Arduino Bluetooth Robot Car: 18 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

สร้างรถหุ่นยนต์ Arduino คันแรกของคุณ!

คำแนะนำภาพทีละขั้นตอนที่สมบูรณ์และครอบคลุมที่สุดในการสร้าง Arduino Bluetooth Robot Car คันแรกของคุณ สนุก!

ขั้นตอนที่ 1: ภาพรวมโครงการ

โครงรถหุ่นยนต์ประกอบด้วยโครงด้านล่าง ซึ่งติดตั้งมอเตอร์ที่ขับเคลื่อนยาง/ล้อ มอเตอร์เชื่อมต่อกับ Motor Drive Shield ซึ่งเชื่อมต่อ (แบบ piggyback) กับบอร์ด Arduino UNO โมดูลรับสัญญาณ Bluetooth เชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino เช่นกัน Arduino ได้รับการตั้งโปรแกรมให้รับสัญญาณ Bluetooth จากแอพ Android และเปิด/ปิดมอเตอร์ ดังนั้นการหมุนล้อและการเคลื่อนย้ายรถ

ขั้นตอนที่ 2: ระเบียบวิธี: รับ เตรียม ประกอบ

• รับส่วนประกอบ: รวบรวมส่วนประกอบทั้งหมดล่วงหน้าเพื่อให้โครงการเสร็จสมบูรณ์
• เตรียมโมดูล: แนบตัวเชื่อมต่อกับโมดูลทั้งหมดที่เชื่อมโยงเข้าด้วยกัน
• โครงการประกอบ: จัดลำดับการประกอบเพื่อให้แน่ใจว่าการเชื่อมต่อที่ราบรื่นและง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 3: ส่วนประกอบ

• บอร์ด Arduino Uno R3: โปรเจ็กต์นี้ใช้ Freenove UNO R3 แต่บอร์ดใดๆ ที่เข้ากันได้กับ Arduino จะทำได้ Arduino มีรหัสโครงการ อ่าน (อินพุต) สัญญาณ Bluetooth จากโมดูล Bluetooth และเขียนสัญญาณ (เอาต์พุต) ไปยังแผงป้องกันมอเตอร์
• L293D Motor Drive Shield: โปรเจ็กต์นี้ใช้ Gikfun Motor Drive Shield Expansion Board L293D สำหรับ Arduino UNO ชิลด์มอเตอร์จะอ่านสัญญาณ (อินพุต) จากบอร์ด Arduino และเซอร์โว (เอาต์พุต) ของไดรฟ์ที่หมุนล้อ
• HC-05 Bluetooth Wireless: โปรเจ็กต์นี้ใช้โมดูล DSD-Tech HC-05 Bluetooth Serial Pass-Through โมดูล Bluetooth รับ (อินพุต) สัญญาณ Bluetooth จากแอพ Android และส่งสัญญาณ (เอาต์พุต) ไปยังบอร์ด Arduino
• Robot Car Kit: ชุดประกอบด้วยแชสซี มอเตอร์ ยาง/ล้อ สายไฟ สกรู น็อต ฯลฯ ชุดพื้นฐานประกอบด้วยแชสซี (อาจ 2), มอเตอร์ 4 ตัว, 4 ล้อ และน็อต สลักเกลียว สกรู และสายไฟ 2 เส้น ต่อมอเตอร์
• แบตเตอรี่: แบตเตอรี่สองก้อน: 9V สำหรับบอร์ด Arduino และหน่วย AA 4 ก้อนสำหรับ Motor Shield แบตเตอรี่ 9V ขับเคลื่อน Arduino และแบตเตอรี่ AA จำนวน 4 ก้อนขับเคลื่อนแผงป้องกันมอเตอร์
• แอพ Android: แอพ Android Bluetooth RC Controller เพื่อส่งสัญญาณ Bluetooth ไปยังรถหุ่นยนต์ แอปควบคุมการเคลื่อนที่ของรถหุ่นยนต์ (ไปข้างหน้า ถอยหลัง เลี้ยวซ้าย เลี้ยวขวา)

ขั้นตอนที่ 4: การเตรียมการ: ภาพรวม

โดยปกติแล้ว รถหุ่นยนต์จะขาย (eBay, Amazon, Banggood เป็นต้น) ไม่ว่าจะเป็นชุดอุปกรณ์พื้นฐาน (แชสซี มอเตอร์ ล้อ น็อต สลักเกลียว สายไฟ แต่ไม่มีแผง) หรือชุดอุปกรณ์ครบชุด (พร้อม Arduino, Motor Shield, Bluetooth, แบตเตอรี่ คำแนะนำในการประกอบ และเซ็นเซอร์อื่นๆ หรือไม่ก็ได้) การประกอบจะเหมือนกัน ตราบใดที่คุณมีส่วนประกอบทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 5: สายมอเตอร์

มอเตอร์แต่ละตัวต้องเชื่อมต่อกับสายไฟ 2 เส้น: กราวด์และแรงดัน เพื่อความสม่ำเสมอ ให้เชื่อมต่อ (โดยการบัดกรีหรือขอเกี่ยว) สายแรงดันบวก (สีแดง) กับขั้วต่อมอเตอร์ด้านบนและสายกราวด์เชิงลบ (สีดำ สีน้ำเงิน หรือสีอื่นๆ) กับขั้วต่อมอเตอร์ด้านล่าง

ทำเช่นนี้ก่อนประกอบ มอเตอร์แต่ละตัวแยกกัน หากหลังจากประกอบแล้ว การบัดกรีการต่อสายด้านล่างอาจยุ่งยากเล็กน้อย (แต่ทำได้!) นอกจากนี้ยังแนะนำให้บัดกรีสายไฟในแนวตั้ง (ชี้ขึ้นไม่ใช่ไปด้านข้าง) ซึ่งจะทำให้ลวดยาวขึ้นทำให้เชื่อมต่อปลายอีกด้านกับ Motor Shield ได้ง่ายขึ้น

ขั้นตอนที่ 6: สาย Bluetooth

โมดูลบลูทูธ HC-05 ต้องการสายไฟ 4 เส้น:

RX &TX: ตัวเมีย (จากด้าน HC-05) ถึงตัวผู้ (หมุดส่วนหัว Motor Shield TX & RX)

VCC & GND: ตัวเมีย (จากด้าน HC-05) ถึงตัวเมีย (Motor Shield Servos + & - พิน)

ขั้นตอนที่ 7: สายมอเตอร์ชิลด์

Motor Shield จะอยู่ที่ด้านบนของบอร์ด Arduino (piggyback) ดังนั้น GPIO (พิน) ของมันจะสอดคล้องกับบอร์ด Arduino ด้านล่าง เราไม่สามารถหรือไม่ต้องการประสานหมุดบอร์ด Arduino โดยตรง

ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องประสานส่วนหัว 2 พินกับ GPIO 0 & 1 บน Motor Shield (ดังนั้นจึงเชื่อมต่อกับหมุด Arduino RX และ TX ตามลำดับด้านล่าง) สิ่งเหล่านี้จะเชื่อมต่อกับหมุด Bluetooth TX & RX ของ HC-05 ในภายหลัง (ดังนั้นในลำดับที่กลับกัน: Bluetooth RX ถึง Arduino TX และ Bluetooth TX ไปยัง Arduino RX)

ขั้นตอนที่ 8: รหัสลอจิก Arduino

Arduino จำเป็นต้องอ่านสัญญาณอินพุต (บลูทูธ) และเขียนคำสั่งเอาต์พุตไปยังมอเตอร์เพื่อเคลื่อนล้อ คุณสามารถคัดลอกโค้ดจากช่องด้านล่างลงใน Arduino IDE บน Mac/PC ของคุณ จากนั้นจึงอัปโหลดไปยังบอร์ด Arduino

รหัสต้องการไลบรารี AFMotor (AF = Ada Fruit) นี่คือไลบรารีมาตรฐานและสามารถติดตั้งได้โดยตรงจาก Arduino IDE (ไม่จำเป็นต้องมีลิงก์ภายนอก) ไปที่ Sketch > รวมไลบรารี > จัดการไลบรารี จากนั้นค้นหาจาก Adafruit Motor Shield ติดตั้งเวอร์ชัน 1.0.1 (ไม่ใช่ 2.0) สำหรับโครงการนี้ จากนั้นคัดลอก/วางโค้ดด้านล่างลงในไฟล์โปรเจ็กต์ IDE ใหม่ ตรวจสอบยืนยันแล้วอัปโหลด เมื่ออัปโหลดสำเร็จแล้ว ให้ถอดบอร์ด Arduino ออก (เพราะจะเก็บรหัสไว้ในหน่วยความจำ) Arduino พร้อมเป็นอุปกรณ์แบบสแตนด์อโลนแล้ว

ขั้นตอนที่ 9: แอพ Android Arduino Bluetooth RC Car

บนโทรศัพท์ Android ให้ไปที่ Google Play Store และดาวน์โหลดแอป Arduino Bluetooth RC Car จากนั้นแอปจะจับคู่กับโมดูล Bluetooth HC-05 ในภายหลังเมื่อเชื่อมต่อกับ Arduino/Motor Shield แอพจะให้คุณควบคุมการเคลื่อนไหวของรถ

ขั้นตอนที่ 10: แบตเตอรี่

คุณจะต้องมีหน่วยแบตเตอรี่ 2 หน่วย:

แบตเตอรี่ 9V พร้อมสแน็ปแบตเตอรี่ที่จะจ่ายไฟให้กับบอร์ด Arduino

ที่ใส่แบตเตอรี่ 4xAA (หรืออะไรก็ตามที่ Robot Car Kit ของคุณต้องการ) เพื่อจ่ายพลังงานให้กับ Motor Shield สายไฟอาจต้องขันให้แน่นเพื่อให้แน่ใจว่าสอดเข้าในพิน Motor Shield ได้อย่างปลอดภัย

ขั้นตอนที่ 11: การประกอบ: ภาพรวม

ลำดับของการประกอบเป็นสิ่งสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่ามีความคืบหน้าอย่างราบรื่นในการสิ้นสุดโครงการที่ประสบความสำเร็จ ดังนั้น, 1. เริ่มจากแชสซีส์ (มอเตอร์, ล้อ)

2. เชื่อมโยง Motor Shield กับบอร์ด Arduino

3. เชื่อมโยงมอเตอร์เข้ากับ Motor Shield

4. เชื่อมโยงโมดูล Bluetooth HC-05 กับ Motor Shield

ขั้นตอนที่ 12: Robot Car Kit

ชุดอุปกรณ์นี้มักจะมีคำแนะนำในการประกอบ แต่โดยทั่วไปจะปฏิบัติตามขั้นตอนต่อไปนี้:

1. กำหนดหน้าและหลังรถ (ในรูป ด้านหน้าชี้ขึ้นเหมือนกำลังเดินหน้าจากมุมมองของผู้ชม)

2. ทำเครื่องหมายมอเตอร์เป็นหน้าซ้าย หลังซ้าย และหน้าขวา หลังขวา เพื่ออำนวยความสะดวกในการเชื่อมต่อกับ Motor Shield ด้านซ้ายและขวา

3. ประกอบมอเตอร์แต่ละตัวโดยสังเกตตำแหน่งตามภาพ (มอเตอร์หน้าหันหลัง มอเตอร์หลังหันไปข้างหน้า) สำหรับมอเตอร์แต่ละตัว:

3.1 วางมอเตอร์ไว้บนแชสซี

3.2 ยึดด้วยขายึดแต่ละด้าน

3.3 ใส่สกรูและน็อตและยึดเพื่อยึดมอเตอร์ให้เข้าที่

3.4 เพิ่มตัวเข้ารหัสความเร็ว (วงกลมสีดำ/สีเทา)

3.5 ติดล้อเข้ากับด้านมอเตอร์ด้านนอก

ขั้นตอนที่ 13: Arduino & Motor Shield

Motor Shield จะนำบอร์ด Arduino กลับคืนมา วาง Motor Shield ที่ด้านบนของ Arduino เพื่อให้แน่ใจว่ามีการจัดตำแหน่งพินที่เหมาะสม: หมุด Motor Shield 0 RX และ 1 TX ที่ด้านบนของหมุด Arduino 0 RX และ 1 TX

ดันลงเบาๆ จนกว่าบอร์ด 2 แผ่นจะอยู่ในแนวเดียวกันและเชื่อมต่ออย่างแน่นหนา เมื่อเสร็จแล้ว Motor Shield LEFT จะอยู่ด้านบนของอินพุตแบตเตอรี่ Arduino 9V

แก้ไขกล่องเปล่าขนาดเล็กที่อยู่ตรงกลางของแชสซีและจัดตำแหน่งคำสั่งผสม Arduino/Motor Shield ไว้ด้านบน (เหนือมอเตอร์เล็กน้อย)

ตรวจสอบให้แน่ใจว่า Bluetooth RX/TX หันไปทางด้านหน้าของรถ และใส่แบตเตอรี่ Arduino 9V ที่ด้านซ้ายของรถ ตอนนี้หมุด Motor Shield M1 & M2 อยู่ที่ด้านซ้ายของรถ และหมุด M3 & M4 อยู่ทางด้านขวาของรถ

ขั้นตอนที่ 14: การเดินสายมอเตอร์ชิลด์

Motor Shield มีขั้วต่อมอเตอร์ 4 ตัว: M1, M2 ทางด้านซ้ายและ M3, M4 ทางด้านขวา มอเตอร์มีสายสีเหลือง -ve และสายสีแดง +ve (ดูรูป) หมุดที่ 1 ของแต่ละ M คือหมุดที่หันออกด้านนอก (เช่น M1/M4 หมุดที่ 1 หันไปด้านหน้า หมุดที่ 1 M2/M3 หันไปด้านหลัง)

M1 เชื่อมต่อมอเตอร์หน้าซ้าย: ขาที่ 1 -ve, ขาที่ 2 +ve

M2 เชื่อมต่อมอเตอร์แบ็คซ้าย: พินที่ 1 -ve, พินที่ 2 +ve

M3 เชื่อมต่อมอเตอร์แบ็คขวา: 1st pin -ve, 2nd pin +ve

M4 เชื่อมต่อมอเตอร์ด้านหน้าขวา: 1st pin -ve, 2nd pin +ve

การเชื่อมต่อ Mx ที่ถูกต้องมีความสำคัญเพื่อให้แน่ใจว่าล้อหมุนไปในทิศทางที่ถูกต้องด้วยกัน ตัวอย่างเช่น เมื่อรถเคลื่อนที่ไปข้างหน้า ล้อทุกล้อควรหมุนทวนเข็มนาฬิกา และการถอยหลังจะเป็นจริงสำหรับการเคลื่อนที่ถอยหลัง

ขั้นตอนที่ 15: การเดินสาย Bluetooth HC-05

โมดูลบลูทูธ HC-05 ต้องการสายไฟ 4 เส้น: RX & TX เชื่อมต่อกับ Arduino/Motor Shield TX & RX, GND & VCC ไปยัง Motor Shield Servos - & + พิน ที่ด้านหน้าด้านซ้ายของ Motor Shield มี 2 กลุ่ม 3 พินแต่ละอัน เป็นคลัสเตอร์ที่ 2 (ใกล้กับพอร์ต USB) ที่ต้องเชื่อมต่อ พินซ้ายสุดคือ -ve และขวาสุดคือ +ve)

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

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

Bluetooth GND (สีน้ำตาล) -> - เซอร์โว (ขาซ้ายสุด)

Bluetooth VCC (สีแดง) -> + เซอร์โว (ขาขวาสุด)

ขั้นตอนที่ 16: การเดินสายแบตเตอรี่

แก้ไข (โดยใช้ Blu Tack เทปกาวสองหน้าหรือกาว) แบตเตอรี่ 9V ที่ด้านหน้ารถ เชื่อมต่อแบตเตอรีเข้ากับช่องเสียบแบตเตอรี่ Arduino 9V (ทางด้านซ้ายของรถ) ไฟสีเขียวของ Motor Shield จะติดที่โมดูล Bluetooth (ปกติจะเป็นสีแดง) ไฟจะเริ่มกะพริบ (แสดงว่าพร้อมที่จะจับคู่)

แก้ไขก้อนแบตเตอรี่ AA 4 ก้อนที่ด้านหลังของรถ เชื่อมต่อสายแพ็คขั้วลบ (สีดำ) และสายบวก (สีแดง) เข้ากับหมุดแบตเตอรี่ของ Motor Shield (หมุดสีน้ำเงิน 2 อันหันไปทางด้านหลังของรถ) พินด้านขวาที่มีเครื่องหมาย GND เชื่อมต่อกับสายสีดำ พินด้านซ้ายอีกอันหนึ่งเข้ากับสายสีแดง

ขั้นตอนที่ 17: การทดสอบและการขับขี่

ตอนนี้รถพร้อม! แต่เพื่อให้เคลื่อนที่ได้จริง เราต้องจับคู่โมดูลบลูทูธกับแอป Android ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไฟโมดูล Bluetooth กะพริบเปิด/ปิด แสดงว่าสามารถค้นหาได้และพร้อมที่จะจับคู่

1. ไปที่การตั้งค่าโทรศัพท์ Android ของคุณ > Bluetooth และค้นหาโมดูล Bluetooth ในรถยนต์ ในโครงการของเรา โมดูลคือ DSD TECH HC-05 รหัสผ่าน/พินโดยปกติคือ 1234 (ถ้าไม่ใช่ จะเป็น 0000) จับคู่โทรศัพท์ Android กับ HC-05

2. เปิดแอป Bluetooth RC Car ไปที่การตั้งค่า (เมนูไอคอนฟันเฟือง) จากนั้นจากเมนูตัวเลือก ให้เลือก 'เชื่อมต่อกับรถยนต์' หากทุกอย่างเรียบร้อยดี การเชื่อมต่อจะเสร็จสมบูรณ์ (บลูทูธหยุดกะพริบ) และวงกลมสีแดงขนาดใหญ่ด้านบนซ้ายของหน้าจอแอปจะเปลี่ยนเป็นสีเขียว

3. วางโครงรถไว้บนกล่องยาวบางๆ บนโต๊ะของคุณ โดยให้กล่องอยู่ตรงกลางของโครงรถ และล้อสามารถหมุนรอบๆ ได้อย่างอิสระ ทดสอบการเชื่อมต่อโดยแตะที่ปุ่ม Forward, Backward, Right and Left บนหน้าจอแอป ดูวิดีโอสำหรับภาพ

4. หากล้อหมุนอย่างถูกต้อง (เช่น ทวนเข็มนาฬิกาเพื่อไปข้างหน้า) ให้วางรถบนพื้นผิวเรียบ (หินอ่อน ไวนิล ไม้ ไม่ใช่พรม) แล้วขับรถไปรอบๆ สนุก!

ขั้นตอนที่ 18: มันทำงานอย่างไร

แอป Bluetooth RC Controller จะส่งคำสั่งต่อไปนี้ (ในรูปของอักขระ) ไปยังโมดูลบลูทูธในรถยนต์ HC-05:

'F' เพื่อก้าวไปข้างหน้า

'B' เพื่อถอยหลัง

'ล' ให้เลี้ยวซ้าย

'ร' เพื่อเลี้ยวขวา

'ส' หยุดรถ

อ้างถึงการตั้งค่าแอพสำหรับคำสั่งเพิ่มเติมที่คุณสามารถเพิ่มลงในโค้ด Arduino

ตรรกะของบอร์ด Arduino อ่านอินพุต Bluetooth HC-05 (ต่อเนื่องในฟังก์ชันลูป ()) โดยใช้การเชื่อมต่อ RX/TX และสั่งให้ Motor Shield เคลื่อนมอเตอร์/ล้อเพื่อดำเนินการคำสั่ง ตัวอย่างเช่น หากต้องการเลี้ยวซ้าย Arduino จะย้ายมอเตอร์ M1 และ M2 ไปข้างหน้าและมอเตอร์ M3 และ M4 ไปข้างหลัง