Construa um Robô Inteligente com a Bridge Shield – Integração Raspberry Pi e Arduino

A Bridge Shield é uma placa de desenvolvimento open-source projetada para estudantes, makers e pesquisadores. Combinada com um Raspberry Pi ou Arduino Uno, ela desbloqueia uma ampla gama de projetos de robótica e automação residencial DIY.

Atualmente estamos apoiando o projeto no Kickstarter – considere nos apoiar ou compartilhar o link abaixo com amigos e familiares.

Link Kickstarter da Bridge Shield

Principais Recursos (2ª Geração)

• IMU de 10 DOF (Unidade de Medição Inercial)
• Sensor de temperatura
• Driver de motor dual bridge (1 A por canal)
• Driver de servo I²C de 8 canais
• Relógio em tempo real com backup de célula de moeda
• Level shifter bidirecional 5 V↔3,3 V
• Level shifting para SPI, I²C, UART (Arduino Uno ↔ Raspberry Pi)
• Microcontrolador ATtiny85 com bootloader Arduino
• Headers para ESP8266 Wi‑Fi, HC‑05 Bluetooth, controle remoto IR, USB-para-UART
• Entrada única de 12 V alimenta Pi, Arduino e inclui reguladores de 3 A, 5 V/3 A e 3,3 V/1 A
• Carregador dual-cell Li‑Ion com indicadores LED de status
• LED de intensidade variável controlado por I²C

Todos os componentes são mecanicamente projetados para se encaixar na maioria das pilhas de shield padrão Arduino Uno e Raspberry Pi.

Projetos Construídos Até Agora

• Robô controlado pela internet
• Controlador de automação residencial para qualquer aparelho plug-in
• Câmera IP
• Plataforma Raspberry Pi móvel com backup de bateria

O que Você Pode Fazer Com Ela

• Robô autônomo ou auto-equilibrado
• Drone DIY (use com responsabilidade – aviso de privacidade se aplica)
• Automação residencial inteligente usando sensores I²C e drivers de motor embarcados (servos, DC, stepper)

Completamos o primeiro protótipo e agora estamos testando. A segunda geração trará recursos ainda mais poderosos. Assista nossos vídeos no site e YouTube para detalhes.

Primeiros Passos: Robô Controlado pela Internet

Passo 1: Configure seu Raspberry Pi

Ingredientes:

1. Bridge Shield (ou placa L293D)
2. Raspberry Pi com cartão SD e fonte de alimentação
3. Câmera USB ou módulo Pi Camera
4. Chassi de robô, abraçadeiras de motor, porcas/parafusos, periféricos
5. 2× motores DC (motores BO)
6. Bateria Li‑Ion de 2 células (1.000–2.000 mAh)
7. Arduino Uno (opcional)
8. Módulo Wi‑Fi ESP8266 (opcional)
9. Display OLED 1,3" (opcional)

Comece instalando um servidor web e PHP no seu Pi. Siga este instructable para passos detalhados, depois execute:

$ sudo apt‑get update $ sudo apt‑get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

Verifique visitando https://seu-pi-IP no navegador. Opcionalmente instale um servidor FTP:

$ sudo apt‑get install vsftpd $ sudo nano /etc/vsftpd.conf

Faça as seguintes edições:

• Altere anonymous_enable=YES para anonymous_enable=NO
• Descomente local_enable=YES e write_enable=YES
• Adicione force_dot_files=YES no final

Reinicie o serviço:

$ sudo service vsftpd restart

Passo 2: Instale MPEG‑Streamer

O MPEG‑Streamer transmite o feed da câmera pela internet. Instale dependências:

$ sudo apt‑get install libjpeg8-dev imagemagick

Clone, compile e execute o streamer:

$ cd ~ $ mkdir tmp $ cd tmp $ svn co https://svn.code.sf.net/p/mjpg-streamer/code/mjpg… mjpg-streamer $ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer $ make $ cd /home/pi/code/mjpg-streamer $ ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -p 8080 -w ./www" 

Visualize o stream em https://pi-IP:8080 ou https://pi-IP:8080/?action=stream.

Passo 3: Interface PHP & Python com GPIO

Instale WiringPi (instruções no site oficial). Em seguida, coloque os seguintes arquivos em /var/www/server/:

• control.html
• control.php
• control.py

Edite control.html para apontar para o stream:

$ sudo nano /var/www/server/control.html

Substitua img src por:

img src="https://pi-IP:8080/?action=stream" 

Acesse a página em https://pi-IP/server/control.html. Botões alternarão pinos GPIO via script PHP.

Passo 4: Conecte Hardware (Pi & Bridge Shield)

Use o driver de motor da Bridge Shield para alimentar seus motores diretamente do GPIO do Pi. Mapeie os pinos da seguinte forma (exemplo):

• GPIO 4 → Pino 2 do driver
• GPIO 17 → Pino 7 do driver
• GPIO 22 → Pino 15 do driver
• GPIO 23 → Pino 10 do driver

Monte o Shield e o Pi no chassi, conecte a bateria Li‑Ion e fixe o dongle Wi‑Fi no slot designado.

Passo 5: ESP8266 Opcional & Arduino UNO para Automação Residencial

Para controle Wi‑Fi de eletrodomésticos, atualize control.py com o IP e porta do seu ESP8266:

$ sudo nano /var/www/server/control.py

Defina:

• TCP_IP = "esp-ip"
• TCP_PORT = esp-port

Carregue o sketch do Arduino e instale as bibliotecas OLED da Adafruit. Configure port forwarding no seu roteador (ex.: Netgear) para expor a porta do ESP8266. Veja guia de port forwarding.

Para mais detalhes, visite a página Robô Usando Raspberry Pi & Bridge Shield.