Arduino машинка на управлении. Автономная "смарт" машина на Arduino

Это первый роботизированный проект, который я когда-либо делал, и если вы никогда не пробовали собрать робота, то, скорее всего, думаете что это сложно. Но Ардуино и шасси 2WD / 4WD сделают вашу сборку намного проще, и вы соберете своего первого робота с радиоуправлением на Ардуино без каких-либо мучений.

По пути ко мне пришла идея о создании радиоуправляемой машины своими руками, которая бы объезжала препятствия, поэтому я собрал и этот проект, видео и файл программы к которому прикладываю ниже.

Файлы

Шаг 1: Нужные части и инструмент

Я воспользовался готовыми решениями, и все запчасти и инструменты были приобретены через интернет.

Запчасти:

Набор шасси 4WD для робота (GearBest)
Arduino Nano (GearBest)
Модуль H-моста LM298 (GearBest)
Модуль bluetooth HC-06 (Amazon)
Литий-ионные батарейки 2 x 18650 (GearBest)
Отсек для батареек 2x 18650 (GearBest)
Небольшая макетная плата (GearBest)
Провода сечением 0.5 мм2
Провода с джамперами папа-мама (Amazon)
Провода с джамперами мама-мама (Amazon)
Малярная лента, изолента или что-то подобное (Amazon)

Для робота, объезжающего препятствия:

Ультразвуковой модуль измерения расстояния HC — SR04 (GearBest)

Необходимый инструмент:

Паяльник (Amazon)
Кусачки (Amazon)
Стриппер для провод (GearBest)
Клеевой пистолет (GearBest)

Шаг 2: Что такое робот?

Робот – это электромеханическое устройство, которое способно каким-либо образом реагировать на окружающую обстановку и принимать самостоятельные решения или действия, чтобы достичь определенных целей.

Робот состоит из следующих компонентов:

Структура / Шасси
Привод / Мотор
Контроллер
Вводные устройства / Датчики
Источник питания

В следующих шагах я опишу каждый из этих компонентов, и вы всё легко поймёте.

Шаг 3: Структура / Шасси

Структура состоит из физических компонентов. Робот имеет один или несколько физических компонентов, которые каким-либо образом двигаются для выполнения задания. В нашем случае структура робота – это шасси и колёса.

Шаг 4: Приводы

Под приводом можно понимать устройство, которое преобразовывает энергию (в робототехнике под энергией понимается электрическая энергия) в физическое движение. Большинство приводов производят вращательное или линейное движение.

В нашем случае привод – это DC-мотор, скорость которого равна 3000 оборотам в минуту, а вращающий момент 0.002 Н м. Теперь добавим к нему шестерню с передаточным числом 1:48. Новая скорость уменьшается на коэффициент 48 (в результате давая 3000/44 = 68 оборотов в минуту) и вращающий момент увеличивается на коэффициент 48 (в результате давая 0.002 x 48 = 0.096 Н м).

Шаг 5: Подготавливаем клеммы моторчиков

Отрежьте по 4 провода красного и черного цвета длиной примерно 12-15 см. Я использовал провода сечением 0.5 мм2. Оголите концы проводов. Припаяйте провода к клеммам моторчиков.

Вы можете проверить полярность моторчиков, соединив их с отсеком для батареек. Если он движется в прямом направлении (с красным проводом на позитивной и черным на негативной клеммах батареек), то с соединением все в порядке.

Шаг 6: Устанавливаем мотор

Прикрепите две акриловые распорки к каждому мотору при помощи двух длинных болтов и двух гаек. Для наглядности вы можете посмотреть видео .

Возьмите на заметку, что провода на каждом моторе ведут к центру шасси. Соедините оба красных и оба черных провода от моторов с каждой стороны шасси. После соединения у вас будет две клеммы на левой стороне и две на правой.

Шаг 7: Устанавливаем крышу

Послу установки 4 моторов нужно установить крышу. Приладьте 6 медных стоек при помощи гаек, клеммы проводов выведите сквозь отверстие в крыше.

Шаг 8: Контроллер

Теперь у нас установлены шасси и приводы, но нам не хватает контроллера. Шасси без контроллера никуда не поедут. Робот будет оставаться на месте, оставаясь безжизненным. Поэтому, для того чтобы робот перемещался, нам нужен мозг (контроллер).

Контроллер – программируемое устройство, способное работать по заданной программе и отвечающее за все вычисления, принятие решений и коммуникацию. В нашем случае в качестве контроллера мы используем микроконтроллер Ардуино Нано.

Контроллер принимает входные данные (с датчиков, удалённо и т.д.), обрабатывает их и затем даёт команду приводам (моторам) выполнить выбранное задание.

Если вы подключите позитивный провод от батарей на одну строну моторчика, затем подключите негативный провод от батарей на другой контакт моторчика, то он начнёт крутиться вперёд. Если вы поменяете провода местами, то мотор начнёт вращаться в другую сторону.

Микроконтроллер можно использовать, чтобы вращать мотор в одном направлении, но если вам хочется с помощью микроконтроллера вращать мотор и вперёд, и назад, то вам нужна дополнительная схема – H-мост. В следующем шаге я объясню, что это такое.

Шаг 9: Н-мост (модуль LM 298)

Что такое Н-мост?

Термин Н-мост произошел от типичного графического представления этой схемы. Это схема, которая может вращать мотор как в прямом, так и в обратном направлении.

Принцип работы:
Посмотрите приложенную картинку для понимания принципа работы схемы Н-моста. Мост состоит из 4 электронных выключателей S1, S2, S3, S4 (транзисторы / MOSFET/ IGBTS).

Когда выключатели S1 и S4 закрыты, а остальные два открыты, положительное напряжение будет проходить через мотор, и он будет вращаться в прямом направлении. Таким же образом, когда закрыты выключатели S2 и S3, а S1 и S4 открыты, обратное напряжение будет даваться на мотор и он начнёт вращаться в обратном направлении.

Заметка: выключатели на одной руке (то есть S1, S2 или S3, S4) никогда не закрываются одновременно – это создаст короткое замыкание.

Н-мосты доступны в виде интегральных схем, либо можно собрать свой мост при помощи 4 транзисторов или MOSFET. В моём случае используется интегральная схема Н-моста LM298, которая позволяет управлять скоростью и направлением моторов.

Описание распиновки:

Out 1: DC мотор 1 «+» или шаговый двигатель A+
Out 2: DC мотор 1 «-» или шаговый двигатель A-
Out 3: DC мотор 2 «+» или шаговый двигатель B+
Out 4: вывод мотора B
12v: вход 12V, но можно использовать от 7 до 35V
GND: Земля
5v: выход 5V, если джампер 12V стоит на месте, идеально для питания Arduino (и т.п.)
EnA: позволяет получать сигналы PWM для мотора A (Пожалуйста, прочитайте секцию «Arduino Sketch Considerations»)
IN1: включает мотор A
IN2: включает мотор A
IN3: включает мотор B
IN4: включает мотор B
BEnB: позволяет получать сигналы PWM для мотора B (Пожалуйста, прочитайте секцию «Arduino Sketch Considerations»)

Шаг 10: Входы / Датчики

В отличие от людей, роботы не ограничены лишь зрением, звуком, осязанием, обонянием и вкусом. Роботы используют различные датчики для взаимодействия с внешним миром.

Датчик – это устройство, которое выявляет и отвечает на определенные типы входящей информации из окружающего мира. Этой информацией может быть свет, тепло, движение, влажность, давление или любое другое явление окружающей среды.

Входящие сигналы могут идти от датчиков, удалённо, или со смартфона. В этом руководстве я использую смартфон в качестве девайса, отправляющего сигналы, управляющие роботом.

Шаг 11: Источник питания

Чтобы управлять приводами (моторами) и питать контроллер, роботу нужен источник питания. Большинство роботов питается от батарей. Когда мы говорим о батареях, то имеем в виду множество вариантов:

Алкалиновые батарейки AA (не заряжаются)
Никель-металгидридные или никель-кадмиевые батарейки AA (заряжаются)
Литий-ионные батареи
Литий-полимерные батареи

В зависимости от ваших нужд, нужно выбрать подходящий вид батарей. По-моему мнению, нужно всегда выбирать заряжаемые батареи достаточной ёмкости. Я использовал 2 литий-ионные батареи стандарта 18650 ёмкостью 2600mAh. Если для автономности вам нужно больше мощности, используйте большой комплект батарей, например 5A turnigy.

Отсек для батарей:
Отсек для батарей я заказал в Китае, он не подходил для батарей с плоским верхом, поэтому я использовал два неодимовых магнита для придания батарейкам нужной формы.

Зарядка:
Для зарядки батарей нужен хороший зарядник. По моему опыту, эти зарядники хорошо зарекомендовали себя:

PowerEx AA Charger-Analyzer (Amazon)
XTAR LiIon Battery Charger (Amazon)
Turnigy LiPo Battery Charger (Amazon)

Шаг 12: Установка компонентов

Цельная схема устанавливается на крыше. Отсек для батарей, драйвер двигателей LM 298 и маленькую макетную плату я закрепил горячим клеем, но можно просто прикрутить их. Модуль bluetooth закрепляется скотчем. Ардуино нано вставьте в макетную плату.

Шаг 13: Электропроводка

Для соединения модулей понадобятся провода с джамперами.
Соедините красные провода двух моторов вместе (на каждой стороне) и затем черные провода. В итоге у вас выйдет по две клеммы с каждой стороны.

MOTORA отвечает за два правых мотора, соответственно два левых мотора соединены с MOTORB.
Для соединения всех компонентов следуйте инструкции:

Соединение моторов:

Out1 -> красный провод левостороннего мотора (+)
Out2 -> черный провод левостороннего мотора (—)
Out3 -> красный провод правостороннего мотора (+)
Out4 -> черный провод правостороннего мотора (—)
LM298 — > Arduino
IN1 -> D5
IN2-> D6
IN2 ->D9
IN2-> D10
Модуль Bluetooth -> Arduino
Rx-> Tx
Tx ->Rx
GND -> GND
Vcc -> 3.3V
Питание
12V — > красный провод батарей
GND -> черный провод батарей и пин GND на Arduino
5V -> соедините с пином 5V Arduino

Шаг 14: Логика управления

Чтобы понять принцип работы, я создал эту логическую таблицу. Она очень пригождается во время написания кода.

Шаг 16: Тестирование

Чтобы проверить робота-машину, я положил её на маленькую картонную коробку. Таким образом, колёса будут крутиться, но машинка будет оставаться на месте. Проверьте работоспособность, нажимая все доступные кнопки. Если всё работает, то можно по-настоящему управлять ей.

Заметка: если моторы вращаются в противоположном направлении, то просто поменяйте местами провода.

Шаг 17: Планы на будущее

В этом руководстве я объяснил, как создать простенькую машинку. Дальше я хочу добавить в неё некоторые улучшения. Вы можете присоединить к ней различные датчики, вот некоторые идеи:

Добавление ультразвукового датчика для объезда препятствий
Использование модуля WiFi, например ESP8266 или Node MCU вместо Bluetooth, для удлинения дистанции управления.
Добавление солнечной панели для зарядки батарей.

Главный источник информации - easyelectronics.com

Одной ардуины здесь не хватит. Еще понадобятся:
-силовые модули для управления двигателями и светом
-модуль источника питания
-модуль связи

Ардуина - это только мозги, причем довольно хилые.

Вопрос совместимости моторчика с ардуиной особого смысла не несет. Дело в том, что напрямую к ардуине практически никакой моторчик подключить нельзя, она сгорит.
Между ардуиной и моторчиком будет посредник - силовой модуль. Благодаря этому, ардуина фактически совместима с любым двигателем.

По поводу "где купить" - либо онлайн магазины, либо магазины электронных компонентов. Ищите поиском в вашем городе. В крупных городах можно купить все в одном месте, но переплатив раза в 1,5-5 по сравнению с али.

Как бы делал машинку я.

В качестве мозгов высокого уровня и модуля связи я бы взял что-то из ESP32 или ESP8266. Первая работает с bluetooth и wifi. Вторая работает только c wi-fi.

В качестве контроллера периферии сойдет и ардуина. Но! Я бы не стал городить огород из кучи плат и проводов - вероятнее всего, это не влезет в корпус машинки, а если и влезет - будет очень страшным.

Поэтому все компоненты этой конструкции я бы разместил на специально разработанной печатной плате, которую потом по моему заказу изготовит какой-нибудь Резонит.

1) Зависит от вашего местоположения и допущения в небольшой переплате. Можно всё необходимое заказать из Китая, если готовы ожидать 14-40 суток, что позволит сэкономить небольшую часть общей суммы.
Сам лично заказывал у следующих товарищей:

Проблем, соответственно, никаких не возникло.
2) Если уж на то пошло, то необходимо два DC-двигателя и один серво. Просто вбиваете "DC motor" и "Servo".
Примеры выдачи:

При выборе серво необходимо обратить внимание на шестерёнки и конечно же развиваемую тягу. В принципе, для банальной игрушечной машинки хватит и первого варианта из приведённых в примере. Но на будущее имейте в виду, что пристава "MG" подразумевает металлические шестерёнки, что делает в общем устройство более устойчивым к поломке, хотя и не сводит на нет их.
Для управления всей этой системой вам также потребуется так называемый "motor shield":

Первый из приведённых примеров благодаря наличию сдвигового регистра и двух мостов позволяет одновременно управлять четырьмя моторами. Единственное, в чём будет проблема - питание, т.к. для адекватного функционирования каждого требуется от 5V, иначе могут быть проблемы с развиваемой мощностью.
В принципе, вторым также можно управлять сразу четырьмя колёсами, подключив их просто попарно (для поворота использовать разность скоростей сторон). Но в вашем случае достаточно будет и второго варианта. Тем более он допускает использование больших токов, нежели первый.
3) Просто приобретаете светодиоды и подключаете их либо напрямую (не забывая о резисторах) либо через какую-либо из микросхем.
"Diod"

4) Банально устанавливаете себе Arduino IDE и используете C/C++

Ресурсы для изучения:

p.s. что касается удалённого доступа, то обрати внимание на ответ товарища выше

1) Где купить сам Arduino?
Да
2) Какие двигатели совместимы будут с данным одноплатником? Нужна пара двигателей для хода машинки и так понимаю нужен шаговый двигатель для поворотов машинки.
Любые, но на прямую ни какой двигатель подключать нельзя, нужен специальный шильд управления двигателями, например, такой . Для поворотного механизма используются не шаговые двигатели, а

Машинка на Ардуино с Bluetooth управлением от Android телефона — это очень простой, но интересный проект на Arduino UNO с использованием модуля Motor Shield. На этой странице вы узнаете какие потребуются компоненты для изготовления робота машинки на Ардуино своими руками, пошаговую инструкцию по сборке электрической схемы и сможете скачать все необходимые программы для Android и Arduino.

Видео. Машинка на блютуз управлении ардуино

Для этого проекта использовался модуль Motor Shield L293D , два колеса с редукторами, плата Arduino UNO, блютуз модуль HC-05 и два светодиода для фар. Управление происходит дистанционно через Bluetooth сигнал от смартфона или планшета. После сборки модели и установки программ, вы сможете через приложение на смартфоне поворачивать машинкой, ездить вперед и назад, включать и выключать фары.

Машинка на Ардуино своими руками

Для этого проекта нам потребуется:

плата Arduino UNO;
Motor Control Shield L293D;
Bluetooth модуль HC-05/06;
два мотора с редукторами и колесами;
аккумулятор на 9В (крона);
2 резистора и 2 светодиода;
корпус и колеса от старой машинки;
паяльник, термопистолет, канцелярский нож;
провода, припой и изолента.

Детали для робота — машинки на Ардуино УНО

Схема сборки машинки на Ардуино

Если у вас есть все необходимые детали (в проекте можно обойтись без светодиодов и резисторов), то далее мы рассмотрим, как сделать машинку из ардуино своими руками. Для начала следует припаять к контактам моторчиков провода и зафиксировать их изолентой, чтобы контакты не оторвались. Провода необходимо соединить с клеммниками M1 и M2 на Motor Shield (полярность потом можно будет поменять).

Питание на Bluetooth модуль идет от контактов для сервопривода, в проекте серво нам не понадобятся. А на питание идет стабилизированное напряжение 5 Вольт, что нам подходит. К портам TX и RX удобнее будет припаять коннекторы «мама», а к портам «Pin0» и «Pin1» на Motor Shield припаять штырьки (BLS). Таким образом, вы сможете легко отключать Bluetooth модуль от Arduino при необходимости загрузки скетча.

Управление светодиодами идет от порта «Pin2», здесь провод можно припаять напрямую к порту. Если вы делаете несколько машинок с Блютуз, которыми будете управлять одновременно, то рекомендуем сделать перепрошивку модуля HC-05 . Делается прошивка модуля очень просто, а затем вы уже не будете путать машинки, так как у каждой будет отображаться свое уникальное имя на Андроиде.

Приложение и скетч для машинки на Ардуино

После сборки схемы загрузите следующий скетч для машинки (не забудьте отключать Bluetooth модуль от Ардуино при загрузке) и установите приложение на смартфоне. Все файлы для проекта (библиотека AFMotor.h, скетч для машинки и приложение для Android) можно скачать одним архивом по прямой ссылке .

#include // подключаем библиотеку для шилда AF_DCMotor motor1(1); // подключаем мотор к клеммнику M1 AF_DCMotor motor2(2); // подключаем мотор к клеммнику M2 int val; // освобождаем память в контроллере void setup () { Serial .begin (9600); pinMode (2, OUTPUT ); // Порт для светодиодов motor1.setSpeed (250); motor1.run (RELEASE ); // останавливаем мотор motor2.setSpeed (250); // задаем максимальную скорость мотора motor2.run (RELEASE ); // останавливаем мотор } void loop () { if (Serial .available ()) // проверяем, поступают ли какие-то команды { val = Serial .read (); if (val == "f") { // едем вперед motor1.run (FORWARD ); motor1.setSpeed (250); motor2.run (FORWARD ); motor2.setSpeed (250); } if (val == "b") { // едем назад motor1.run (BACKWARD ); motor1.setSpeed (200); motor2.run (BACKWARD ); motor2.setSpeed (200); } if (val == "s") { // останавливаемся motor1.run (RELEASE ); motor2.run (RELEASE ); } if (val == "l") { // поворачиваем налево motor1.run (FORWARD ); motor1.setSpeed (100); motor2.run (BACKWARD ); motor2.setSpeed (250); } if (val == "r") { // поворачиваем направо motor1.run (BACKWARD ); motor1.setSpeed (250); motor2.run (FORWARD ); motor2.setSpeed (100); } if (val == "1") { // включаем светодиоды digitalWrite (2,HIGH ); } if (val == "0") { // выключаем светодиоды digitalWrite (2,LOW ); } } }

Пояснения к коду:

Для тестирования, можно отправлять команды с компьютера через USB;
Вращение моторов при подключении к аккумулятору будут отличаться;
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

Основная идея проекта - создать недорогую автономную четырехколесную подвижную платформу.

В проекте используется логика на базе Arduino, недорогая радиоуправляемая машина, источник питания 9 вольт. В качестве датчиков обратной связи используется инфракрасный передатчик.

Так как оборудование недорогое, можно расценивать эту статью исключительно как общую инструкцию и первый шаг для дальнейших модификаций вашей автономной четырехколесной платформы.

Необходимое оборудование и материалы

Arduino
Arduino Мотор шилд
Радиоуправляемая машина
Паяльник
Припой
Инфракрасный передатчик
Инфракрасный приемник
Батарейка 9 В с коннекторами
Переключатель

*Обратите внимание: если в вашей машине установлена большая плата контроллера, то это, скорее всего, чип TX2 или RX2. Если это так, то вы можете сэкономить немного денег и использовать для двигателей встроенные контроллеры. Хороший пример (на английском языке!) есть .

Разбираем машинку

Ваш первый шаг - разобрать машинку. Снимите корпус и извлеките все платы из машинки. Моторы не трогаем. В проекте нам понадобятся родные шасси, колеса и моторы.

Подготавливаем сенсоры

Подготавливаем электронику. Для начала припаяйте резистор на 100 Ом к одному из контактов на вашем ИК передатчике. Припаиваем провода к другой ноге резистора и ноге датчика. После этого припаиваем два провода к ногам вашего ИК приемника.

Устанавливаем Arduino и датчик

В корпусной части машинки надо сделать отверстия под крепеж вашего контроллера Arduino . Отверстия под крепеж зависят от габаритов подвижной платформы машинки. В данном конкретном случае плата была расположена "перпендикулярно" несущей системе. Подобное расположение удобно еще и тем, что расстояния от двигателей передней и задней подвески до пинов платы примерно одинаковое.

Над передней подвеской устанавливаем наши эмиттер и детектор. Их желательно установить повыше относительно земли. В дальнейшем можно предусмотреть сзади светодиоды, которые будут включаться во время заднего хода машинки.

Переходим к следующему шагу.

Питание

В проекте используется одна батарейка на 9 В (крона). В данном случае ее получилось установить под несущей системой платформы на колесах. Крепим пластиковыми стяжками. В принципе, для увеличения времени автономной работы нашего автомобиля, можно установить две кроны параллельно.

Подключение к Arduino

С подключением можно разобраться и на основании фото. Но на всякий случай, ниже приведена схема подключения в текстовой форме.

ИК светодиод

Позитивный контакт - 5v

Отрицательный контакт - Ground

Позитивный контакт - Analog pin 5

Негативный контакт - Ground

Двигатель

Негативный контакт - Мотор шилд Channel A -

Двигатель для поворота

Позитивный контакт - Мотор шилд Channel B +

Негативный контакт - Мотор шилд Channel B -

Позитивный контакт - Мотор шилд Vin

Негативный контакт - Мотор шилд Gnd

Программа Arduino

Учитывая специфику проекта, вам надо внести в приведенный ниже базовый скетч достаточно много изменений, которые зависят от размера машинки и колес, скорости вращения колес, веса авто, освещения окружающей среды.

int irsensor = A5;

int measure = 1;

int ambientir = 0;

//настройка канала A (Channel A)

pinMode(12, OUTPUT); //инициализация контакта Motor Channel A

pinMode(9, OUTPUT); //Инициализация контакта тормоза - Brake Channel A

pinMode(irsensor, INPUT);

digitalWrite(irsensor, HIGH);

Serial.begin(9600);

ambientir = ambientir + analogRead(irsensor);

measure = measure + 1;

ambientir = ambientir / 10;

distance = analogRead(irsensor);

digitalWrite(12, HIGH); //Обечпечиваем обратное направление вращения ротора на Channel A

digitalWrite(9, LOW); //Отключаем тормоз на Channel A

analogWrite(3, 100); //Вращаем ротор мотора на Channel A на половине максимальных оборотов

if(distance > ambientir - 50){

digitalWrite(12, LOW);

digitalWrite(9, LOW);

analogWrite(3, 100);

Serial.println(distance);

Приведенный выше костяк программы для Arduino можно (и даже нужно!) дорабатывать под вашу конкретную конструкцию, но общий концепт вы должны были уловить.

Результат, тестирование и дальнейшие варианты модификаций

Как видите на фото, оригинальный корпус машинки был окрашен в бежевый цвет и установлен на стойках на подвижную четырехколесную платформу.

После тестирования разработанной конструкции можно выделить следующие проблемы :

Ограниченный диапазон чувствительности сенсора;
Проблемы, связанные со скоростью машины, а именно - невозможность быстрой остановки;
Необходимость подстраивать датчик под разные условия освещения;
Ну и конечно же, дешевый китайский пластик никоим образом не придает автономной машинке на Arduino хорошей жесткости и надежности конструкции.

В принципе, внести компенсацию в зависимости от уровня освещения можно, но это отдельная история и модификация, которые не входили в задачи базового проекта.

Машинка не врезается в стены, но с 90% вероятностью соберет бампером все ножки стульев и столов в комнате. То есть, с обнаружением более мелких препятствий есть явные проблемы. Соответственно, надо либо увеличивать количество эмиттеров, либо использовать более дорогостоящие модели с большей чувствительностью.

Оставляйте Ваши комментарии, вопросы и делитесь личным опытом ниже. В дискуссии часто рождаются новые идеи и проекты!

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.