микроконтроллер: 2 ШИМ и UART.

Если вы никогда не имели дело с микроконтроллерами, то я советую вам для начала собрать этот проект на платах Arduino, т.к. во первых они достаточно дешевы (10-15$), а во вторых в сети и на этом сайте полно примеров, мануалов и т.п. Контроллеры STM32 и MSP430 более функциональны, но для новичка будут сложнее в освоении. Ну а для программистов, понравится один из вариантов данного проекта на с.NET Micro Framework, где в качестве среды программирования используется Microsoft Visual C# Express. Но нужно учесть, что сами платы FEZ не сильно распространены и купить их проблематично, хотя существует.NET вариант под Arduino форм-фактор под названием Netduino.

4. Bluetooth модуль

В качестве Bluetooth модуля использован дешевый китайский UART модуль HC-06. Подойдут модули вида HC-03, HC-04, HC-05, HC-06, да и вообще любые Serial Bluetooth. Лучше брать с готовыми штыревыми выводами, чтобы не пришлось паять, т.к. расстояние между выводами очень маленькое (см. 1-ой на фото внизу). Стоимость такого модуля на eBay составляет в среднем 5-10$.

Bluetooth модули и работа с ними применительно к Arduino, неплохо описаны в . Для других контроллеров все практически тоже самое, с описанием связи по Bluetooth между STM32 и Android.

5. Драйвер двигателя

В качестве драйвера я использовал специализированную микросхему L298N, которая представляет собой сдвоенный мостовой драйвер двигателей и предназначена для управления DC и шаговыми двигателями. На eBay продаются готовые платы со всей необходимой обвязкой, цена платы составляет 4-5$ и выглядит она приблизительно так:

Подключение к Arduino достаточно подробно описано в . В нашем проекте для плавного изменения скорости вращения двигателей, мы будем использовать ШИМ (широтно-импульсную модуляцию).

6. Остальные комплектующие

Помимо вышеперечисленных компонентов понадобятся:
- батарейный отсек (4-5 батареек АА) или аккумуляторы, можно использовать к примеру готовые блоки Li-Po аккумуляторов на 7.4В
- соединительные провода
- выключатель питания
- термоусадочная трубка, хомуты и др.

Все это конечно опционально и можно заменить тем, что есть под рукой, к примеру вместо термоусадки использовать изоленту и т.д.

Как видите, себестоимость машинки не так уж и велика, если использовать свое шасси с моторчиками, то выходит около 20-25$ на все, если покупать и шасси, то выйдет уже 45-60$ в зависимости от типа шасси (т.к. диапазон цен на них очень широк).

Вот, что получилось у меня:

Принцип работы

В Android устройстве формируются команды перемещения машинки в зависимости от наклона смартфона/планшета, либо от нажатой кнопки. Все расчеты производятся в Android-приложении, и сразу же вычисляются значения ШИМ для левого и правого двигателей. Приложение обладает гибкими настройками, такими как диапазон ШИМ, чувствительность наклона, минимальный порог ШИМ и др. По Bluetooth передаются команды вида:
L-255\rR-120\r
L - команда для левого двигателя, R - для правого
минус обозначает вращение двигателя для движения назад
255 - число ШИМ, для Arduino это максимальная скорость вращения
\r - конец команды.
По данной команде машинка будет двигаться назад и немного поворачивать в правую сторону, т.к. правый двигатель будет вращаться медленнее левого.

L255\rR-255\r
По данной команде левый двигатель будет вращаться вперед, а правый назад, что заставит машинку вращаться вокруг своей оси против часовой стрелки.

H1\r
Команда включения дополнительного канала, к которому например можно подключить фары, звуковой сигнал и т.п. В качестве примера, приведен только один дополнитльный канал, однако ПО легко модифицировать, чтобы задействовать большее количество дополнительных каналов.

Символы команд L, R и H можно задавать в настройках Android-приложения.

В программе контроллера предусмотрен таймер, который отключает двигатели, если последняя команда была получена более, чем n-секунд назад. Настройка количества секунд хранится в EEPROM памяти контроллера и может быть изменена с Android устройства. Диапазон данной настройки составляет от 0.1 сек до 99.9 секунд. Также, настройку можно совсем отключить. Но тогда, при потере связи машинка будет ехать, пока не будет выключено питание.
Для работы с памятью микроконтроллера предусмотрены команды Fr - чтение значений и Fw - запись значений.

Электронная начинка

Структурная схема CxemCAR представлена ниже:

Как видим, к контроллеру (Arduino, STM32 и др. неважно какой) подключается Bluetooth модуль и драйвер двигателей, к которому в свою очередь подключается 2 или 4 моторчика Bluetooth-управляемой модели. На схеме изображен один выход дополнительного канала (включение звукового сигнала, фар и т.п.), но путем небольшой правки программы число дополнительных каналов может быть легко увеличено.

Работа с Android приложением

Приложение под Android писалось в среде Eclipse. Все исходники проекта и проект для Eclipse вы можете скачать ниже. Я не специалист в Java программировании и это мое первое приложение под Android поэтому кое-где код не совсем удачен. Именно на разработку Android приложения ушло основное время при разработке данного проекта. Версия Android должна быть не ниже 3.0, я все писал и тестировал под планшет с версией 4.0.3.

Приложение содержит несколько активити. Главное активити представляет собой начальный экран с кнопками запуска различных режимов управления и настройками:

Предусмотрено 3 режима управления Bluetooth-моделью:

Управление от акселерометра - основной способ управления. Управление движением Bluetooth-модели осуществляется за счет наклона Android-устройства (планшет, телефон и др.)
Виртуальный руль - гибридное управление. Газ - при помощи ползунка, повороты - при помощи поворота устройства. Задний ход - отдельной экранной кнопкой.
Управление от кнопок - на экране приложения выводятся 4 кнопки управления: вперед, назад, влево и вправо. При нажатии кнопки "вперед" машина едет вперед пока держите кнопку, при нажатии "назад" тоже самое, но едет назад. При нажатии кнопок "влево" или "вправо" машинка крутится вокруг своей оси в одну или в другую сторону. При этом значение скорости фиксировано (по умолчанию стоит максимальная скорость), но в настройках можно изменить данный параметр.
Управление от touch - данный способ управления я подсмотрел в игре DeathRally и ради спортивного интереса решил повторить. Честно сказать поучилось не очень удобно, но может кому-нибудь пригодится. На экране рисуется круг, внутри которого и происходит процесс управления. Повели пальцем вверх относительно центра - машинка едет вперед, чуть левее - машинка начинает поворачивать влево. Насчет этого способа управления, есть в дальнейшем идея усовершенствования с помощью компаса, т.е. использовать круг не как задатчик скорости и поворота, а задавать с помощью него направление движения.

Настройки приложения

Скриншот настроек Android приложения CxemCar версии 1.0:

К каждой настройке внизу есть небольшое пояснение, поэтому с их предназначением думаю не должно возникнуть вопросов. Однако на некоторых из них хотелось бы остановиться более подробно.

Точка разворота для мотора (ось X)

При наклоне Android-устройства влево или вправо программа притормаживает тот двигатель, в сторону которого наклонено устройство, т.о. осуществляется поворот. Однако, когда значение наклона доходит до заданной в настройках точки разворота, то двигатель начинает вращаться в другую сторону. Если наклонить устройство максимально вбок, то один двигатель будет вращаться с максимальной скоростью в одну сторону, а другой в другую и соответственно машинка будет крутиться вокруг своей оси на месте.

MAC адрес

Для установления связи с Bluetooth модулем машинки, в настройках приложения необходимо задать MAC-адрес. Предварительно необходимо настроить сопряжение устройств в настройках вашего Android-устройства. Для этого переходим в Настройки -> Bluetooth и нажимаем "Поиск устройств", телефон находит наш Bluetooh-модуль, нажимаем по нему и вводим пароль (как правило 1234).

Узнать Bluetooth адрес модуля можно из какого-нибудь приложения, к примеру Bluetooth Terminal . Для этого внизу нажимаем "Connect a device - Secure" и в появившемся окошке нажимаем кнопку "Scan for devices". ПО сканирует Bluetooth устройства и отобразит их MAC-адреса:

Этот MAC-адрес и необходимо прописать в настройках приложения CxemCAR.

Само ПО под Android я не буду расписывать, т.к. оно довольно таки громоздкое и поэтому если у вас возникнут какие-либо вопросы по нему, то обращайтесь тему поддержки данного проекта на форуме.

Сборка платформы

Как я уже говорил выше, в качестве платформы я выбрал шасси Pirate-4WD от производителя DFRobot (SKU:ROB0003). Это одно из самых популярных шасси, вот его описание и видео по сборке . Хотя там все интуитивно понятно и сборка очень проста.

После того, как была собрана основа шасси с моторами, припаиваем провода и на всякий случай маркируем моторчики:

На верхнем фото хорошо видно, что левые и правые двигатели относительно друг-друга расположены несоосно из-за непродуманности китайской конструкции, и из-за этого колеса немного проскальзывали при движении. Поэтому потребовалось небольшая доработка, для этого я вырезал распорки из пластика и вставил их между двигателями.

Стало немного лучше, но все равно остался небольшой градус у колес. Однако, как показали дальнейшие испытания, это не сильно влияло на ходовые качества платформы. Поэтому не стал углубляться в доработку шасси и оставил как есть с распорками.

Следующим этапом является установка колес. На вал они налезают очень туго, кое-где даже пришлось подпилить каттэром.

Провода от 4-х моторов подключаем к плате драйвера двигателей L298N, левые 2 мотора просто запаралеленны, тоже самое и правые.

Для того, чтобы можно было видеть состояние Bluetooth соединения, у модуля HC-06 (да и у других тоже) присутствует возможность подключения светодиода состояния. Я решил его также подключить и вывести на видное место. Для этого, я использовал токоограничительный резистор номиналом 470 Ом и термоусадочную трубку.

К модулю Bluetooth подключаем или подпаиваем все необходимые провода, помимо светодиода это питание, GND, TX и RX. Смотрите документацию на ваш Bluetooth модуль. Чтобы не мучаться с пайкой, я вам советую сразу взять модуль с подпаянными штыревыми выводами (см. фото выше). И лучше брать модули HC-03/HC-05.

Я же использовал модуль HC-06, который у меня был до этого. Схема распайки следующая:

В распаянном виде модуль выглядит так:

Его я также разместил в термоусадочной трубке большого диаметра.

Для питания двигателей я использовал батарейный отсек на 5 элементов типа АА, т.е. напряжение питания двигателей составило 7.5 Вольт. Можно использовать LiPo и другие аккумуляторы. Для крепления батарейного отсека в крышке шасси просверлил два отверстия и закрепил при помощи двух болтов.

История изменений ПО для Android:
Версия 1.1 (от 28.01.2013) - в классе cBluetooth изменения для более стабильного подключения по Bluetooth. Теперь не нужно вводить код для pairing (связывания устройств)
Версия 1.2 (от 15.02.2013) - дополнен класс cBluetooth на предмет установки соединения с устройством (полезно при отладке). Изменения в классе Handler (исправлены все ошибки с static). Реализован новый вид управления - "виртуальный руль".
Версия 1.3 (от 20.07.2013) - мелкие правки в активити. Исправление ошибки с инверсией координат на смартфонах

В статье рассмотрим подключение и управление Arduino по bluetooth.

В качестве блютуз-модуля будет использоваться широко распространенный hc-06.

В нашем проекте будем через bluetooth включать и выключать светодиод, подключенный к 13 порту.

Начнем с написания приложения на android-смартфон. Приложение будет писаться в удобной и простой среде программирования App Inventor. Программы будут составляться онлайн.

Пройдите по ссылке http://ai2.appinventor.mit.edu/ . Там вас попросят войти в Google-аккаунт, который вам придется завести, если его еще нет.

После входа вы попадете в программу, где сможете создать проект нажав «start new project». Вам потребуется ввести имя проекта. Назовем его led_control.

Откроется пустое окно приложения.

Здесь будем располагать необходимые компоненты. Выберите ListPicker в окне слева и поместите его в проект.

У компонента ListPicker в окне справа найдите свойство Text, и измените «Text for ListPicker1» на «Выберите BT-устройство».

Откройте закладку Layout в окне слева, поместите в приложение компонент HorizontalArrangement, измените его свойство Width на «Fill parent». Добавьте в HorizontalArrangement 2 кнопки Button, у каждой из них установите свойство Width в «Fill parent». Должно получиться так:

Изменим подписи на кнопках: на первой будет написано LED ON, на второй — LED OFF.

Ниже добавим Label и очистим его Text.

Осталось добавить компонент, организующий передачу данных по bluetooth. Откройте закладку Connectivity и поместите в проект BluetoothClient. Этот компонент окажется не на экране телефона, а под ним, т.к. он не является визуальным.

Теперь можно приступать к написанию программы. В верхней правой части программы выберите режим Blocks.

Здесь будет составляться программа из графических блоков. Слева кликните на компонент ListPicker1 и выберите ListPicker1.BeforePicking.

Снова нажмите на ListPicker1 и выберите set ListPicker1.Elements to

Поставьте его как на скриншоте.

Этим мы получили список сопряженных bluetooth-устройств. Теперь подключимся к выбранному устройству. Напишите блок как на скриншоте ниже.

Розовый блок с надписью Connected — это первый блок в закладке Text. Впишите Connected в пустое окошко.

Теперь напишем обработчик кнопок. При нажатии на первую кнопку будет отсылаться текст «led_on», а при нажатии на вторую — «led_off». Так же будет изменяться и надпись в Label1.

Осталось загрузить проект в ваш смартфон. Нажмите Build и выберите способ загрузки.

Для первого варианта вам понадобятся интернет и считыватель QR-кодов. Нажмите и дождитесь окончания сборки проекта и формирования QR-кода, после чего откройте считыватель QR-кодов на смартфоне и считайте код. Останется только загрузить и установить файл.

Во втором варианте проект в формате.apk сохранится на ваш компьютер и вы сможете скинуть его на смартфон любым удобным способом (например по USB).

Теперь займемся программой на Arduino.

Прием-передача данных осуществляется через COM-порт, поэтому будем использовать Serial. Будем посимвольно принимать сигналы, формировать строку и дальше сравнивать сформированную строку с командами led_on и led_off.

Arduino

String val = ""; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(13, OUTPUT); } void loop() { while (Serial.available()) { //пока приходят данные char c = Serial.read(); //считываем их val += c; //и формируем строку delay(3); } if (val != "") { Serial.println(val); } if (val == "led_on") { digitalWrite(13, HIGH); } else if (val == "led_off") { digitalWrite(13, LOW); } val = ""; }

String val = "" ;

void setup () {

Serial . begin (9600 ) ;

pinMode (13 , OUTPUT ) ;

void loop () {

while (Serial . available () ) { //пока приходят данные

char c = Serial . read () ; //считываем их

val += c ; //и формируем строку

delay (3 ) ;

}

Загрузите код в Arduino.

Теперь можно подключить Bluetooth-модуль HC-06. Подключается он очень просто:

Vcc 5v (можно 3,3 v)

ЕСЛИ ПОПЫТАТЬСЯ ЗАГРУЗИТЬ ПРОГРАММУ В ARDUINO С ПОДКЛЮЧЕННЫМ МОДУЛЕМ, ТО ВЫЛЕЗЕТ ОШИБКА, Т.К. И МОДУЛЬ И ЗАГРУЗКА ПРОГРАММЫ ЗАДЕЙСТВУЮТ ПОРТЫ RX И TX!

Подайте питание на Arduino. На bluetooth-модуле должен заморгать светодиод, это означает, что он ожидает подключения. Возьмите смартфон, найдите в настройках bluetooth, включите его и запустите поиск. Найдите устройство с именем hc-06 и подключитесь к нему. С первого раза может не получиться. После однократного успешного сопряжения можно запускать программу на смартфоне.

Сначала нажмите на «Выберите BT-устройство» и выберите модуль среди сопряженных устройств. Далее нажимайте кнопки включения и выключения светодиода. Если все сделано правильно, то все будет работать.

Мы сделали очень простое приложение с использованием Bluetooth, без дизайна и даже проверки, подключились мы к модулю или нет. В следующих уроках будем делать более сложные приложения и получше познакомимся с App Inventor.