Контролируем устройства через Bluetooth с помощью Arduino

Добавляем основной код

Arduino – машинка на управлении по bluetooth 4.0 (ble) со смартфона

#include <SoftwareServo.h>
#include <timer-api.h>
#include <timer_setup.h>
#include <SoftwareSerial.h>

const int FwdPin = 5; //Forward Motor Pin
const int BwdPin = 6;  //Backward Motor Pin
const int ServoPin = 9; // Servo Pin
SoftwareSerial mySerial(11, 12); // RX, TX - Порт bluetooth
SoftwareServo servo; //Сервопривод

byte data[5]; // Массив, куда кладутся принятые данные

short prevXPos, prevYPos, xPos, yPos; //Переменные позиции газа и серво
bool light; // Индикатор включения фар или иного света (у меня не задействован)

void setup()
{
  mySerial.begin(9600);

  sendCommand("AT");
  sendCommand("AT ROLE0");
  sendCommand("AT NAMEbluino");

  servo.attach(ServoPin);
  servo.setMaximumPulse(2200);

  pinMode(FwdPin, OUTPUT);
  pinMode(BwdPin, OUTPUT);

  timer_init_ISR_500Hz(TIMER_DEFAULT); // запускаем таймер прерываний (частота подбирается индивидуально)
}

/**
* Метод отправки команд на bluetooth модуль
*/
void sendCommand(const char * command){
  mySerial.println(command);
  delay(100);

  byte reply[100];
  int i = 0;
  while (mySerial.available()) {
    reply[i] = mySerial.read();
    i  = 1;
  }
}

void loop()
{
   int i = 0;
   //Ждем, пока не придет 5 байтов в соответсвии с протоколом (протокол описан в приложении на мобилу)
   while (i != 5){
     while (mySerial.available()) {
        data[i] = mySerial.read();
        i  = 1;
      }
   }

   //Десериализации полученных данных
   xPos = (data[1] << 8) | (data[0]);
   yPos = (data[3] << 8) | (data[2]);
   light = data[4];

   //Пинаем серву
   SoftwareServo :: refresh ();
}

/**
* Обработчик прерываний
*/
void timer_handle_interrupts(int timer) {  
    if(xPos < 0){
    xPos = xPos * -1;
   }  

   //Собственно задаем скорость и направление мотору
   if(yPos < 0){
    yPos = yPos * -1;
    if(prevYPos != yPos){
      prevYPos = yPos;
      analogWrite(FwdPin, 0);
      analogWrite(BwdPin, yPos);
    }  
   }
   else{
    if(prevYPos != yPos){
      prevYPos = yPos;
      analogWrite(FwdPin, yPos);
      analogWrite(BwdPin, 0);
    }    
   }

   //Задаем угол поворота серве
   if(prevXPos != xPos)
   {
     prevXPos = xPos;
     servo.write(xPos);    
   }
}

#include <SoftwareServo.h>
#include <timer-api.h>
#include <timer_setup.h>
#include <SoftwareSerial.h>

const int FwdPin = 5; //Forward Motor Pin
const int BwdPin = 6;  //Backward Motor Pin
const int ServoPin = 9; // Servo Pin
SoftwareSerial mySerial(11, 12); // RX, TX - Порт bluetooth
SoftwareServo servo; //Сервопривод

byte data[5]; // Массив, куда кладутся принятые данные

short prevXPos, prevYPos, xPos, yPos; //Переменные позиции газа и серво
bool light; // Индикатор включения фар или иного света (у меня не задействован)

void setup()
{
  mySerial.begin(9600);

  sendCommand("AT");
  sendCommand("AT ROLE0");
  sendCommand("AT NAMEbluino");

  servo.attach(ServoPin);
  servo.setMaximumPulse(2200);

  pinMode(FwdPin, OUTPUT);
  pinMode(BwdPin, OUTPUT);

  timer_init_ISR_500Hz(TIMER_DEFAULT); // запускаем таймер прерываний (частота подбирается индивидуально)
}

/**
* Метод отправки команд на bluetooth модуль
*/
void sendCommand(const char * command){
  mySerial.println(command);
  delay(100);

  byte reply[100];
  int i = 0;
  while (mySerial.available()) {
    reply[i] = mySerial.read();
    i  = 1;
  }
}

void loop()
{
   int i = 0;
   //Ждем, пока не придет 5 байтов в соответсвии с протоколом (протокол описан в приложении на мобилу)
   while (i != 5){
     while (mySerial.available()) {
        data[i] = mySerial.read();
        i  = 1;
      }
   }

   //Десериализации полученных данных
   xPos = (data[1] << 8) | (data[0]);
   yPos = (data[3] << 8) | (data[2]);
   light = data[4];

   //Пинаем серву
   SoftwareServo :: refresh ();
}

/**
* Обработчик прерываний
*/
void timer_handle_interrupts(int timer) {  
    if(xPos < 0){
    xPos = xPos * -1;
   }  

   //Собственно задаем скорость и направление мотору
   if(yPos < 0){
    yPos = yPos * -1;
    if(prevYPos != yPos){
      prevYPos = yPos;
      analogWrite(FwdPin, 0);
      analogWrite(BwdPin, yPos);
    }  
   }
   else{
    if(prevYPos != yPos){
      prevYPos = yPos;
      analogWrite(FwdPin, yPos);
      analogWrite(BwdPin, 0);
    }    
   }

   //Задаем угол поворота серве
   if(prevXPos != xPos)
   {
     prevXPos = xPos;
     servo.write(xPos);    
   }
}

Беспроводное программирование arduino через bluetooth

один раз настроенный модуль и схема смонтирована , следующее, что нужно сделать, это беспроводное программирование Arduino через Bluetooth .

На этом этапе предполагается, что Модуль HC-05 уже был в паре с компьютером .

Таким образом, вам придется пройти процесс сопряжения, и таким же образом есть последовательный порт через Блютуз где он правильно отображается в диспетчере устройств. Процедура сопряжение устройства Bluetooth варьируется в зависимости от операционной системы.

Там виртуальные последовательные порты должны отображаться правильно, как это видно на изображении, которое мы представляем ниже:

• Следующее, что нужно будет открыть IDE Arduino и там вам нужно выбрать новый последовательный порт, который был создан, когда HC-05 имеет был связан с компьютером.

Загрузка программы должна продолжаться обычным образом до тех пор, пока программа не будет запущена. код, загруженный на Arduino начинать . Теперь, если возникает ошибка, возможно, это связано с тем, что был подключен плохой сигнал или полярность статусный пин не было выполнено правильно в конфигурации .

Если по какой-то причине эскиз не может быть сохранен в Arduino , тогда необходимо будет испытать емкость конденсатора , очень хорошей идеей для этого является увеличение его значения до тех пор, пока оно не будет гарантировать, что Arduino сбрасывается правильно при открытии последовательного порта на Блютуз , в этом случае рекомендуемые значения От 100 нФ до 1 мкФ .

Библиотека servo

Можно генерировать управляющие импульсы самостоятельно, но это настолько распространённая задача, что для её упрощения существует стандартная библиотека Servo.

Сервопривод постоянного вращения можно управлять с помощью библиотек Servo или Servo2. Отличие заключается в том, что функция Servo.write(angle) задаёт не угол, а скорость вращения привода.

Библиотека Servo позволяет осуществлять программное управление сервоприводами. Управление осуществляется следующими функциями:

• attach() — присоединяет объект к конкретному выводу платы. Возможны два варианта синтаксиса для этой функции: servo.attach(pin) и servo.attach(pin, min, max). При этом pin — номер пина, к которому присоединяют сервопривод, min и max — длины импульсов в микросекундах, отвечающих за углы поворота 0° и 180°. По умолчанию выставляются равными 544 мкс и 2400 мкс соответственно. Возвращаемого значения нет.
• write() — отдаёт команду сервоприводу принять некоторое значение параметра. Синтаксис: servo.write(angle), где angle — угол, на который должен повернуться сервопривод
• writeMicroseconds() — отдаёт команду послать на сервопривод имульс определённой длины, является низкоуровневым аналогом предыдущей команды. Синтаксис следующий: servo.writeMicroseconds(uS), где uS — длина импульса в микросекундах. Возвращаемого значения нет.
• read() — читает текущее значение угла, в котором находится сервопривод. Синтаксис: servo.read(), возвращается целое значение от 0 до 180
• attached() — проверка, была ли присоединён объект к конкретному пину. Синтаксис следующий: servo.attached(), возвращается логическая истина, если объект была присоединён к какому-либо пину, или ложь в обратном случае
• detach() — производит действие, обратное действию attach(), то есть отсоединяет объект от пина, к которому был приписан. Синтаксис: servo.detach()

В библиотеке Servo для Arduino по умолчанию выставлены следующие значения длин импульса: 544 мкс — для 0° и 2400 мкс — для 180°.

Пример подключения двух сервоприводов.

#include <Servo.h>

// создаём объекты для управления сервоприводами
Servo myservo1;
Servo myservo2;
 
void setup() 
{
  // подключаем сервоприводы к выводам 11 и 12
  myservo1.attach(11);
  myservo2.attach(12);
} 
 
void loop() 
{
  // устанавливаем сервоприводы в серединное положение
  myservo1.write(90);
  myservo2.write(90);
  delay(500);
  // устанавливаем сервоприводы в крайнее левое положение  
  myservo1.write(0);
  myservo2.write(0);
  delay(500);
  // устанавливаем сервоприводы в крайнее правое положение
  myservo1.write(180);
  myservo2.write(180);
  delay(500);
}

Библиотека Servo не совместима с библиотекой VirtualWire для работы с приёмником и передатчиком на 433 МГц, так как они используют одно и то же прерывание. Это означает, что их нельзя использовать в одном проекте одновременно.

При работе с сервоприводами на 360 градусов функции работают по другому.

Заготовка

Загрузка скетчей в arduino через bluetooth

Машина-робот на базе arduino с управление через bluetooth

Модуль hc-05 и hc-06

Оба модули bluetooth которые можно использовать для коммуникации различных проектов Arduino с этим беспроводное соединение , по сути, это два наиболее часто используемых модуля для этого вида деятельности.

В настоящее время большинство людей думают, что этот тип подключение устаревшая технология , но правда в том, что благодаря ему можно разработать множество очень важных действий и действий.

Необходимо учитывать, что в случае Модуль HC-06, он ведет себя как подчиненное устройство, то есть постоянно ждет запросов на соединение. Следовательно, если устройство подключено, модуль HC-06 ему передает все данные, полученные от Ардуино и наоборот .

Также следует отметить, что HC-06 работает как ведомый, а HC-05 как ведущий и ведомый , в этом случае HC-05 имеет в общей сложности 6 контактов, в то время как HC-06 имеет всего 4 контакта .

Подключение угла и код

Для каждого уровня был выбран свой цвет: нижний – зеленый, первый снизу – красный, второй – черный, третий – белый. На начальном этапе использовались breadboard и светодиоды для визуальной отладки.

Схема подключения показана на рисунке. Плюс тянем к зеленому, остальные протягиваем к минусу. Через резистор, установленный для устранения помех и отсутствия КЗ, подключаем провода к выходам A0-A2. Выбраны они просто из экономии остальных портов.

Код дан с комментариями. Подключаем пины и опрашиваем их через digitarRead(). Если напряжение есть, вернется значение true. Далее смотрим, если результат означает, что колеса в крайних положениях, запрещаем дальнейший поворот в эту сторону.

Небольшая хитрость: поскольку выходы на 5В и 3.3В понадобятся в будущем, можно поставить плюс на один из digital-пинов. Перед каждой проверкой угла выдавать ток через digitalWrite(whitePin), потом проверять угол и убирать ток.

int speedTurn = 180; //скорость поворота, от 0 до 255

//пины для определения поворота
int pinRed = A0;
int pinWhite = A1;
int pinBlack = A2;

int pinAngleStop = 12; //выводит ток на светодиод, если достигнут максимальный угол, нужен 
//только для отладки 

void setup() {
 //пины поворота на считывание
  pinMode(pinRed, INPUT);
  pinMode(pinBlack, INPUT);
  pinMode(pinWhite, INPUT);
//светодиод 
  pinMode(pinAngleStop, OUTPUT);
//пины драйвера двигателя, направление и скорость
  pinMode(angleDirection, OUTPUT);
  pinMode(angleSpeed, OUTPUT);

  Serial.begin(9600);
}
//функция вызывается из loop(), когда приходит команда с андроида
void turn(int angle) {
  digitalWrite(pinAngleStop, HIGH); //выдаем ток на провод, подключенный к плюсу
  delay(5); //немного ждем, чтобы ток "успел" дойти
  
  if(angle > 149) {
        if( digitalRead(pinWhite) == HIGH && digitalRead(pinBlack) == LOW && digitalRead(pinBlack) == LOW) { 
          //если достигнуто крайне правое положение, выйти из функции не подавая ток, чтобы не 
          //сжечь мотор
          return;
        }
        //если угол не максимальный, поворачиваем
        digitalWrite(angleDirection, HIGH);
        analogWrite(angleSpeed, speedTurn);
  } else if (angle < 31) { 
        if(digitalRead(pinRed) == HIGH && digitalRead(pinBlack) == HIGH && digitalRead(pinWhite) == HIGH) {
          //если достигнуто крайне левого положение, выйти из функции не подавая ток, чтобы не 
          //сжечь мотор
          return;
        }
        //если угол не максимальный, поворачиваем
        digitalWrite(angleDirection, LOW);
        analogWrite(angleSpeed, speedTurn);
  }
  digitalWrite(pinAngleStop, LOW); //убираем ток с определителя угла
  delay(5);
}

Примечание:

Так как Trema-модуль Bluetooth HC-05 установленный на «Дройдике» подключён к аппаратной шине UART, то перед загрузкой скетча робота нужно отсоединить провод, либо от вывода TX модуля, либо от вывода RX на плате Tream-Power Shield, а после загрузки скетча, подсоединить его обратно.

Можно обойтись без добавления кнопки сопряжения к «Дройдику», тогда в скетче нужно выполнять сопряжение автоматически при каждой подаче питания робота и пульта. Делается это следующим образом:

В скетче пульта исключите оператор «if» из предпоследней строки кода setup, оставив только тело оператора:

/* Было так:  */ if(varK){while(!objHC05.createMaster("Droidik","1234")){;}} // Если кнопка джойстика нажата при старте ...
/* Стало так: */          while(!objHC05.createMaster("Droidik","1234")){;}  // Теперь bluetooth модулю назначается роль мастера при каждом включении пульта!

В скетче робота исключите раздел «Режим сопряжения:» из кода loop, а код setup перепишите так:

void setup(){                                                                //
    while( !objHC05.begin(Serial)                ){;}                        //  Инициируем работу с bluetooth модулем, указывая имя объекта или класса для управления шиной UART. При провале инициализации функция begin() вернёт false и тогда оператор while запустит её вновь.
    while( !objHC05.createSlave("Droidik","1234")){;}                        //  Назначаем Bluetooth модулю роль ведомого с именем "Droidik" и PIN-кодом "1234"
    while( !objHC05.checkConnect()               ){delay(1000);}             //  Проверка подключения к внешнему Bluetooth устройству, до тех пор пока связь не будет установлена.
    delay(500);                                                              //
    objSensor.distance();                                                    //
    objSensor.distance();                                                    //
}                                                                            //

После внесения этих изменений к роботу можно не подключать кнопку, а при подаче питания не требуется нажимать на джойстик (или кнопку робота), но установка связи между пультом и роботом будет занимать больше времени.

Робомобиль на базе arduino mega 2560 с bluetooth управлением и автономным движением с объездом препятствий

Шаг 1. код arduino

Мы будем использовать модуль Bluetooth HC-06, для этого мы установим связь программой для нашего Arduino Mega. Мы объявим необходимые параметры совместимости с приложением «Ardudroid»,

Приложение содержит 13 параметров, через которые мы можем управлять различными нагрузками с использованием реле, если оно использует 120 Вольт переменного тока или обычные лампы 12 В. Будем использовать схему с транзистором в этом проекте для управления лампами.

#define CARACTER_INICIO_CMD '*'
#define CARACTER_FINAL_CMD '#'
#define CARACTER_DIV_CMD '|'
#define ESCRITURA_DIGITAL_CMD 10
#define ESCRITURA_ANALOGA_CMD 11
#define TEXTO_CMD 12
#define LECTURA_ARDUDROID_CMD 13
#define MAX_COMMAND 20
#define MIN_COMMAND 10
#define LONGITUD_ENTRADA_STRING 40
#define ESCRITURA_ANALOGICA_MAX 255
#define PIN_ALTO 3
#define PIN_BAJO 2
int Valordigital;
int Kaioken = 14;
int ledPin = 52;
int speakerPin = 16;
String inText;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Serial.println("6to Electronica B");
  Serial.flush();
  pinMode(14, OUTPUT);
  pinMode(15, INPUT);
  pinMode(16, OUTPUT);
}

void loop()
{
  march();
  Serial.flush();
  int ard_command = 0;
  int pin_num = 0;
  int pin_value = 0;
  Valordigital = analogRead(A1);


  //Sensor de luz
  if (Valordigital >= 953) // Si hay luz, apago la luz :v
  {
    digitalWrite(Kaioken, HIGH); // Apagamos la luz
  }
  else if (Valordigital < 953) // Si no hay luz, enciendo la luz :v
  {
    digitalWrite(Kaioken, LOW); // Encendemos el LED
  }

  char get_char = ' ';

  if (Serial.available() < 1) return;
  get_char = Serial.read();
  if (get_char != CARACTER_INICIO_CMD) return;
  ard_command = Serial.parseInt(); // Lee comando
  pin_num = Serial.parseInt(); // leer el pin
  pin_value = Serial.parseInt();  // leer el valor

  // 1)COMANDOS
  if (ard_command == TEXTO_CMD) {
    inText = "";
    while (Serial.available())  {
      char c = Serial.read();
      delay(5);
      if (c == CARACTER_FINAL_CMD) {
        break;
      }
      else {
        if (c !=  CARACTER_DIV_CMD) {
          inText  = c;
          delay(5);
        }
      }
    }
  }

  // 2) OBTENER DATOS
  if (ard_command == ESCRITURA_DIGITAL_CMD) {
    if (pin_value == PIN_BAJO) pin_value = LOW;
    else if (pin_value == PIN_ALTO) pin_value = HIGH;
    else return;
    set_digitalwrite( pin_num,  pin_value);
    return;
  }

  // 3) Escritura analogica
  if (ard_command == ESCRITURA_ANALOGA_CMD) {
    analogWrite(  pin_num, pin_value );
    return;
  }

  // 4) Enviar datos (Temperatura :V)
  if (ard_command == LECTURA_ARDUDROID_CMD) {
    return;
  }
}

// Escritura Digital
void set_digitalwrite(int pin_num, int pin_value)
{
  switch (pin_num) {
    case 13:
      pinMode(13, OUTPUT);
      digitalWrite(13, pin_value);
      break;
    case 12:
      pinMode(12, OUTPUT);
      digitalWrite(12, pin_value);
      break;
    case 11:
      pinMode(11, OUTPUT);
      digitalWrite(11, pin_value);
      break;
    case 10:
      pinMode(10, OUTPUT);
      digitalWrite(10, pin_value);
      break;
    case 9:
      pinMode(9, OUTPUT);
      digitalWrite(9, pin_value);
      break;
    case 8:
      pinMode(8, OUTPUT);
      digitalWrite(8, pin_value);
      break;
    case 7:
      pinMode(7, OUTPUT);
      digitalWrite(7, pin_value);
      break;
    case 6:
      pinMode(6, OUTPUT);
      digitalWrite(6, pin_value);
      break;
    case 5:
      pinMode(5, OUTPUT);
      digitalWrite(5, pin_value);
      break;
    case 4:
      pinMode(4, OUTPUT);
      digitalWrite(4, pin_value);
      break;
    case 3:
      pinMode(3, OUTPUT);
      digitalWrite(3, pin_value);
      break;
    case 2:
      pinMode(2, OUTPUT);
      Serial.println(analogRead(A0) * 0.48);
      Serial.println("° Celsius");
      break;
  }
}

void march()//LAMAS A MI :v
{
  while (analogRead(A2) <= 15) {
digitalWrite(16,HIGH);
  }
  return;
}

Шаг 1: нужные части и инструмент

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

Запчасти:

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

Для робота, объезжающего препятствия:

Ультразвуковой модуль измерения расстояния HC — SR04 (GearBest)

Необходимый инструмент :

1. Паяльник (Amazon)
2. Кусачки (Amazon)
3. Стриппер для провод (GearBest)
4. Клеевой пистолет (GearBest)