Robô controlado via Bluetooth por celular Android com Arduino e Kit Chassi 2 rodas 2WD com base de acrílico 

Sabemos que o Arduino é uma plataforma versátil, ao integrar outros componentes eletrônicos, podemos desenvolver diversos projetos usando a criatividade. A construção de um robô controlado via Bluetooth por celular é um excelente exemplo dessa capacidade. Este projeto oferece uma introdução prática a diversos conceitos da robótica, como eletrônica, programação e comunicação sem fio.

Neste tutorial, vamos guiá-lo através do processo de construção de um robô controlado via Bluetooth por celular Android. Utilizando um Arduino e um Kit Chassi 2 rodas 2WD com base de acrílico, você aprenderá como conectar os componentes eletrônicos, programar o Arduino e configurar a comunicação Bluetooth com um dispositivo Android. 

Vamos utilizar o aplicativo Dabble para controlar nosso robô, aproveitando a interface amigável e os recursos avançados que ele oferece.

 

MATERIAIS NECESSÁRIOS

1x Kit Chassi 2 Rodas Base de Acrílico 2WD + Suporte de Pilhas; 
1x Módulo Bluetooth HC 06; 
1x Mini Protoboard 170 Furos; 
1x Driver Ponte H Dupla L298N; 
1x Kit Resistor 10k 1/4 W;
1x Kit Cabo Jumper Macho x Macho 20 cm; 
1x Kit Cabo Jumper Macho x Fêmea 20 cm; 
1x Cabo Adaptador de Alimentação Compatível com Arduino Bateria 9V; 
1x Placa Uno SMD R3 Atmega328;
1x Cabo USB Tipo A – B Compatível com Arduino Uno / Mega.

COMO MONTAR 

Para iniciar a construção do seu robô seguidor de linha, precisamos montar o chassi. Para isso, siga o tutorial de como montar o Kit Chassi 2 rodas 2WD com base de acrílico. 

Em seguida, vamos fixar os componentes eletrônicos no chassi, começando com Arduino, a protoboard e a ponte H. Em nosso projeto, fixamos estes componentes ao chassi usando fita dupla face. Você pode ficar à vontade para posicionar da maneira que achar melhor.  

Observação: Antes de fixar o Arduino e a ponte H no chassi, aplique fita isolante na parte inferior desses componentes. Isso evita que pontos do circuito entrem em contato direto com parafusos e porcas do chassi de acrílico, prevenindo possíveis curtos-circuitos. 

A parte superior do nosso projeto ficou da seguinte forma:  

Na parte inferior, vamos posicionar as pilhas e a bateria. 

ESQUEMÁTICO DE LIGAÇÃO 

Agora que todos os componentes estão posicionados corretamente, vamos proceder com as ligações. Siga o esquemático da Figura 4, mas antes de iniciar certifique-se de que a alimentação esteja desligada para evitar danos durante a montagem. 

Ao montar o circuito, observe os seguintes pontos: 

• O módulo está ligado a um divisor de tensão feito com os resistores, pois mesmo que ele deva ser ligado entre 5V e 6V, ele opera em um nível logico 3.3V. Você pode conferir mais detalhes sobre a ligação no tutorial: Como utilizar o Módulo Bluetooth HC-05 com Arduino;
• Ligue o pino IN1 da ponte H na porta digital 5 do Arduino, o pino IN2 na porta digital 6, pino IN3 na porta 9 e o pino IN4 na porta digital 10;
• Ligue os motores na ponte H.

ATENÇÃO: Antes de alimentar o circuito, certifique-se que tudo esteja de acordo com a imagem do esquemático acima. Observe na imagem do esquemático que o GND deve estar em comum entre todos os componentes. Recomendamos o uso de pilhas alcalinas, que possuem uma maior eficiência energética.  

ELABORANDO O CÓDIGO  

Com o circuito montado, vamos a programação. A proposta desse projeto é montar um robô controlado via Bluetooth por celular Android utilizando o Arduino, Kit Chassi 2 rodas 2WD com base de acrílico e o aplicativo Dabble. 

Para tal, vamos fazer uso da biblioteca Dabble. Para instalá-la abra o Gerenciador de Bibliotecas do Arduino IDE pelo caminho: Rascunho > Incluir biblioteca > Gerenciar bibliotecas, ou pelo atalho Ctrl+Shift+I. 

Após a instalação, acompanhe os passos a seguir para melhor compreensão da lógica de programação: 

1. Adicionar as bibliotecas 

Começamos a programação adicionando as diretivas #define CUSTOM_SETTINGS e #define INCLUDE_GAMEPAD_MODULE que informam ao compilador para incluir configurações personalizadas e o módulo GamePad da biblioteca Dabble. 

Em seguida, incluímos a biblioteca Dabble, que permite a comunicação entre o Arduino e o aplicativo Dabble no celular. 

2. Declarar as variáveis 

As constantes in1, in2, in3, e in4 definem as portas digitais 7, 6, 5 e 4 do Arduino, conectadas aos pinos de controle da ponte H. 

3. Configurações iniciais 

Na função setup(), inicializamos a comunicação serial e a comunicação Bluetooth com o aplicativo Dabble. Além disso, configuramos as portas de controle da ponte H como saídas. 

4. Função loop() 

Inicializaremos a função loop() chamando a função Dabble.processInput(), que atualiza os dados do aplicativo Dabble.  

Em seguida, imprimimos no monitor serial a mensagem Imprime “KeyPressed: ” e chamamos a função parar() para garantir que o robô esteja parado antes de receber novos comandos. 

Em seguida, usaremos estruturas condicionais para que o robô decida o seu movimento com base nos botões pressionados no aplicativo Dabble, da seguinte forma: 

• Se o botão “UP” for pressionado, imprime “UP” e chama moveParaFrente(); para que o robô se mova para frente; 

• Se o botão “DOWN” for pressionado, imprime “DOWN” e chama moveParaTras(); para que o robô se mova para trás; 

• Se o botão “Left” for pressionado, imprime “Left” e chama moveParaEsquerda(); para que o robô se mova para a esquerda; 

• Se o botão “Right” for pressionado, imprime “Right” e chama moveParaDireita(); para que o robô se mova para a direita. 

1. Criar as funções de controle do movimento do robô 

Criamos funções específicas para cada movimento possível do robô. Cada função configura os estados dos pinos dos motores para direcionar o robô para frente, esquerda, direita ou para pará-lo, da seguinte forma: 

• A função moveParaTras() ativa o motor 1 (in1 HIGH e in2 LOW) e o motor 2 (in3 HIGH e in4 LOW) para mover o robô para trás; 

• A função moveParaFrente() ativa o motor 1 (in1 LOW e in2 HIGH) e o motor 2 (in3 LOW e in4 HIGH) para mover o robô para frente;  

• A função moveParaDireita() mantém o motor 1 para frente (in1 HIGH e in2 LOW) enquanto inverte a direção do motor 2 (in3 LOW e in4 HIGH) para fazer o robô virar à direita; 

• A função moveParaEsquerda() inverte a direção do motor 1 (in1 LOW e in2 HIGH) enquanto o motor 2 continua para frente (in3 HIGH e in4 LOW) para fazer o robô virar à esquerda; 

• A função parar() desliga ambos os motores (in1 LOW e in2 LOW para o motor 1 e in3 LOW e in4 LOW para o motor 2) para parar o robô. 

Para entender melhor o funcionamento dos motores com a ponte H e a criação das funções, recomendamos que veja o tutorial de Como controlar motor DC utilizando o Driver Ponte H L298N. 

No final, o código ficará da seguinte maneira: 

#define CUSTOM_SETTINGS
#define INCLUDE_GAMEPAD_MODULE
#include <Dabble.h>

int in1 = 10;
int in2 = 9;
int in3 = 6;
int in4 = 5; 

void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
  Serial.begin(250000);      
  Dabble.begin(9600);      
}

void loop() {
  Dabble.processInput();            
  Serial.print("KeyPressed: ");
  parar();
  if (GamePad.isUpPressed())
  {
    Serial.print("UP");
    moveParaFrente();
  }

  if (GamePad.isDownPressed())
  {
    Serial.print("DOWN");
    moveParaTras();
  }

  if (GamePad.isLeftPressed())
  {
    Serial.print("Left");
    moveParaEsquerda();
  }

  if (GamePad.isRightPressed())
  {
    Serial.print("Right");
    moveParaDireita();
  }

}
void moveParaTras() {  
  //motor 1
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);
  
  //motor 2
  digitalWrite(in3, HIGH);
  digitalWrite(in4, LOW);
}

void moveParaFrente() {
  //motor 1
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);

  //motor 2
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, HIGH);
}

void moveParaDireita() {
  //motor 1
  digitalWrite(in1, HIGH);
  digitalWrite(in2, LOW);

  //motor 2
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, HIGH);
}

void moveParaEsquerda() {
  //motor 1
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, HIGH);

  //motor 2
  digitalWrite(in3, HIGH);
  digitalWrite(in4, LOW);
}

void parar(){
  //motor 1
  digitalWrite(in1, LOW);
  digitalWrite(in2, LOW);

  //motor 2
  digitalWrite(in3, LOW);
  digitalWrite(in4, LOW);
}

CONEXÃO COM O CELULAR 

Para conectar o robô ao smartphone, primeiramente é necessário fazer o download do aplicativo Dabble. Você pode baixá-lo no Google Play Store. 

Após a instalação, conecte as pilhas no robô e abra o aplicativo Dabble. Logo depois, siga os passos: 

1. Clique no indicador de conexão no canto superior, indicado pela seta na Figura X; 

2. Selecione o módulo HC-06, indicado pela segunda seta; 

3. Agora que o celular está conectado, escolha a opção Gamepad.

Para começar a controlar seu robô, use as setas do controle virtual que acabou de abrir. 

O vídeo a seguir demonstra o funcionamento do robô controlado via Bluetooth por celular Android.

Obrigado, espero que tenham gostado, até a próxima!

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