【 Arduino 開發與運用】從尋跡競賽自走車學習（快速理解：車輛機器人控制自動化的世界）

2017 年 4 月 21 日 topadminArduino 控制No Comment

【 Arduino 開發與運用】從尋跡競賽自走車學習（快速理解：車輛機器人控制自動化的世界）
尋跡競賽自走車學習是現今非常多年輕人研修的一個項目，藉此提昇自己在職場上的競爭能力
用Arduino控制尋跡競賽自走車學習是很有趣，尋跡競賽自走車學習項目一般總是吸引初學者介紹基礎電子學習，了解自動化的世界。

時常有時問『總教頭』：『如何簡單的製作 Arduino 自走車（Android 控制藍牙）』呢？
以下是：如何簡單的製作 Arduino 自走車（Android 控制藍牙）的步驟與講解

看這影片：CxemCar – Android control Car via Bluetooth 是不是很有趣呢？

這是一個Android藍牙車載藍芽控制的簡單項目。使用Arduino控制器

使用內建加速度計控制汽車使用的Android裝置。
向前傾斜 – 車向前傾斜，向左傾斜 – 車向左轉，向後傾斜 – 汽車返回。
搬移速度或旋轉速度取決於您傾斜裝置的數量。配置Android-apps中的傾斜度靈敏度和價值。
還提供了標準的控制模式：螢幕上的按鈕。除了所有我實現的觸摸控制。共有3種模式來控制RC車。
您可以在上面的視訊中看到的裝置的功能

步驟1：Android設備
所需零件
Android裝置

最重要的部分 – 具有加速度計和藍牙功能的Android裝置：
平板電腦，智慧手機等…作為Android裝置，我使用一個便宜的中文平板電腦「Ainol Aurora」與外部USB-Bluetooth模組（因為它沒有自己的）通過USB主機連線。

步驟2：DIY車底盤

我們還需要任何帶2或4個直流電機的底盤。
您可以使用舊的RC玩具車。

作為一個平台，我使用了一個小的RC DIY平台，在AliExpress上購買了25美元。這是該項目最適合的軌道底盤。

步驟3：控制器（MCU）

3.控制器（MCU）

您需要任何Arduino兼容控制器（Nano，Uno，Leonardo，Mini等）
控制器應包含2個PWM和UART。

步驟4：藍牙模組

藍牙模組

作為藍牙模組使用便宜的中文模組藍牙序列HC-06（ 3-4 $ on AliExpress ）。將藍牙模組連線到Arduino的說明指南在這裡。
您可以使用HC-05，HC-07和其他序列藍牙模組

步驟5：馬達電機驅動

5.電機驅動器

我使用L298N雙橋直流步進電機驅動模塊。在AliExpress上花費3-5美元。

步驟6：其他零件

6.其他部分

第7步：理論（技術原理：）

理論

所有計算都在Android應用程序中執行，並立即計算左右電機PWM值2 <2 <。
應用具有靈活的設置，如PWM的範圍，傾斜的靈敏度，PWM的最小閾值等。藍牙傳輸的示例命令：
L-255 \ rR-120 \ r
L – 左側引擎的命令，右側的R –
破折號意味著電機的旋轉向後移動
255 – PWM值（Arduino為最大轉速）
\ r – 命令結束。
在這個命令上，RC車將向前移動並向右旋轉，右發動機慢慢地向左旋轉。

L255 \ rR-255 \ r
在這個命令上，左側引擎將向右旋轉，迫使汽車圍繞其軸線逆時針旋轉。

H1 \ r
命令是一個可以連接的附加通道，例如燈光，聲音等。

符號命令L，R和H可以在Android應用程序的設置中定義。

在MCU控製程序中提供一個定時器，如果最後一個命令在超過n秒之前被接收，則關閉引擎。數據存儲在控制器的EEPROM存儲器中，可以從Android設備更改。
此設置的範圍為0.1秒至99.9秒。可以禁用此設置。使用EEPROM提供命令：Fr讀取值2 <2 <和Fw – 記錄值。

第8步：Android應用程序

我們可以看到，Arduino連線到藍牙模組和帶有兩個或四個連線的電機的電機磁碟機。

Android應用程式

Android應用程式是在Eclipse IDE中編寫的。項目的所有來源和Eclipse項目，您可以在下面下載。您的裝置上的Android版本必須> 3.0。

該應用程式包括幾個活動。主要活動是主螢幕，按鈕運行不同的操作模式和設定

有三種控制模式藍牙車：從加速度計，螢幕按鈕和觸摸控制。

Android應用設定

設定螢幕快照CxemCar Android應用程式版本1.0

MAC位址

要與RC Car的藍牙模組建立連線，必須在應用程式設定中設定MAC位址。
但首先，您必須在Android裝置上配置裝置：開啟設定 – >藍牙，然後點選「搜尋裝置」。
當手機找到我們的藍牙模組時，點擊它們並輸入配對密碼（通常為「1234」）

瞭解藍牙模組的MAC位址可能來自任何應用程式，如藍牙終端。
為此，請點選「連線裝置 – 安全」，然後在生成的視窗中，點選「掃瞄裝置」按鈕。
軟體將掃瞄藍牙裝置並顯示它們的MAC位址。

步驟9：Arduino RC汽車接線

Arduino控制器接線圖

在電路中我使用跳線（在專案Jmp1中），因為連線的藍牙模組是不可能的加載草圖到Arduino。

我將藍牙模組焊接到Arduino並引導狀態指示燈。有關Arduino和藍牙之間的通信，請閱讀本文：Arduino和藍牙。模組HC-06置於熱縮管10mm。具有限流電阻（計算器）的藍牙狀態LED也放置在熱收縮管中。

在麵包板平台上，我鑽了一個洞，並安裝了電機磁碟機L298N。 Arduino板貼有雙面膠帶

在車平台和麵包板之間，我放置了3節鋰電池3.7V 1100 mAh。電源配置到控制器和電機：Arduino由3.7 V電池供電，電機和磁碟機L298N由兩台3.7V電池串聯連線。有兩個2位電源開關 – 一個位置是從電池到消費者的電源，另一個位置是充電終端。

BT端RX（2）和Arduino引腳TX可能需要電平移位器。為此，您可以使用分壓器：計算器5V至3.3V

第10步：軟體
該程序是用Arduino IDE 1.01編寫的。

#include“EEPROM.h”

#define D1 2 //電機旋轉方向1
#define M1 3 // PWM左電機
#define D2 4 //電機旋轉方向2
#define M2 5 // PWM右電機
#define HORN 13 //附加頻道1
// #define autoOFF 2500 //毫秒之後機器人停止連接

#define cmdL'L'//左電機的UART命令
#define cmdR'R'//右電機的UART命令
#define cmdH'H'//其他通道的UART命令（例如喇叭）
#define cmdF'F'//用於EEPROM操作的UART命令
#define cmdr'r'//用於EEPROM操作的UART命令（讀取）
#define cmdw'w'//用於EEPROM操作的UART命令（寫）

char incomingByte; //傳入數據

char L_Data [4]; //左電機的數組數據
字節L_index = 0; //數組L的索引
char R_Data [4]; //右側電機的數組數據
字節R_index = 0; //數組R的索引
char H_Data [1]; //附加通道的數組數據
字節H_index = 0; //數組H的索引
char F_Data [8]; // EEPROM的數組數據
byte F_index = 0; //數組F的索引
char命令 //命令

unsigned long currentTime，lastTimeCommand，autoOFF;

void setup（）{
Serial.begin（9600）; //初始化UART
pinMode（HORN，OUTPUT）; //附加頻道
pinMode（D1，OUTPUT）; //電機旋轉輸出
pinMode（D2，OUTPUT）; //電機旋轉輸出
/*EEPROM.write(0,255）;
EEPROM.write（1,255）;
EEPROM.write（2,255）;
EEPROM.write（3,255）; * /
timer_init（）; //初始化軟件定時器
}

void timer_init（）{
uint8_t sw_autoOFF = EEPROM.read（0）; //讀EEPROM“被激活或不停車時丟失連接”
if（sw_autoOFF =='1'）{//如果激活
char var_Data [3];
var_Data [0] = EEPROM.read（1）;
var_Data [1] = EEPROM.read（2）;
var_Data [2] = EEPROM.read（3）;
autoOFF = atoi（var_Data）* 100; //變量autoOFF ms
}
else if（sw_autoOFF =='0'）{
autoOFF = 999999;
}
else if（sw_autoOFF == 255）{
autoOFF = 2500; //如果EEPROM為空白，dafault值為2.5秒
}
currentTime = millis（）; //讀取自應用程序啟動以來經過的時間
}

void loop（）{
if（Serial.available（）> 0）{//如果接收到UART數據
incomingByte = Serial.read（）; // raed字節
if（incomingByte == cmdL）{//如果接收到左電機L的數據
command = cmdL; //當前命令
memset（L_Data，0，sizeof（L_Data））; //清除數組
L_index = 0; //重置數組索引
}
else if（incomingByte == cmdR）{//如果接收到左電機R的數據
command = cmdR;
memset（R_Data，0，sizeof（R_Data））;
R_index = 0;
}
else if（incomingByte == cmdH）{//如果接收到附加通道的數據
command = cmdH;
memset（H_Data，0，sizeof（H_Data））;
H_index = 0;
}
else if（incomingByte == cmdF）{//如果接收到EEPROM的數據操作
command = cmdF;
memset（F_Data，0，sizeof（F_Data））;
F_index = 0;
}
else if（incomingByte =='\ r'）command ='e'; // 行結束
else if（incomingByte =='\ t'）command ='t'; // EEPROM的行尾

if（command == cmdL && incomingByte！= cmdL）{
L_Data [L_index] = incomingByte; //存儲數組中的每個字節
L_index ++; //增加數組索引
}
else if（command == cmdR && incomingByte！= cmdR）{
R_Data [R_index] = incomingByte;
R_index ++;
}
else if（command == cmdH && incomingByte！= cmdH）{
H_Data [H_index] = incomingByte;
H_index ++;
}
else if（command == cmdF && incomingByte！= cmdF）{
F_Data [F_index] = incomingByte;
F_index ++;
}
else if（command =='e'）{//如果我們把行結束
Control4WD（atoi（L_Data），atoi（R_Data），atoi（H_Data））;
延遲（10）;
}
else if（command =='t'）{//如果我們把EEPROM行結束
Flash_Op（F_Data [0]，F_Data [1]，F_Data [2]，F_Data [3]，F_Data [4]）;
}
lastTimeCommand = millis（）; //讀取自應用程序啟動以來經過的時間
}
if（millis（）> =（lastTimeCommand + autoOFF））{//將當前計時器與變量lastTimeCommand + autoOFF進行比較
Control4WD（0,0,0）; //停車
}
}

void Control4WD（int mLeft，int mRight，uint8_t Horn）{

bool directionL，directionR; //電機旋轉方向L298N
字節值L，值R; // PWM M1，M2（0-255）

if（mLeft> 0）{
值L = 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）; //設置左側電機的速度
analogWrite（M2，valueR）; //設置右側電機的速度
digitalWrite（D1，directionL）; //設置左電機旋轉方向
digitalWrite（D2，directionR）; //設定正確的電機旋轉方向

digitalWrite（HORN，Horn）; //附加頻道
}

void Flash_Op（char FCMD，uint8_t z1，uint8_t z2，uint8_t z3，uint8_t z4）{

if（FCMD == cmdr）{//如果EEPROM數據讀取命令
Serial.print（“FData：”）; //發送EEPROM數據
Serial.write（EEPROM.read（0））; //從0地址讀取存儲器的值並將其打印到UART
Serial.write（EEPROM.read（1））;
Serial.write（EEPROM.read（2））;
Serial.write（EEPROM.read（3））;
Serial.print（“\ r \ n”）; //標記數據EEPROM的傳輸結束
}
else if（FCMD == cmdw）{//如果EEPROM數據寫入命令
EEPROM.write（0，z1）; // z1記錄到具有0地址的內存
EEPROM.write（1，z2）;
EEPROM.write（2，z3）;
EEPROM.write（3，z4）;
timer_init（）; //重新初始化計時器
Serial.print（“FWOK \ r \ n”）; //發送數據成功寫入EEPROM的消息
}