Carro Robô Controlado Por Bluetooth

Um dos projetos mais ambiciosos para se fazer com Arduino é a construção de um carro robô, para mim foi que me incentivou a estudar mais sobre o Arduino, na internet é possível encontrar diversas formas de construir um, seja um seguidor de linha, de 2 rodas ou um totalmente autônomo e etc..., são infinitas possibilidades de montagem e existe muitos projetos já prontos, porem muitos não era da forma que eu queria, o funcionamento não era tão eficaz ou possuía uma programação muito complicada, e depois de muita pesquisa, quebrar cabeça diversas vezes e conseguir no final das contas montar um da forma que eu queria e com isso decidi mostrar em forma de um artigo como construir um.

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Step 1: Materiais E Métodos

Para elaboração do projeto, pesquisei diversas formas de

como construir um carro robô de 4 rodas utilizando a menor quantidade de cabos e componentes, sem que perdesse a eficiência, para isso cheguei nesta lista de itens.

- 1x Arduino Mega 2560

- 1x Motor Shield L293D

- 6 Resistores (4x de 220 ohms, 1x de 1k e de 2k)

- 1x modulo Bluetooth HC-05

- Diversos Jumpers

- 1x Buzzer

- 4x Leds

- 4x pilhas AA e 1 de 9 volts

- 1x Chassis 4WD

- 1x mini protoboard

-1x conector jack com conexão para pilha 9V

Step 2: Chassis

Para a estrutura de montagem utilizei um chassis 4WD, o qual é facilmente encontrado na Ali Express, Dx Extreme, Wish, Mercado Livre e etc. maioria já vem com as rodas e motores com as caixas de redução e até o suporte para as pilhas para a ligação no Shield, a montagem é bem simples também, pode ser utilizado qualquer chassis 4wd.

Step 3: Uno Mega 2560

Na montagem utilizei o Arduino Mega, mas tem como utilizar o Uno R3 usando um esquema de usar o CI L293D na protoboard mas iria ficar muito poluído o projeto, por isso optei por usar o Mega por possuir mais entradas e saídas, e também diminuindo consideravelmente a quantidade de cabos utilizados.

Step 4: Motor Drive L293D

Para o controle dos motores utilizei o Motor Driver L293D, ele é uma das melhores opções para controlar 4 motores DC ao mesmo tempo, ele possui um encaixe para pinos barra para as conexões 5V, GND e I/Os para o projeto não é necessário soldar esses pinos, mas eu preferi utilizar para ficar mais fácil a montagem. Lembrando que no projeto utiliza uma fonte externa para alimentar o shield para poder controlar os motores corretamente, por isso deve se retirar o jumper existente na placa

Step 5: Bluetooth HC-05

O modulo de controle utilizado é o HC-05 além da montagem ser bastante simplificada é muito fácil de ser utilizada sem a necessidade de bibliotecas, por se comunicar pela porta serial, ele tem um ótimo alcance. Para a alimentação do módulo é usado o 5V do Arduino, para a operação do mesmo é necessário utilizar um divisor de tensão pois ele opera em 3,3Volts, na parte ligação é explicado melhor esse divisor

Step 6: LEDs

Para o circuito de luzes, é usado 4 Leds, para a ligação no Arduino o pino anodo do led é ligado ao resistor de 220oms e a saída do resistor vai para uma saída do Arduino, outra ponta é ligada no GND, para o sistema foi soldado jumpers e fixado os leds no chassis do carro

Step 7: Ligação

Os chassis do mercado ja vem com varias aberturas para diversos encaixes, para facilitar dá para passar os cabos dos motores para que fiquem melhores de serem ligados no shield já encaixado no Arduino, os Leds dá para deixar encaixado 2 na frente e 2 atras, eu preferi soldar jumpers nos leds para terem acesso as saídas do Arduino, mas também dá para usar jumpers do tipo Fêmea-Macho.

Para facilitar o projeto separe um trilha na mini protoboard para as ligações de 5V e GND. Seguindo o exemplo da ligação do led, repita para os demais leds, eles serão ligados nas saídas 22,23,24,25 do Arduino. As saídas pouco importam você pode inserir da forma que achar melhor, só lembrando de alterar no código

o buzzer possui uma ligação simples o polo positivo na saída 26 do Arduino e o negativo no GND

Para ligação do modulo HC-05, só seguir o exemplo da figura, lembrar de usar o mesmo GND para todos componentes e a ligação cruzada do TX-RX no Arduino, utilize o TX1 e RX1 do Arduino. (RX=>TX / TX=>RX / GND=>GND e VCC=> 5V) conforme a figura anexada neste tópico

Com o shield devidamente encaixado no Arduino, lembre-se de retirar o jumper existente no shield L293D pois iremos utilizar uma fonte externa para alimentação do modulo, a ligação dos motores é feita nos bornes existente na placa, M1,M2,M3 e M4 ( isso depende muito do fabricante) o suporte de pilhas do chassis pode ser ligado no borne de alimentação externa do shield ou EXT_PWR.

Para alimentação do Shield e do Arduino é possível inserir uma chave liga/desliga para facilitar o uso do carro.

Step 8: Aplicativo Bluetooth RC CAR

Para controle do carro robô, encontrei o aplicativo Bluetooth RC Car, o que é um dos aplicativos mais completos para este tipo de controle, em suas configurações é definido quais são os caracteres que ele envia via Bluetooth para o Arduino, sendo assim é possível inserir mais variáveis para o projeto que são facilmente programáveis na IDE

Step 9: Codigo

A programação foi elaborada de uma forma que ficasse simples, lembrando que para o controle dos motores é necessário utilizar a biblioteca AFmotor.h , que é facilmente encontrada no gerenciador de bibliotecas da IDE do Arduino.

No inicio do programa incluímos a biblioteca AFmotor.h, declaramos aonde estão ligado os motores.

Em seguida declaramos funções para os movimento dos motores (forward, backward, left e right). a vantagem de usar funções é que diminui consideravelmente o tamanho do programa e melhora o processamento do mesmo. em seguida declaramos também os periféricos que iremos utilizar , os leds e o buzzer, indicando qual porta eles estão conectados. No void setup, configuramos o modo de operação das variáveis sendo como saída e taxa de comunicação da porta serial, no void loop se inicia configurando a porta serial para comunicação com o modulo HC-05, para o comando dos motores e led foi utilizado caracteres que já são definidos pelo app, ( é possível acessar as configurações do aplicativo e verificar todos caracteres que ele envia via bluetooth). o funcionamento do programa ocorre da seguinte forma: ao selecionar um comando no aplicativo ele envia para o Arduino, e então interpreta qual comando foi selecionado com isso ele executa a ação, é importante estudar bem o código, que você conseguira entender bem como funciona o comando de motores no Arduino

Step 10: Iniciando O Carro

Apos gravar o programa no Arduino, coloque o adaptador JACK 9V para alimentação do Arduino, com isso é possível verificar pelo led do módulo se o mesmo está ligado, o próximo passo consiste em parear o módulo HC-05 com o Smartphone, se pedir a senha normalmente é 1234. Feito isso iniciamos o aplicativo Bluetooth RC Car, nas configurações do aplicativo conectamos ao carro procurando pelo módulo, se tudo estiver ok, a indicação no canto da tela passará a ficar verde fixa, com isso você já terá os comandos dos motores, caso alguns dos motores estiverem rodando em sentido contrário só realizar a inversão da ligação nos bornes do shield, pelo aplicativo também é possível utilizar a função do acelerômetro. Esse projeto foi elaborado de uma forma que ficasse simples a montagem de um carro robô, sendo assim fica mais fácil inserir novas variáveis para o projeto, para demais configurações só verificar as funções do aplicativo onde existe todas as funções dos botões e inserir no programa do Arduino.

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