Arduino 蓝牙机器人小车

机器人汽车底盘包含底部框架，驱动轮胎/车轮的电机安装在其上。电机连接到通电的电机驱动屏蔽，该屏蔽连接到 Arduino UNO 板（背负式）。蓝牙接收器模块也连接到 Arduino 板。Arduino 被编程为从 Android 应用程序接收蓝牙信号，并打开/关闭电机，从而旋转车轮并移动汽车。

1. 获取组件：提前收集所有组件以完成项目。
2. 准备模块：将连接器连接到所有连接在一起的模块。
3. 组装项目：按顺序组装以确保连接顺利且容易。

1. Arduino Uno R3 开发板：该项目使用 Freenove UNO R3，但任何兼容 Arduino 的开发板都可以。Arduino 包含项目代码，从蓝牙模块读取（输入）蓝牙信号并将信号写入（输出）电机屏蔽。
2. L293D 电机驱动屏蔽：该项目使用 Gikfun 电机驱动屏蔽扩展板 L293D 来驱动 Arduino UNO。电机屏蔽从 Arduino 板读取（输入）信号并驱动（输出）旋转车轮的伺服器。
3. HC-05 蓝牙无线：该项目使用 DSD-Tech HC-05 蓝牙串行直通模块。蓝牙模块从 Android 应用程序接收（输入）蓝牙信号并将信号发送（输出）到 Arduino 板。
4. 机器人汽车套件：该套件包含底盘、电机、轮胎/车轮、电线、螺丝、螺母等。基本套件包括底盘（可能是 2 个）、4 个电机、4 个车轮以及每个电机的螺母、螺栓、螺丝和 2 根电线。
5. 电池：两节电池：一节 9V 电池用于 Arduino 开发板，一节 4 AA 电池用于 Motor Shield。一节 9V 电池驱动 Arduino，一节 4 AA 电池驱动 Motor Shield。
6. Android 应用程序：Android 蓝牙遥控控制器应用程序向机器人汽车发送蓝牙信号。该应用程序控制机器人汽车的运动（前进、后退、左转、右转）。

机器人汽车通常以基本套件（底盘、电机、车轮、螺母、螺栓、电线，但没有电路板）或完整套件（带有 Arduino、电机护罩、蓝牙、电池、组装说明和可选的其他传感器）的形式出售（eBay、亚马逊、Banggood 等）。只要您拥有所有组件，组装过程就是一样的。

每个电机需要连接 2 根电线：地线和电压。为了保持一致性，请将正电压线（红色）连接到顶部电机连接器（通过焊接或挂钩），将负地线（黑色、蓝色或任何其他颜色）连接到底部电机连接器。

在组装之前，每个电机都要单独进行此操作。如果在组装之后，焊接底部电线连接可能有点棘手（但可行！）。还建议垂直焊接电线（指向上方，而不是侧面），从而提供更长的电线，使另一端更容易连接到电机护罩。

HC-05蓝牙模块需要4根线：

RX和TX：母头（来自 HC-05 侧）到公头（电机屏蔽 TX 和 RX 接头针）。

VCC和GND：母头（来自 HC-05 侧）到母头（电机屏蔽伺服器 + 和 - 引脚）。

电机护罩将位于 Arduino 板的顶部（搭载），因此其 GPIO（引脚）将与其下方的 Arduino 板相对应。我们不能或不想直接焊接 Arduino 板引脚。

因此，我们需要将 2 针接头焊接到 Motor Shield 上的 GPIO 0 和 1（因此分别连接到下面的 Arduino RX 和 TX 引脚）。这些稍后将连接到 HC-05 蓝牙 TX 和 RX 引脚（因此，按相反顺序：蓝牙 RX 连接到 Arduino TX，蓝牙 TX 连接到 Arduino RX）。

Arduino 需要读取输入信号（蓝牙）并向电机写入输出命令以移动车轮。可以将代码从下面的框复制粘贴到 Mac/PC 上的 Arduino IDE 中，然后上传到 Arduino 板。

代码需要 AFMotor 库 (AF = Ada Fruit)。这是一个标准库，可以直接从 Arduino IDE 安装（无需外部链接）。导航 Sketch > Include Library > Manage Libraries，然后从 Adafruit Motor Shield 搜索。为此项目安装版本 1.0.1（不是 2.0）。然后将以下代码复制/粘贴到新的 IDE 项目文件中，验证然后上传。上传成功后，断开 Arduino 板（因为它会将代码保留在其内存中）。Arduino 现在可以作为独立设备使用了。

在 Android 手机上，导航至 Google Play 商店并下载Arduino Bluetooth RC Car应用程序。一旦连接到 Arduino/Motor Shield，该应用程序稍后将与 HC-05 蓝牙模块配对。该应用程序将允许您控制汽车的移动。

您将需要 2 个电池单元：

带有电池扣的9V电池可为 Arduino 开发板供电。

4xAA电池盒（或机器人汽车套件所需的任何东西）为电机护罩供电。可能需要压接电线以确保它们牢固地安装在电机护罩插针内。

组装顺序对于确保项目顺利完成非常重要。因此，

1.从底盘开始（电机、车轮）

2. 将 Motor Shield 连接到 Arduino 开发板。

3. 将电机连接至电机护罩

4. 将 HC-05 蓝牙模块连接到 Motor Shield

该套件很可能会有组装说明，但它们通常遵循以下步骤：

1. 确定汽车的前部和后部（在照片中，从观看者的角度来看，前部朝上，如同向前行驶）。

2. 将电机标记为左前、左后和右前、右后。这是为了方便连接到电机护罩左侧和右侧。

3. 依次组装每个电机，注意如图所示的位置（前电机朝后，后电机朝前）。对于每个电机：

3.1 将电机放置在底盘上

3.2 用两侧的支架固定

3.3 添加螺钉和螺母并紧固以将电机固定到位

3.4 添加速度编码器（黑色/灰色圆圈）

3.5 将车轮安装到电机外侧

电机屏蔽将搭载在 Arduino 板上。将电机屏蔽放在 Arduino 的顶部，确保引脚正确对齐：电机屏蔽 0 RX 和 1 TX 引脚位于 Arduino 0 RX 和 1 TX 引脚的顶部。

轻轻向下推，直到 2 块电路板牢固对齐并连接。完成后，电机护罩左侧将位于 Arduino 9V 电池输入的顶部。

在底盘中间固定一个小的空盒子，并将 Arduino/Motor Shield 组合放在上面（略高于电机）。

确保蓝牙 RX/TX 朝向汽车前部，Arduino 9V 电池输入位于汽车左侧。电机屏蔽 M1 和 M2 引脚现在位于汽车左侧，M3 和 M4 引脚现在位于汽车右侧。

电机护罩有 4 个电机连接器：左侧为 M1、M2，右侧为 M3、M4。电机有一根负黄线和一根正红线（见图）。每个 M 的第一个引脚朝外（例如 M1/M4 的第一个引脚朝前，M2/M3 的第一个引脚朝后）。

M1连接左前电机：第 1 个引脚 -ve，第 2 个引脚 +ve

M2连接左后电机：第 1 针 -ve，第 2 针 +ve

M3连接右后电机：第 1 针 -ve，第 2 针 +ve

M4连接右前电机：第 1 针 -ve，第 2 针 +ve

正确的 Mx 连接对于确保车轮一起以正确的方向旋转非常重要。例如，当汽车要向前行驶时，所有车轮都应逆时针旋转，而向后行驶则相反。

HC-05 蓝牙模块需要 4 根线：RX 和 TX 连接到 Arduino/Motor Shield TX 和 RX，GND 和 VCC 连接到 Motor Shield Servos - 和 + 引脚。在 Motor Shield 的左前方有 2 个簇，每个簇有 3 个引脚；需要连接的是第 2 个簇（靠近 USB 端口），最左边的引脚为 -ve，最右边的引脚为 +ve）。

蓝牙 RX（黑色）-> 电机屏蔽 2 针接头 1（TX）

蓝牙 TX（红色）-> 电机屏蔽 2 针接头 0（RX）

蓝牙 GND（棕色）-> - 伺服器（最左边的针脚）

蓝牙 VCC（红色）-> + 伺服器（最右边的引脚）

将9V 电池固定（使用 Blu Tack、双面胶带或胶水）到汽车前部。将电池卡扣连接到 Arduino 9V 电池输入插座（在汽车左侧）。电机屏蔽绿灯将亮起，蓝牙模块（通常为红色）灯将开始闪烁（表示准备配对）。

将4 节 AA 电池组 固定在汽车后部。将电池组的负极（黑色）和正极（红色）电线连接到 Motor Shield 电池针脚（2 个蓝色针脚朝向汽车后部）。标有 GND 的右侧针脚连接到黑线，另一个左侧针脚连接到红线。

【视频地址】https://www.youtube.com/embed/9EmSlKW5KyI?feature=oembed&autoplay=1

【工作原理】

蓝牙遥控控制器应用程序向汽车蓝牙模块 HC-05 发送以下命令（以字符形式）：

“ F ”前进

‘ B ’ 向后

“ L ” 左转

“ R ” 右转

' S ' 停车

请参阅应用程序设置，了解可添加到 Arduino 代码的更多命令。

Arduino 板逻辑使用 RX/TX 连接读取蓝牙 HC-05 输入（在 loop() 函数中连续读取），并指示 Motor Shield 移动电机/车轮以执行命令。例如，要左转，Arduino 会使电机 M1 和 M2 向前移动，使电机 M3 和 M4 向后移动。

【测试】

汽车现在已准备就绪！但要让它真正移动，我们需要将其蓝牙模块与 Android 应用程序配对。确保蓝牙模块灯闪烁，表示可搜索并准备配对。

1. 导航至 Android 手机设置 > 蓝牙并搜索汽车蓝牙模块。在我们的项目中，模块是DSD TECH HC-05，密码/pin 通常为1234（如果不是，则为 0000）。将 Android 手机与 HC-05 配对。

2. 启动蓝牙遥控车应用程序，导航至“设置”（齿轮图标菜单），然后从“选项菜单”中选择“连接到汽车”。如果一切正常，则连接已建立（蓝牙闪烁停止），应用程序屏幕左上角的大红色圆圈将变为绿色。

3. 将汽车底盘放在桌子上一个细长的盒子上，这样盒子就位于底盘中间，车轮可以自由旋转。点击应用程序屏幕上的“前进”、“后退”、“向右”和“向左”按钮来测试连接。观看视频以了解视觉效果。

4. 如果所有车轮都正确旋转（例如逆时针前进），则将汽车放在光滑的表面上（大理石、乙烯基、木材，不是地毯），然后驾驶汽车。尽情享受吧！