Automobile Bluetooth

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Di seguito s’illustra un progetto di un’automobile comandata da uno smartphone tramite la connessione Bluetooth.
E’ stata presa una automobilina RC Fiat 500 (7cm di larghezza x 20 cm di lunghezza x 6 cm di altezza) da cui li è stata tolta completamente l’elettronica interna ed è stata sostituita da quella da me progettata.
Questo progetto integra al suo interno il microcontrollore ATMega328p.

 
 

Indice

• Introduzione
• Schema a Blocchi
• Schema Elettrico
• Parti del progetto
  • Alimentazione
  • LM7805
  • Modulo Bluetooth HC-05
  • Microcontrollore AtMega328p
  • Driver motori L293D
  • Motori
• PCB
• Software
• Lista Componenti
• Conclusioni

 
 

Introduzione

L’obiettivo di questo progetto è realizzare un’automobile di ridotte dimensioni comandata tramite smartphone.
L’automobile è costituita da: 2 batterie a 9V, 2 motori in continua, un modulo Bluetooth HC-05, un AtMega328p, un regolatore di tensione LM7805 e un driver motori L293D.

 
 

Schema a blocchi

 
 

Schema elettrico

Clicca sull’immagine per ingrandirla

 
 

Parti del progetto

Alimentazione

L’alimentazione è separata per la logica e per i motori, ed è fornita da due batterie da 9V. Questo perché i motori in fase di avvio o di stallo richiedono talmente tanta corrente da doverla sottrarre all’ATmega328p, quindi spegnendolo e di conseguenza fermando l’automobile.

 

LM7805

Il regolatore di tensione LM7805 prende in ingresso la tensione di 9V della batteria e in uscita fornisce 5V necessari all’alimentazione dell’ATMega328p e al modulo Bluetooth.

 

Modulo Bluetooth HC-05

Questa scheda permette un dialogo con dispositivi Bluetooth tramite comunicazione seriale.
Ha una portata di 10mt, si imposta facilmente tramite comandi AT ed è programmabile sia come master che come slave. Accetta alimentazione e comandi sia a 5Vdc che a 3,3Vdc.

 

Microcontrollore AtMega328p

L’ATMega328p è il microcontrollore utilizzato dall’Arduino UNO, questo permette di usare codice Arduino in un progetto senza avere una intera e ingombrante scheda.
Per utilizzare l’ATMega328p sono necessari un oscillatore al quarzo da 16Mhz, una tensione di alimentazione di 5V e una connessione seriale.

 

Driver motori L293D

Può pilotare indipendentemente una coppia di motori CC da 0.6 A (max) con voltaggio da 4.5 a 36 volt.
E’ dotato di una protezione interna che, in caso di surriscaldamento, limita la corrente in uscita fino al ripristino della temperatura ottimale.

 

Motori

Sia il motore posteriore che quello anteriore sono i motorini dell’automobile originale, che sono dei semplici motorini in continua delle mini 4WD. Vengono alimentati dalla batteria a 9V a loro dedicata.

 
 

PCB

Il pcb e lo schema elettrico sono stati realizzati mediante l’utilizzo del software EAGLE CAD 7.1

 
 

Software

///////////////     DICHIARAZIONE PIN       ////////////////////////////
  int MotFrontA=5;    // Motore Davanti A
  int MotFrontB=6;    // Motore Davanti B
  int MotBackA=9;     // Motore Dietro A
  int MotBackB=10;    // Motore Dietro B

////////////////  VARIABILI /////////////////////////////
  int velAvanti=70;
  int velIndietro=70;
  int velDestra=80;
  int velSinistra=80;
  int velSpinta=130;

boolean enableComunication=false;  // Flag che serve ad abilitare e disabilitare lo scambio di dati
String stringa="";       // Stringa ricevuta via bluetooth

//////////// IMPOSTAZIONI ////////////////////////////////
void setup()
{
// PIN MOTORI:
  pinMode(MotFrontA, OUTPUT);  // Motore Davanti A
  pinMode(MotFrontB, OUTPUT);  // Motore Davanti B
  pinMode(MotBackA, OUTPUT);   // Motore Dietro A
  pinMode(MotBackB, OUTPUT);  // Motore Dietro B

  setupBlueToothConnection();
}


void loop()
{
  char recvChar; // Variabile che contine il byte ricevuto via bluetooth
  if(Serial.available()){ //check if there's any data sent from the remote bluetooth shield
    recvChar = Serial.read();  // Leggo 1 byte dallo stack di dati ricevuti
    if(recvChar=='c'){
      enableComunication=false;   // Per disabilitare lo scambio di dati
      setupBlueToothConnection();
    }
    if(enableComunication){    // Se lo scambio di dati è abilitato
      stringa="";
      stringa.concat(recvChar);
      while(Serial.available()){
        recvChar = Serial.read();
        stringa.concat(recvChar);
      }
      if(stringa=="a")AVANTI();
      if(stringa=="d")DESTRA();
      if(stringa=="s")SINISTRA();
      if(stringa=="i")INDIETRO();
      if(stringa=="f")FERMO();
      if(stringa=="u")AUMENTA();
    }
    if(recvChar=='o')enableComunication=true;    // Per abilitare lo scambio di dati
  }
}

void AUMENTA()
{
  velAvanti=velAvanti+10;
  velIndietro=velIndietro+10;
  velDestra=velDestra+10;
  velSinistra=velSinistra+10;
  velSpinta=velSpinta+10;
}

void AVANTI()
{
  digitalWrite(MotFrontA, LOW);
  digitalWrite(MotFrontB, LOW);
  digitalWrite(MotBackA, LOW);
  analogWrite(MotBackB, velSpinta);
  delay(300);
  analogWrite(MotBackB, velAvanti);
}

void DESTRA()
{
  digitalWrite(MotFrontA, HIGH);
  digitalWrite(MotFrontB, LOW);
  digitalWrite(MotBackA, LOW);
  analogWrite(MotBackB, velSpinta);
  delay(300);
  analogWrite(MotBackB, velDestra);
}

void SINISTRA()
{
  digitalWrite(MotFrontA,LOW);
  digitalWrite(MotFrontB,HIGH);
  digitalWrite(MotBackA,LOW);
  analogWrite(MotBackB,velSpinta);
  delay(300);
  analogWrite(MotBackB,velSinistra);
}

void INDIETRO()
{
  digitalWrite(MotFrontA,LOW);
  digitalWrite(MotFrontB,LOW);
  analogWrite(MotBackA,velSpinta);
  delay(300);
  analogWrite(MotBackA,velIndietro);
  digitalWrite(MotBackB,LOW);
}

void FERMO()
{
  digitalWrite(MotFrontA,LOW);
  digitalWrite(MotFrontB,LOW);
  digitalWrite(MotBackA,LOW);
  digitalWrite(MotBackB,LOW);
}


void setupBlueToothConnection()
{
  Serial.begin(38400);                           // Set BluetoothBee BaudRate to default baud rate 38400
  Serial.print("\r\n+STWMOD=0\r\n");             // set the bluetooth work in slave mode
  Serial.print("\r\n+STNA=ArduinoBluetooth\r\n");    // set the bluetooth name
  Serial.print("\r\n+STOAUT=1\r\n");             // Permit Paired device to connect me
  Serial.print("\r\n+STAUTO=0\r\n");             // Auto-connection should be forbidden here
  delay(2000);                                            // This delay is required.
  Serial.print("\r\n+INQ=1\r\n");                // make the slave bluetooth inquirable
  Serial.println("The slave bluetooth is inquirable!");
  delay(2000);                                            // This delay is required.
  Serial.flush();
}

 
 

Lista Componenti

 
 

Conclusioni

Inizialmente è stata progettata un’altra basetta elettronica con l’alimentazione per l’ATmega328p e per i motori comune. Ma i motori quando andavano in stallo richiedevano talmente tanta corrente da doverla sottrarre all’ATmega328p, quindi spegnendolo e di conseguenza fermando l’automobile.
Sfortunatamente non è stato possibile reperire un modulo Bluetooth hc-05 per l’automobile ma è stata usata una shield Bluetooth compatibile.