第01课 蓝牙多功能智能小车#

1.1 项目介绍:#

在本课程中,我们可不可以将蓝牙模块,8x16 LED点阵模块,舵机,超声波传感器,三路循迹模块,4个电机等传感器模块相互结合在一起,让小车变得更“聪明”呢?

答案是肯定的!在这一课中,我们将编写一个综合性的代码,将之前学过的所有功能融合在一起。通过手机蓝牙 APP 上的不同按钮,我们可以随时切换小车的运行模式(如手动控制、自动避障、循迹行驶等),让小车真正成为一辆多功能的智能机器人。

1.2 APP下载安装:#

⚠️ 特别提醒:如果已经在手机/平板上安装好了APP,则这一步骤可以直接跳过;否则,需要参照以下步骤在手机/平板上来安装APP。

步骤1: 在手机/平板浏览器的搜索框中输入官网链接:https://www.keyesrobot.cn/zh-cn/latest

步骤2: 点击 “下载中心”,进入下载中心页面。

步骤3: 在 “APP下载” 栏向下滑找到 keyes 4wd,根据自己的手机/平板系统选择对应的APP下载安装。

安卓系统(Android)

a. 点击 “点击下载” 按钮,下载对应的 “keyes 4wd.apk” 文件。

b. 按照安装提示进行下载安装。

c. 下载安装后,打开 keyes 4wd APP,出现如下图界面,按照提示进行操作。

苹果系统(IOS)

a. 点击 “跳转APP Store” 按钮,页面跳转到 APP Store

b. 在 APP Store 上搜索 keyes BT car ,选择 keyes BT car,然后点击 获取,等待下载安装APP即可。

c. 下载安装后,打开 keyes BT car APP,出现如下图界面,参照提示进行相应的操作。

d. 打开手机/平板上的蓝牙。

1.3 流程图:#

按照前面思路设计好智能车后,我们就需要按照设计思路开始制作智能车。我们需要设计对应的接线,测试代码,然后接线上传代码,运行,确保智能车能够实现理想中的功能。

1.4 项目组件:#

组装好的智能车(未插上蓝牙模块) *1

USB线 *1

5号(1.5V)电池 *6(电池自备)

蓝牙模块 *1

手机/平板 *1

1.5 接线图:#

⚠️ 特别注意:4WD智能车已经组装好了,这里不需要把8x16 LED点阵模块、舵机、超声波传感器、三路循迹模块和4个电机拆下来又重新组装和接线,这里再次提供接线图,是为了方便您编写代码!

蓝牙模块

电机驱动扩展板

EN

-

VCC

5V

GND

G

TXD

RX

RXD

TX

STATE

-

8x16 LED点阵模块

电机驱动扩展板

GND

G

VCC

5V

SDA

A4

SCL

A5

舵机

电机驱动扩展板

棕色线

G

红色线

5V

橙色线

S(D10)

超声波传感器

电机驱动扩展板

Vcc

5V

Trig

D12

Echo

D13

Gnd

G

三路循迹模块

电机驱动扩展板

S1右侧®

D8

S2中间(M)

D7

S3左侧(L)

D11

V

5V

G

G

电机

电机驱动扩展板

左侧电机(M1)

B2

左侧电机(M2)

B1

右侧电机(M3)

A1

右侧电机(M4)

A2

⚠️ 特别注意:

  • 上传示例代码前,蓝牙模块可以先不直插到电机驱动扩展板上!因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信(TX/RX),如果连接到电机驱动扩展板上,示例代码上传会失败。示例代码上传成功后,再插回蓝牙模块。

  • 接线时请确保电源断开(拔掉Arduino主控板上的USB线或将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “OFF” 端),避免短路。

  • 电源连接:电池盒电源接到电机驱动扩展板的 BAT 接口(注意正负极不要接反),端口正反面,请勿反插,否则会损坏端口。

  • 电池正负极切勿接反,否则可能烧毁电机驱动扩展板。

1.6 示例代码:#

⚠️ 重要提示:

- 上传示例代码前,请务必拔掉蓝牙模块! 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信(TX/RX),如果不拔掉,示例代码上传会失败。示例代码上传成功后,再插回蓝牙模块。

1.7 项目结果:#

⚠️ 重要提示:

- 上传示例代码前,请务必拔掉蓝牙模块! 因为蓝牙模块也占用Arduino的串口通信(TX/RX),如果不拔掉,示例代码上传会失败。示例代码上传成功后,再插回蓝牙模块。

外接电源,将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “OFF” 端。选择好正确的设备(Keyes 4WD Robot)和 对应的端口(COMxx),然后单击 upload 按钮上传示例代码至Arduino控制板。

  • 打开电源:将电机驱动扩展板上的拨码开关拨到 “ON” 端。

  • 插上蓝牙模块,确认接线无误。

  • 连接好蓝牙模块,上电后,蓝牙模块上的LED闪烁。

安卓系统(Android)

  • 打开手机/平板上的蓝牙。

  • 点击手机/平板上的APP图标,进入APP界面,显示如下图:

  • 点击APP界面左上角的图标 “CONNECT”,搜索到对应的蓝牙设备(BT24–针对UNO-PLUS版本 // HMSoft–针对UNO-R3版本),上下滑动找到对应的蓝牙设备(BT24–针对UNO-PLUS版本 // HMSoft–针对UNO-R3版本),显示如下图:

  • 点击 “connect” 来连接蓝牙,蓝牙连接成功后,“connect” 字样会变成 “is connected” 字样,显示如下图。这时,蓝牙模块上的LED变为常亮。

苹果系统(iOS)

  • 打开手机/平板上的蓝牙。

  • 点击手机/平板上的APP图标,进入APP界面,显示如下图:

  • 点击APP界面左上角的图标 “CONNECT”,搜索到对应的蓝牙设备(BT24–针对UNO-PLUS版本 // HMSoft–针对UNO-R3版本),上下滑动找到对应的蓝牙设备(BT24–针对UNO-PLUS版本 // HMSoft–针对UNO-R3版本),显示如下图:

  • 点击 “Connect” 来连接蓝牙,蓝牙连接成功后,蓝色字体“Connect” 字样会变成 绿色字体“Connect” 字样,显示如下图。这时,蓝牙模块上的LED变为常亮。

  • 点击 “keyes 4wd” 图标进入APP操作页面。

  • 打开串口监视器,设置波特率为9600,按下APP界面上的各个按键,串口监视器窗口会打印对应的字符。

经过测试,我们得出了手机APP上各个按钮对应的控制字符和各个按钮对应的功能,这里我们整理了一个表格如下:

按钮图示

功能说明

控制字符逻辑

配对连接蓝牙模块

-

断开蓝牙连接

-

前进

按住发送 F;松开发送 S

后退

按住发送 B;松开发送 S

左旋转

按住发送 L;松开发送 S

右旋转

按住发送 R;松开发送 S

加速,最大加到255

按住发送 a;松开发送 S

减速,最小减到0

按住发送 d;松开发送 S

方向感应控制开关

点击切换开启/退出

避障功能开关

点击发送 Y,再次点击发送 S

循线功能开关

点击发送 X,再次点击发送 S

跟随功能开关

点击发送 U,再次点击发送 S

画地为牢功能开关

点击发送 G,再次点击发送 S

  • 操控4WD智能车:

    • 按住 键,4WD智能车向前移动,8x16 LED点阵屏显示向上箭头。

    • 按住 键,4WD智能车向后移动,8x16 LED点阵屏显示向下箭头。

    • 按住 键,4WD智能车向左转,8x16 LED点阵屏显示向左箭头。

    • 按住 键,4WD智能车向右转,8x16 LED点阵屏显示向右箭头。

    • 松开按键,4WD智能车停止,8x16 LED点阵屏显示停止 “STOP” 字样。

    • 按下 键,你会看到8x16 LED点阵屏显示向上加速图标,每次按下 键,速度都会增加(最大速度PWM:255),同时4WD智能车也会逐渐跑得越来越快。

    • 按下 键,你会看到8x16 LED点阵屏显示向下减速图标,每次按下 键,速度都会减少(最小速度PWM:0),同时4WD智能车会逐渐慢下来。

    • 点击 键,开启手机方向感应控制,再次点击 键,退出方向感应控制。

    • 点击 进入跟随模式,4WD智能车会尝试保持与前方物体的距离跟随;再次点击 键,4WD智能车会停止当前动作或退出跟随模式。

    • 点击 键进入避障模式,4WD智能车遇到障碍物会自动转向避开障碍物行驶;再次点击 键,4WD智能车会停止当前动作或退出避障模式。

    • 点击 键进入画地为牢模式,4WD智能车会在黑线围成的区域内行驶;再次点击 键,4WD智能车会停止当前动作或退出画地为牢模式。

    • 点击 键进入巡线模式,4WD智能车会沿着黑线行驶;再次点击 键,4WD智能车会停止当前动作或退出巡线模式。

    • 点击对应模式,可随时停止当前动作或退出自动模式。

1.8 注意事项:#

1. 电源充足:高速运转时电机消耗电流较大,请确保电池电量充足,否则4WD智能车可能会因为电压不足而行动迟缓或重启。

2. 上传代码问题:由于蓝牙模块占用了 Arduino 的 D0 (RX) 和 D1 (TX) 引脚,在上传代码前,务必拔掉蓝牙模块的 TX 和 RX 连线,否则会出现“上传错误”。上传完成后再插回。

3. 速度范围:PWM 值必须在 0-255 之间。如果代码逻辑错误导致数值溢出,电机可能无法正常工作。

4. 地面摩擦:在不同的地面(如地毯、瓷砖)上,4WD智能车的实际速度感会有所不同,这是正常现象。