Широкое распространение и дешевизна платформы Arduino и различных робоплатформ позволило любителям создавать радиоуправляемые машинки на любой вкус. А широкое распространение смартфонов позволило использовать их в качестве контроллеров этих машинок. Главной проблемой для многих любителей Arduino является отсутствие опыта в программировании под Android. Сегодня я расскажу, как легко решить эту проблему, используя среду визуальной разработки android-приложений App Inventor 2.
Постройку любой машинки надо начинать с «железа», поэтому вкратце опишу, что использовал для своей машинки:
arduino nano
bluetooth module HC-05
Z-Mini Motor Sensor Shield L293D
2WD Motor Chassis
Конфигурация «железа» не играет большой роли в этом проекте, поэтому шасси, шилд и саму ардуино можно заменить на любые аналоги.
Теперь перейдем к созданию приложения для Android. App Inventor - среда визуальной разработки android-приложений, работает из браузера. Заходим на сайт, разрешаем доступ к своему аккаунту в Google, нажимаем кнопку «create» и создаем новый проект. В новом проекте методом «Drag and Drop» создаем 4 кнопки для выбора направления движения и одну для подключения к нашему bluetooth модулю. Примерно так:
Теперь остается скомпилировать приложение, нажав на кнопку «Build».
С написанием скетча я думаю у любителей ардуино проблем не возникнет, скажу лишь, что можно взять выбрать из готовых скетчей, где управление машинкой осуществляется с компьютера по sireal порту. Я использовал этот
скетч
int val;
int IN1 = 4;
int IN2 = 7;
int EN1 = 6;
int EN2 = 5;
Void setup()
{
Serial.begin(9600);
pinMode(IN1, OUTPUT);
pinMode(IN2, OUTPUT);
pinMode(EN1, OUTPUT);
pinMode(EN2, OUTPUT);
}
void loop()
{
if (Serial.available())
{
val = Serial.read();
// Задаём движение вперёд
if (val == "W") // При нажатии клавиши «W»
{
// Выводы конфигурируются согласно работе Motor Shield"а
// Моторы крутятся вперед
digitalWrite(EN1, HIGH);
digitalWrite(EN2, HIGH);
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, HIGH);
}
// Задаём движение назад
if (val == "S")
{
digitalWrite(EN1, HIGH);
digitalWrite(EN2, HIGH);
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, LOW);
}
// Задаём движение вправо
if (val == "D")
{
digitalWrite(EN1, HIGH);
digitalWrite(EN2, HIGH);
digitalWrite(IN1, HIGH);
digitalWrite(IN2, LOW);
}
// Задаём движение влево
if (val == "A")
{
digitalWrite(EN1, HIGH);
digitalWrite(EN2, HIGH);
digitalWrite(IN1, LOW);
digitalWrite(IN2, HIGH);
}
// Стоп режим
// При отпускании клавиш в программе в порт шлется «T»
if (val == "T") // При нажатии клавиши «T»
{
// Выводы ENABLE притянуты к минусу, моторы не работают
digitalWrite(EN1, LOW);
digitalWrite(EN2, LOW);
}
}
}
Итак, вот такая у меня получилась машинка:
Те, кому нравится дизайн в приложениях, могут немного поменять. Подробно описывать как это делать не буду, там не сложно самому разобраться. Скажу лишь, что для этого в основном нужно использовать.png файлы, вместо.jpeg, которые не поддерживают прозрачный фон. Например, сделать такой дизайн за полчаса или час сможет любой неподготовленный человек:
P.S. Для тех, кто не сталкивался с разработкой приложений в App Inventor 2, я сделал более подробный гайд по разработке этого приложения (для просмотра нужно перейти на ютуб).
P.P.S. Сборник из более 100 обучающих материалов по ардуино для начинающих и профи
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.
Но и с покупки готового полноценного робота на базе этой платы. Для детей начальной школы или дошкольного возраста такое готовые проекты Arduino даже предпочтительней, т.к. «неожившая» плата выглядит скучновато. Такой способ подойдет и для тех, кого электрические схемы не особо привлекают.
Приобретая работающую модель робота, т.е. фактически готовую высокотехнологичную игрушку, можно разбудить интерес к самостоятельному проектированию и созданию роботов. Наигравшись в такую игрушку и разобравшись в том, как она работает, можно приступать к совершенствованию модели, разобрать все на части и начать собирать новые проекты на Arduino, используя высвободившиеся плату, приводы и датчики. Открытость платформы Arduino позволяет из одних и тех же составных частей мастерить себе новые игрушки.
Мы предлагаем небольшой обзор готовых роботов на плате Arduino.
Машинка на Arduino, управляемая через Bluetooth
Машинка, управляемая через Bluetooth , стоимостью чуть менее $100. Поставляется в разобранном виде. Помимо корпуса, мотора, колес, литиевой батарейки и зарядного устройства, получаем плату Arduino UNO328, контроллер мотора, Bluetooth адаптер, пульт дистанционного управления и прочее.
Видео с участием этого и еще одного робота:
Более подробное описание игрушки и возможность купить на сайте интернет-магазина DealExtreme .
Робот-черепаха Arduino
Комплект для сборки робота-черепахи стоимостью около $90. Не хватает только панциря, все остальное, необходимое для жизни этого героя, в комплекте: плата Arduino Uno, сервоприводы, датчики, модули слежения, ИК-приемник и пульт, батарея.
Черепаху можно купить на сайте DealExtreme , аналогичный более дешевый робот на Aliexpress .
Гусеничная машина на Arduino, управляемая с сотового телефона
Гусеничная машина, управляемая по Bluetooth с сотового телефона , стоимостью $94. Помимо гусеничной базы получаем плату Arduino Uno и плату расширения, Bluetooth плату, аккумулятор и зарядное устройство.
Гусеничную машину также можно купить на сайте DealExtreme , там же подробное описание. Может быть, более интересный железный Arduino-танк на Aliexpress .
Arduino-автомобиль, проезжающий лабиринты
Автомобиль, проезжающий лабиринты , стоимостью $83. Помимо моторов, платы Arduino Uno и прочего необходимого cодержит модули слежения и модули обхода препятствий.
Готовый робот или каркас для робота
Помимо рассмотренного в обзоре варианта использования готовых комплектов для создания роботов Arduino, можно купить отдельно каркас (корпус) робота — это может быть платформа на колесиках или гусенице, гуманоид, паук и другие модели. В этом случае начинку робота придется делать самостоятельно. Обзор таких корпусов приведен в нашей .
Где еще купить готовых роботов
В обзоре мы выбрали наиболее дешевых и интересных на наш взгляд готовых Arduino-роботов из китайских интернет-магазинов. Если нет времени ждать посылку из Китая — большой выбор готовых роботов в интернет-магазинах Амперка и DESSY . Низкие цены и быструю доставку предлагает интернет-магазин ROBstore . Список рекомендованных магазинов .
Возможно вас также заинтересуют наши обзоры проектов на Arduino:
Обучение Arduino
Не знаете, с чего начать изучение Arduino? Подумайте, что вам ближе — сборка собственных простых моделей и постепенное их усложнение или знакомство с более сложными, но готовыми решениями?
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.
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 .
#includeПояснения 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
