如何使用 Arduino 构建自己的遥控车 - ArduCar

电子学和编程并没有那么可怕。

咱们玩得开心点吧！

步骤 1：底盘组装

步骤二：接线

步骤 3：编程

步骤 4：Arduino 代码讲解和蓝牙模块配置（可选）

由 Mux 主办的 DEV 全球展示挑战赛：展示你的项目！

电子学和编程并没有那么可怕。

我们大多数人都在编写大量的代码，却很少真正接触运行我们代码的电子设备。另一个常见的误解是，电子设备很难理解，至少需要电子工程师的资格才能入门。作为一名技术员、汽车爱好者和编程爱好者，Arduino 一直是我关注的焦点。我小时候就有一辆遥控车，长大后一直想再买一辆，所以现在我开始学习编程，入手了一套 Arduino 套件，正是实现儿时梦想的最佳时机。

在继续阅读下一部分之前，我想补充几点。首先，这篇文章是我之前在一些微控制器相关的技术网站上发表过的，所以你可以把它看作是一个重新整理的版本。本教程主要基于技术解释，不过在第二部分，我会讲解用 Arduino IDE 编写的代码。最后，虽然 ArduCar 是我用 Java 编写的应用程序，但我并没有在本教程中提供它的源代码或相关解释。

咱们玩得开心点吧！

本教程将教你如何从零开始制作一辆基于 Arduino 的遥控车。无需任何编程、Arduino 或电子方面的经验。虽然具备一些相关经验会有所帮助，但任何人都能轻松完成这个项目。你可能会问，为什么要用移动电源？如今，移动电源的价格越来越亲民，在某些情况下甚至比电池还便宜。我们很多人家里都有移动电源，可以重复使用，随时充电。本项目涵盖了制作遥控车的基本原理，采用极简的材料方案，并详细解释了代码。此外，本教程的说明也适用于其他项目，那么，让我们开始吧！

作为一名业余爱好者，我没有电烙铁之类的工具。所以我尝试利用一些旧电子产品，比如USB数据线或移动电源，这些东西你们大多数人家里可能都有。你可以按照我的步骤操作，但也可以随意更换一些零件，发挥你的创意。以下是所需材料清单：

Arduino UNO
汽车底盘，带车轮和电机，套件
公对公和母对公跳线
电工绝缘胶带
蓝牙模块（HC-06 或 HC-05）
直流电机控制器（L298N）
带 2 个 USB 输出端口的移动电源
压电蜂鸣器
安卓手机
安装了 Arduino IDE 的 PC
ArduCar - Arduino遥控车蓝牙控制器

步骤 1：底盘组装

首先，我们需要组装汽车底盘。如果您购买的是套件，很可能套件里也附带了说明书，但以防万一，步骤如下：

准备底盘主体部分、4 个用于将电机安装到底盘框架上的小型塑料支架（每个支架 2 个）、螺丝、黄铜垫片、螺母、电机、废弃的 USB 电缆和 4 根电缆/跳线。
将一根电线连接到电机的每个引脚上，你可以焊接它们，但如果你没有电烙铁，只需尝试将电线“打结”连接到每个引脚上即可。

现在拿出你的旧/备用 USB 数据线，剪掉大约 20 厘米长的线。
剥去几厘米的线缆外皮，露出里面的线芯；里面应该有四五根线，但我们只需要两根：接地线（黑色）和正极线（红色）。分别剥去红色和黑色线缆2-4厘米的外皮。你可以就这么放着，或者为了更牢固，可以打个结，或者用更长更粗的线缆/跳线焊接连接，确保连接足够牢固。

取出电机，用螺丝和螺母将其固定到底盘框架上，并用塑料支架（每个底盘框架两个）固定。请注意，每个电机的一侧都有一个小“点”，该点应朝内，这样当两个电机安装到位时，这两个点才能彼此相对。

电机安装到位后，就可以安装第三个尼龙支撑轮了。观察框架末端，应该有四个并排的小孔，呈正方形排列。用螺丝将黄铜垫片固定到这些孔上，确保黄铜垫片与电机位于框架的同一侧。
用螺丝将尼龙支撑轮固定到黄铜垫片上。

将轮子安装到每个电机上。注意，轮毂内部有凹槽，务必将其安装到正确的位置。安装时可能会遇到很大的阻力，但您必须轻柔操作，同时施加一定的力。
小车组装基本完成，现在可以将Arduino模块和直流电机控制器安装到车架上了。我用了套件里剩下的3颗螺丝和螺母，并在需要的地方用绝缘胶带包裹了电线。

步骤二：接线

当我们把Arduino和直流电机控制器都安装到车上并组装好后，就可以开始接线了。准备好跳线，包括公对公和母对公的跳线。

将连接电机的电缆连接到直流电机控制器上。假设靠近地线的下部引脚为正极，靠近机架的引脚为负极（GND）。电路图应如下所示：

OUT1 - 左侧电机 (-) GND 电缆

OUT2 - 左侧电机（+）电缆

OUT3 - 右电机 (+) 电缆

OUT4 - 右电机 (-) 接地线

现在我们来把Arduino连接到直流电机控制器。为此，我们将使用引脚IN1、IN2、IN3和IN4。之前OUT1、2、3、4接口负责给电机供电，而IN1、2、3、4引脚则用于从Arduino向控制器发送指令。这次你可能需要用到公母跳线，如果没有，可以尝试改造公公跳线，或者直接将导线焊接到引脚上。

IN1 - 数字 5

IN2 - 数字 6

IN3 - 数字 10

IN4 - 数字 11

蓝牙模块是我们转向系统所需的最后一个关键部件。蓝牙模块有4个引脚，每个引脚的标识如下：VCC - 电源，GND - 接地（-），TXD - 数据传输，RXD - 数据接收。这次可能还需要用到母对公的跳线。

VCC - 电源 5V

GND - 电源地

TXD - 数字 0 RXD

RXD - 数字 1 TXD

如您所见，Arduino 和我们的蓝牙模块之间将交换数据，这就是为什么数据线以相反的方式连接的原因。

压电蜂鸣器有两个引脚，较长的引脚为阳极 (+)，较短的引脚为阴极 (-)。由于压电蜂鸣器非常灵敏且体积小，建议在压电蜂鸣器和阳极之间串联一个 330 欧姆的电阻，但我没有使用电阻，因为电阻会使我的压电蜂鸣器非常安静。注意：使用母头-公头跳线可能再次有所帮助。

阳极(+)长脚 - 数字3

阴极(-)短脚 - 电源地

我们快完成了！现在我们需要给Arduino开发板和直流电机控制器供电。拿出之前准备好的USB连接线，将红黑两根线连接到直流电机控制器上。

红色电缆（+）- 12 伏

黑色电缆（-）- 接地

最后一步是连接两根USB线，一根连接移动电源和Arduino开发板，另一根连接直流电机控制器，也连接到移动电源。最后一步是将移动电源固定在框架上，我用的是电工绝缘胶带，但还有很多其他的固定方法。注意：有些移动电源可能带有开关或按钮，所以你可能需要打开电源开关才能给电路供电。

所有零件和线路都已安装到位，但 Arduino 中仍然没有代码，手机上也没有控制汽车的应用程序。

步骤 3：编程

现在我们的遥控车已经准备就绪，最后一步是将代码上传到 Arduino 开发板，并在安卓手机上下载应用程序。这一步需要您在电脑上安装 Arduino IDE 程序，您可以从 Arduino 官方网站下载。安装完成后，需要设置两个选项。打开 Arduino IDE 程序，您会在顶部菜单栏看到一些选项，选择“工具”，然后您应该会看到一个列表，找到名为“开发板”的选项，并从列表中选择您的 Arduino 开发板（通常是 Arduino UNO）。接下来，在“开发板”选项下方，点击“端口”选项。如果您的电脑上没有连接任何 USB 设备，该选项可能会显示为灰色/禁用状态。当您使用 USB 数据线连接 Arduino 开发板后，该选项应该会变为可用状态。您可能需要选择一个端口，例如，在我的电脑上是端口 5。虽然我的笔记本电脑有 3 个 USB 端口，但只有一个端口可以用作端口。您可以尝试使用电脑上不同的 USB 接口，直到成功为止。

在将代码上传到 Arduino 之前，您有两种选择：

只需下载附件文件，用 Arduino IDE 程序打开，然后上传即可。
打开 Arduino IDE 程序，点击“文件”->“新建”，复制此处的代码，然后点击“上传”图标。请记住，上传代码时，Arduino 开发板必须通过正确的 USB 接口连接到电脑，并且端口必须已正确设置。

注意：在将代码上传到 Arduino 时，应拔下 DIGITAL 0 RX 和 DIGITAL 1 TX 插座。如果这些插座连接到蓝牙模块，Arduino 可能无法接受来自 PC 的传入数据，并且程序可能会在“上传”状态冻结。

下面附有代码及解释。

将代码上传到 Arduino 板后，就可以将 DIGITAL 0 RX 和 DIGITAL 1 TX 引脚重新连接到蓝牙模块，并将 USB 电缆（Arduino - 移动电源）重新连接到移动电源。

4. 让你的遥控车正常工作的最后一步，是从 Google Play 商店下载安卓应用程序，然后就可以开始玩啦！你也可以下载其他应用程序，只要它们发送匹配的序列号即可，甚至可以自己创建手机应用程序。

感谢您的关注，祝您玩得开心！如有任何疑问或建议，请在下方评论区留言。


#define in1 5
#define in2 6
#define in3 10
#define in4 11
int state;
int piezo = 3; 
void setup() {
  pinMode(in1, OUTPUT);
  pinMode(in2, OUTPUT);
  pinMode(in3, OUTPUT);
  pinMode(in4, OUTPUT);
  pinMode(piezo,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  if (Serial.available() > 0) {
    state = Serial.read();
    Stop();
    switch (state) {
      case 'F':
        forward();
        soundFX(3000.0,30+400*(1+sin(millis()/5000)));
        break;
      case 'G':
        forwardleft();
        soundFX(3000.0,60);
        break;  
      case 'D':
        forwardright();
        soundFX(3000.0,60);
        break;  
      case 'N':
        backright();
        soundFX(3000.0,30+100*(1+sin(millis()/2500)));
        break;
      case 'C':
        backleft();
        soundFX(3000.0,30+100*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+100*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+100*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+100*(1+sin(millis()/2500)));
        break;
      case 'B':
        back();
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        break;
      case 'L':
        left();
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        break;
      case 'R':
        right();
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,60);
        break;
      case 'H':
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,60);
        soundFX(3000.0,30+200*(1+sin(millis()/2500)));
        soundFX(3000.0,60);
    }

  }
}
void forward() {
  analogWrite(in1, 255);
  analogWrite(in3, 255);
}
void forwardleft() {
  analogWrite(in1, 50);
  analogWrite(in3, 255);
}
void forwardright() {
  analogWrite(in1, 255);
  analogWrite(in3, 50);
}
void back() {
  analogWrite(in2, 255);
  analogWrite(in4, 255);
}
void backright() {
  analogWrite(in2, 50);
  analogWrite(in4, 255);
}
void backleft() {
  analogWrite(in2, 255);
  analogWrite(in4, 50);
}
void left() {
  analogWrite(in4, 255);
  analogWrite(in1, 255);
}
void right() {
  analogWrite(in3, 255);
  analogWrite(in2, 255);
}
void Stop() {
  analogWrite(in1, 0);
  analogWrite(in2, 0);
  analogWrite(in3, 0);
  analogWrite(in4, 0);
}
void soundFX(float amplitude,float period){
 int uDelay=2+amplitude+amplitude*sin(millis()/period);
 for(int i=0;i<5;i++){
   digitalWrite(piezo,HIGH);
   delayMicroseconds(uDelay);
   digitalWrite(piezo,LOW);
   delayMicroseconds(uDelay);
 }
}

步骤 4：Arduino 代码讲解和蓝牙模块配置（可选）

为了满足大家的好奇心，我决定添加一段 Arduino 代码的解释，希望能帮助大家更好地理解这辆遥控车的机械原理和逻辑。另外需要说明的是，这段代码并非完全由我编写，它与一些项目中已有的代码非常相似，我只是简化了一些部分，并添加了压电蜂鸣器发出声音的代码块。

Arduino IDE 程序使用了一种简化的 C 和 C++ 混合编程语言，如果您熟悉这两种语言，可能会觉得似曾相识；即使不熟悉也没关系。代码将被分成几个部分，以帮助您更好地理解。

每个 Arduino 程序都由两个基本部分组成：

void setup() { }- 在这里，我们为 Arduino 的每个引脚设置一个函数。Arduino 只需读取一次该函数，获取信息并将其存储起来，供程序的其余部分使用。

在我们的案例中，情况是这样的：

void setup() {pinMode(in1, OUTPUT);`pinMode` 参数用于设置指定引脚的模式。括号内有两个值：第一个值 `in1` 是引脚名称，第二个值 `OUTPUT` 表示 Arduino 将向目标设备发送数据。如果设置为 `INPUT`，则表示该引脚将接收来自传感器等设备的数据。


pinMode(in2, OUTPUT);

pinMode(in3, OUTPUT);

pinMode(in4, OUTPUT);

pinMode(piezo, OUTPUT);

Serial.begin(9600);串口是用于发送和接收数据的端口。您还记得我们之前连接蓝牙模块的 DIGITAL 0 RX 和 DIGITAL 1 TX 引脚吗？这里要讲的是它们的设置。这意味着我们将打开一个用于数据交换的通道。方括号内的数字 (9600) 表示每秒最多可以发送 9600 个字符。这是最常用的波特率，因为它最稳定。波特率越高，传输速度越快，但也更容易受到噪声干扰。因此，只需将其设置为 9600 即可。注意：蓝牙模块通常默认波特率为 9600，但有时您可能需要事先进行配置——请查看蓝牙配置部分。

void loop() { }正如其名，循环是程序中所有花括号内代码的重复执行部分。这就是任何 Arduino 程序运行所需的全部内容。其余部分就看你的想象力了。在深入讲解循环和函数之前，还有一部分位于代码开头，紧接着……void setup() { }
在前面的void setup() { }章节中，我们将 Arduino 引脚命名为 in 和 piezo，但这些并非它们的真实名称，只是我们赋予它们的名称。程序在执行过程中始终会使用这些名称。因此，在每个 Arduino 程序的开头，我们可以初始化引脚和变量的名称。让我们来看一个例子：

#define in1 5当你想为 Arduino 板上的某个引脚定义名称时，可以使用#define`#define` 语句，然后在空格后输入名称。在本例中，引脚名称为 `in1`，因为它是我们要控制的直流电机控制器引脚的名称。下一个空格后跟引脚编号。在本例中，引脚编号为 5，因为 `in1` 引脚连接到 Arduino 板上的 5 号插座。`#define in2 6`


#define in3 10

#define in4 11

int state; // We can also initialize names of the pin as variables int (integer), and variables itself.

int piezo = 3;

现在我们回到循环部分。

void loop() {if (Serial.available() > 0) {循环中的第一个语句以 if 开头，在括号内我们可以看到一个条件，它表示Serial.available() > 0)——简单来说，就是如果串口（在本例中是蓝牙模块）可用，且大于 0（记住二进制代码 1 为真，0 为假），则执行以下 { }——花括号内的所有内容都将被执行。

state = Serial.read();还记得代码开头那个状态变量吗？现在我们给这个变量赋值（=），所以我们的状态变量现在等于Serial.read()，这意味着该变量会根据从蓝牙模块读取的数据而变化。

Stop();名称后面的两个括号 () 表示这是一个函数，需要在代码的某个地方加以解释。同样，这段代码中第一个要执行的函数是名为 Stop 的函数，它会切断车轮的动力，使我们的遥控车停止。

switch (state)在 Stop 函数之后，紧接着是另一个函数，这次是全局函数，几乎所有编程语言中都有这种函数，叫做 switch 函数——字面意思是它内部包含几个函数，我们可以在它们之间切换。这次可以看到，在括号 () 内我们有一个条件，这个条件是一个名为 state 的变量，它的值被赋给了从蓝牙模块接收到的所有数据。

case 'F':如您所见，开关内部的每个可能功能都标记为“case”，单引号内显示的是状态变量的可能值。在本例中，如果状态等于“F”（即通过移动应用程序向蓝牙模块发送的字符），则会执行某些功能。

forward();要执行的第一个函数

soundFX(3000.0, 30+400*(1+sin(millis()/5000)));第二个要执行的函数，这次括号内有一些条件。

break;break 表示停止执行当前用例，必须始终使用break;语句结束每个用例。


case 'G':

forwardleft();

soundFX(3000.0, 60);

break;

现在几乎所有内容都已解释清楚，但代码中存在一些函数，例如 forward()、soundFX() 等，这些函数在 void setup() { } 和 void loop() { } 部分都没有解释。如果代码中包含此类函数，则应在代码末尾进行解释。以下是一个示例。

void forward()同样，要调用函数，首先要写上 `void`，然后在空格后写上函数名，例如 `forward()`。在花括号内，我们可以看到函数的说明。`analogWrite(in1, 255);` `analogWrite` 表示发送信号，如果是接收信号，则应写成 `analogRead`。括号内有两个值：`in1` 是引脚名称，`255` 是电波频率值，取值范围为 0 到 255，0 表示 0%，255 表示 100%。也可以写成 `LOW - 0`、`HIGH - 255`。如您所见，这里可以更改每个电机的转速。

analogWrite(in3, 255);这样，我们就可以说，通过改变引脚 1、2、3、4 及其数值，我们可以控制电流进入电机的一侧、电压，从而控制电机的速度和方向。

void soundFX(float amplitude, float period)这是我在 Arduino 官方论坛上找到的关于压电蜂鸣器科幻音效的部分。你可以在上一篇文章中找到这段代码，更多解释请点击下方链接。

https://forum.arduino.cc/index.php?topic=118757.0


int uDelay=2+amplitude+amplitude*sin(millis()/period);

for(int i=0;i<5;i++){

digitalWrite(piezo, HIGH);

delayMicroseconds(uDelay);

digitalWrite(piezo, LOW);

delayMicroseconds(uDelay);

} }

就是这样。从现在开始，希望你也能为代码做出贡献，修改一些内容，添加一些新功能，或者用你自己的方式重写它。

蓝牙配置

最后，还有一件重要的事情需要说明。HC-05 和 HC-06 蓝牙模块通常都带有默认设置，例如波特率、名称、密码等。如果您想配置蓝牙模块，可以使用 Arduino IDE 程序。不过，您可能需要更改蓝牙模块连接的引脚，并修改 Arduino 代码以进行配置。此外，建议使用电阻来保护蓝牙模块，因为数据引脚的工作电压为 3.3V，而 Arduino 的默认输出电压为 5V。请记住以上所有事项，这里我就不赘述整个过程了，网上有很多教程，您可以自行搜索。如果您有任何建议或疑问，请在下方评论区留言。

再次感谢您的关注，也别忘了在下方分享您自己的项目！

文章来源：https://dev.to/pawel/how-to-build-your-own-rc-car-with-arduino-arducar-12ei

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步骤二：接线

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