第17课 蓝牙调速智能车#

17.1 项目介绍:#

在之前的课程中,我们已经学会了如何通过手机蓝牙控制智能车的前进、后退和转向。但是,你是否觉得小车的速度总是固定的,不够灵活呢?

在这一课中,我们将给智能车增加一个“油门”功能!通过编写代码,我们可以定义一个变量speeds来存储当前的速度值。当你按下手机APP上的加速或减速按钮时,这个变量的值就会发生变化,从而让小车跑得更快或更慢。让我们一起来看看如何实现吧!

17.2 工作原理:#

要控制直流电机的速度,我们需要使用 PWM(脉冲宽度调制) 技术。简单来说,就是通过快速开关电源,改变通电时间的比例,从而控制电机的平均电压,进而调节转速。

在 Arduino 中,analogWrite()函数可以产生 PWM 信号。它的数值范围是 0 到 255:

  • 0:代表停止(0% 动力)

  • 255:代表全速(100% 动力)

  • 中间值:代表不同的速度等级

我们将创建一个名为 speeds 的变量,初始值设为 150。

  • 当接收到加速指令 ‘a’ 时,speeds的值增加。

  • 当接收到减速指令’d’时,speeds的值减小。

  • 电机驱动函数将使用这个 speeds 变量作为速度参数。

17.3 流程图:#

17.4 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

17.5 接线图:#

⚠️ 特别注意:4WD智能车已经组装好了,这里不需要把舵机、8x16 LED点阵模块和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)

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。

17.6 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。

17.7 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。选择好正确的开发板板型(Arduino/Genuino Uno)和 适当的串口端口(COMxx),然后单击 upload2 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。

⚠️ 特别提醒:这里是以安卓系统(Android)手机/平板操作为例,苹果系统(IOS)在这里就不多讲,自己可以参照。

  • 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。

  • 操控4WD智能车:

    • 按住 键,4WD智能车以中等速度前进,8x16 LED点阵屏显示向上箭头。

    • 按下 键(通常对应字符’a’),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(通常对应字符’d’),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。

    • 在任何时候松开按键,小车都会立即停下,并退出加速/减速状态。

17.8 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。