Transforme Seu Carro RC em um Veículo Controlado por Bluetooth

Componentes e Materiais

Componente	Quantidade
SparkFun Arduino Pro Mini 328 - 3.3V/8MHz	1
Texas Instruments Dual H-Bridge Motor Driver L293D	1
Módulo Bluetooth HC-05	1
Carro RC (chassi adequado)	1

Ferramentas Necessárias

• Ferro de solda (genérico)

Aplicativos e Serviços Online

• Arduino IDE

Sobre o Projeto

Carros RC são realmente divertidos de hackear e fornecem bons chassis por baixo preço para fazer robôs, mas selecionar um para fazer é uma dor de cabeça com milhões de tipos. Meu irmãozinho teve aniversário recentemente e eu queria dar algo realmente legal, acabei dando este carro RC. Hackear carro RC é fácil e difícil ao mesmo tempo, por causa das diferentes formas como carros RC são feitos, não há maneira fácil e definida de hackear o carro, mas este hack é universal. Também tentarei cobrir o básico sobre todas as partes e teoria por trás de cada módulo. Usamos módulo, mas você é encorajado a fazer seu próprio circuito, exceto o Pro Mini.

Fiquei realmente desconfortável com o Pro Mini por ser muito pequeno, mas foi divertido.

Confira o vídeo e certifique-se de se inscrever para próximos vídeos.

Passo 1: Obtendo o Chassi Certo

Lista de Peças

• ProMini
• Módulo L293D
• HC-05
• Carro RC

Escolhendo o chassi certo

A escolha do chassi é uma questão sobre mecanismo de acionamento; existem muitos mecanismos de acionamento. Vamos falar sobre os dois mais populares.

Tração Diferencial (Differential Drive)

O que é tração diferencial?

O termo diferencial significa diferença entre duas entidades; no contexto de robótica, é apenas a diferença de velocidade entre dois motores. Baseado nessa diferença de velocidade, um robô pode ser movido em qualquer direção em um layout 2D.

Quando dois motores são conectados a rodas em uma linha, opostos um ao outro (como um par de rodas conectadas a um único eixo), a velocidade com que cada motor gira determina a direção do movimento. Quando ambas as rodas giram na mesma velocidade, a diferença entre os motores é zero. Isso faz o robô mover-se para frente em linha reta. O robô pode mover-se em direção reversa se a direção de rotação de ambos os motores for invertida. Isso será novamente em linha reta se a diferença de velocidade for zero. Agora, alterando a velocidade de qualquer um dos motores, resultará em movimento em direção afastada da linha reta. Por exemplo, reduzir a velocidade do motor direito resultará em diferença de velocidade e, portanto, mudança de direção. A força resultante faz o robô virar à direita. Esta mudança de direção pode ser controlada no ângulo requerido reduzindo ainda mais a velocidade do motor. Mais lento o motor direito, mais fechada a curva à direita. O mesmo vale para curva à esquerda.

Como conclusão: Motor direito mais lento, curva à direita mais fechada. Motor esquerdo mais lento, curva à esquerda mais fechada. Abaixo estão alguns cenários que explicam o funcionamento do mecanismo de tração diferencial. M1 e M2 são motores que acionam rodas à esquerda e direita respectivamente.

Tração Tipo Carro (Steer Type Drive)

O que é tração tipo carro?

A tração tipo carro é a mais comum no mundo real, mas não no mundo dos robôs. É caracterizada por um par de rodas motrizes e um par separado de rodas de direção. A translação e rotação são independentes uma da outra. Mas translação e rotação estão interligadas, portanto este sistema enfrenta sérios problemas de planejamento de caminho. Quatro rodas são mais eficientes comparadas a três ou duas rodas. As duas primeiras das quatro rodas podem ser usadas para dirigir e as próximas duas para mover o robô. Equilibrar um robô de quatro rodas nunca é um problema. A maioria dos carros cotidianos que usamos são de quatro rodas e o exemplo é suficiente para provar sua existência e capacidades.

Desvantagens da Tração Tipo Carro: O mecanismo de direção deve ser controlado com precisão. Uma leve imprecisão pode causar grandes erros de odometria. O sistema é Não-Holonômico, portanto o planejamento de caminho é extremamente difícil e impreciso. Não há atuadores direcionais diretos.

Por isso, é melhor usar tração diferencial devido à sua simplicidade e facilidade de uso.

Passo 2: Controlando os Motores

Para controlar o motor, precisamos de algo chamado driver de motor.

O que é um Driver de Motor?

Um driver de motor é um pequeno amplificador de corrente; a função dos drivers de motor é pegar um sinal de controle de baixa corrente e transformá-lo em um sinal de corrente mais alta que pode acionar um motor.

Existem muitos drivers de motor, dos quais estou usando o módulo driver de motor L293D.

O L293D é um circuito integrado driver de motor usado para acionar motores DC girando em qualquer direção. É um CI de 16 pinos que pode controlar um conjunto de dois motores DC simultaneamente. O L293D usa 5V para sua própria alimentação e fonte de alimentação externa é necessária para acionar os motores, que pode ser até 36V e consumir até 600mA. O L293D funciona no conceito de ponte H típica, um circuito que permite a alta tensão fluir em qualquer direção. Em um único CI L293D existem dois circuitos de ponte H que podem girar dois motores DC independentemente.

Descrição dos Pinos do L293D

Pino	Função
1	Enable pino Motor 1; ativo alto (Enable 1,2)
2	Input 1 para Motor 1
3	Output 1 para Motor 1
4	Ground (0V)
5	Ground (0V)
6	Output 2 para Motor 1
7	Input 2 para Motor 1
8	Tensão de alimentação para Motores; 9-12V (até 36V) Vcc2
9	Enable pino Motor 2; ativo alto (Enable 3,4)
10	Input 1 para Motor 1 (Input 3)
11	Output 1 para Motor 1 (Output 3)
12	Ground (0V)
13	Ground (0V)
14	Output 2 para Motor 1 (Output 4)
15	Input 2 para Motor 1 (Input 4)
16	Tensão de alimentação; 5V (até 36V) Vcc1

Passo 3: Sobre o App

Existem muitos apps para controle; fiz um. A lógica é muito simples: todos os botões enviam um caractere quando pressionados via Bluetooth e o Arduino processa.

Funções dos Caracteres

Caractere	Função
X	Estado nulo
F	Movimento para frente
B	Movimento para trás
L	Virar à esquerda
R	Virar à direita

Passo 4: Conexão de Todas as Partes

Conexões são simples. Aqui estão as conexões a seguir:

Módulo Bluetooth (HC-05)

HC-05	Arduino
Vcc	5V
Gnd	Gnd
Rx	Tx
Tx	Rx

Driver de Motor

Motor Driver	Arduino
pino 2	8
pino 7	7
pino 10	6
pino 4	9
pino 3 e 6	Motor 1
pino 11 e 14	Motor 2
pino 1	5V
pino 9	5V

Passo 5: Programação

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  pinMode(8, OUTPUT);
  pinMode(7, OUTPUT);
  pinMode(9, OUTPUT);
  pinMode(6, OUTPUT);
  pinMode(5, OUTPUT);
  pinMode(4, OUTPUT);
  digitalWrite(4, LOW);
  digitalWrite(5, LOW);
}

void loop() {
  var = Serial.read();
  if (var == 'F') {
    digitalWrite(6, LOW);
    digitalWrite(7, HIGH);
    digitalWrite(8, LOW);
    digitalWrite(9, HIGH);
  }
  if (var == 'H') {
    digitalWrite(frled1, HIGH);
  }
  if (var == 'B') {
    analogWrite(speeden, 150);
    digitalWrite(6, HIGH);
    digitalWrite(7, LOW);
    digitalWrite(8, HIGH);
    digitalWrite(9, LOW);
    digitalWrite(bcled1, HIGH);
  }
  if (var == 'X') {
    digitalWrite(9, LOW);
    digitalWrite(8, LOW);
    digitalWrite(7, LOW);
    digitalWrite(6, LOW);
    digitalWrite(frled1, LOW);
    digitalWrite(bcled1, LOW);
  }
  if (var == 'L') {
    digitalWrite(6, LOW);
    digitalWrite(7, LOW);
    digitalWrite(8, HIGH);
    digitalWrite(9, LOW);
  }
  if (var == 'R') {
    digitalWrite(6, HIGH);
    digitalWrite(7, LOW);
    digitalWrite(8, LOW);
    digitalWrite(9, LOW);
  }
}

Espero que você aproveite fazer o projeto tanto quanto eu. Estou postando mais projetos legais em breve, então siga-me para obter todas as atualizações. Também curta minha página https://www.facebook.com/makewithRex/