水上浮岛 DF创客社区

本帖最后由安卓机器人于 2016-5-17 06:57 编辑
【新路历程】

夺取保卫美丽的钓鱼岛，人人有责；

演练抢滩登陆台湾岛这是我军正在进行的必修课。
水上浮岛图2

以上都得有运输工具才行吧？于是，陪着儿子搜索家里现有的破烂玩意儿，就自造了这个永不沉没的可控“浮岛”，模拟侦察，运输，抢滩，有一定的可玩性。
【实现功能】及【展示】
三部分：1.【带蓝牙】安卓手机，
2.【蓝牙转Zigbee串口+ArduinoUNO】中转遥控器，
3.【带Zigbee串口+双L298N+ArduinoNANO】浮岛体
【工作原理】安卓手机用蓝牙发出命令，遥控器上的蓝牙模块接收并被UNO处理后转由UNO上软串口上的Zigbee模块再次发出命令，远处水面上“浮岛”体上另一Zigbee模块接收并被NANO处理控制2个L298N电机模块，从而控制3个电机的方向与速度，以此来实现200米范围内的“浮岛”体的左右转，前进，加速前进，后退等。
【疑问先答】你可能会问：为什么不直接用手机蓝牙控制水面上的“浮岛”体，省去遥控器呢？答：目前蓝牙距离传输最多60米，万一“浮岛”体冲到湖中心，失联了，回不了家！所以中转由我目前用的200多米的Zigbee模块。

水面控制测试

三部分岸边测试（最后自动停机是因没电了）

【制作过程】
Step 1 首先试验小电机在水中是否能较稳定地工作，把玩具电扇接通电源浸入水中至少一个小时，之后观察工作正常，奠定我继续下一步的信心。【安全提示：仅小电机可试】

Step 2 找来一块增强密度的泡沫板作为浮体（不用考虑浮力和漏水）

水上浮岛图4

前进方向稍作修整，利于减少阻力。
水上浮岛图3

Step 3 固定三电机
水上浮岛图5

我儿子开始制作的双电机支架（后来想来个加速，添加第三个电机，这个就否定了）

水上浮岛图6

加速电机（点击“加速前进”三个电机并行运行）

水上浮岛图8

双电机

“加速“模式---三电机启动运行

Step 4 “浮岛”体成型【自始至终要考虑重心落在中心】
水上浮岛图12

面包板+ArduinoNANO

水上浮岛图22

一个L298N能同时控制2个电机的方向与速度

水上浮岛图14

电源7.4V置于中央并用电工胶带粘牢

水上浮岛图13

三电机两L298N模块均用扎带固定

水上浮岛图16

开始发现桨露出水面一点点会有较多水花飞溅，可能使控制板失灵，故而增加垫层

水上浮岛图15

电机完全浸没水中，水面平衡测试，吃水测试

Step 5 遥控器组装
水上浮岛图17

1个蓝牙模块+1个Zigbee模块分别安装在硬软串口上（UNO只有一个硬串口）

Step 6 利用MIT的AI制作APK（或者干脆网搜个呗）
水上浮岛图21

APKBOAT3M.zip

室内测试一下

水上浮岛图19

放在室外湖面上准备ing

水上浮岛图20

“集结”完毕
【代码1：可控“浮岛”体】
// 20160507
// + 在双电机基础上增加第3个电机（速度更快），因此也须配另一个L298N
// Zigbee->arduino nano->L298N->双电机遥控船，备注：
// 此L298N,当方向为HIGH时,则速度值为0->255相当于速度从最大->最小（零）!!!
// 此L298N,当方向为LOW时,则速度值为0->255相当于速度从最小->最大!!!
// 手机遥控界面:
//       AA
//  LL  SS RR
//       BB
// HC-06我的蓝牙模块(先与手机配对)、Zigbee手机端程序功能:
// 手机发送字符串“SS”,Zigbee接收到后机器人调用停止函数“boatStop();”
// 手机发送字符串“AA”,Zigbee接收到后机器人调用前进函数“boatAdvance(0,0);”
// 手机发送字符串“BB”,Zigbee接收到后机器人调用后退函数“boatBack(255,255);”
// 手机发送字符串“LL”,Zigbee接收到后机器人调用左转函数“boatTurnLeft(255,0);”
// 手机发送字符串“RR”,Zigbee接收到后机器人调用右转函数“boatTurnRight(0,255);”
// 接线方式ARDUINO为4576-->L298N的IN1234为5476
// Zigbee的TX接NANO的RX
const int speedPin_M3 = 3; // 第2个L298N连接第3个电机
const int directionPin_M3 = 2;
const int speedPin_M1 = 5;    // M1 Speed Control
const int speedPin_M2 = 6;    // M2 Speed Control
const int directionPin_M1 = 4;    // M1 Direction Control
const int directionPin_M2 = 7;    // M2 Direction Control
const int ledPin = 13;

String APKStr ="**";  // 利用字符串对象暂存来自手机的命令以准备ARDUINO处理

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  pinMode(ledPin,OUTPUT);
}
/////////////////////////
void loop() {
//  digitalWrite(ledPin,HIGH);  // 内置LED13一直保持亮
  while(Serial.available())
  {
APKStr = Serial.readString(); // 读串口的字符串
// Serial.println(APKStr); //  检验从手机遥控端发来的信号是否是所需要信号[OK]
if(APKStr == "SS")    // 此处若用SWITCH（APKStr）则无法通过编译,报非integer
{
      boatStop();
      for(int i=0;i<9;i++)  // 停止时闪烁9次共约3.6S
      {
      digitalWrite(ledPin,HIGH);
      delay(200);
      digitalWrite(ledPin,LOW);
      delay(200);
      }
}else if(APKStr == "AA")  // if(APKStr == "AA"||APKStr == "")由于手机没有发送空串命令，此处后半无效
{
      boatAdvance(0,0);
}else if (APKStr == "BB")
{
      boatBack(255,255);
}else if (APKStr == "LL")
{
      boatTurnLeft(255,0);
}else if (APKStr == "RR")
{
      boatTurnRight(0,255);
}else if (APKStr == "ADDSPEED")  // 当长按手机按钮执行“加速前进”命令时，3个电机全力启动向前进
{
      boatAdvance(0,0); // 1，2电机全力向前
      boatAddSpeed();    // 3电机全力向前
} // END IF
  }  // END WHILE
}  // END LOOP
//////////////////////////////////////////////
//////////////////////////////////////////////
void blinkLED13() // 用于测试串口收发是否正确
{ // 如果接收到相应的字符串，则LED13快闪3次,打印出接收字符串
      for(int i=0;i<3;i++)
      {
      digitalWrite(ledPin,HIGH);
      delay(200);
      digitalWrite(ledPin,LOW);
      delay(200);
      }
      Serial.println(APKStr);
}
////////////////////////////////////////////
void boatStop(){                //  3 Motor Stop
  digitalWrite(directionPin_M1,LOW); // + 当停止命令执行时，3个电机同时停机
  analogWrite(speedPin_M3,0);          // +
  digitalWrite(directionPin_M2,LOW);
  digitalWrite(directionPin_M3,LOW);
  analogWrite(speedPin_M1,0); // 此L298N 当以上为LOW时,则此处必须为0才能停止！
  analogWrite(speedPin_M2,0);

}
//////////////////////////////////////////////
void boatAdvance(int leftSpeed,int rightSpeed){       //Move forward
  digitalWrite(directionPin_M1,HIGH);
  digitalWrite(directionPin_M2,HIGH);
  digitalWrite(directionPin_M3,LOW); // + 当执行前进命令时，第3个电机停机
  analogWrite(speedPin_M3,0);       // +
  analogWrite(speedPin_M1,leftSpeed);  //  此L298N,当以上为HIGH时,则此处为0->255相当于
  analogWrite(speedPin_M2,rightSpeed); //  速度从最大->最小（零）！！！
}
//////////////////////////////////////////////
void boatBack(int leftSpeed,int rightSpeed){    //Move backward
  digitalWrite(directionPin_M1,LOW);
  digitalWrite(directionPin_M2,LOW);
  digitalWrite(directionPin_M3,LOW); // + 当执行后退命令时，第3个电机停机
  analogWrite(speedPin_M3,0);       // +
  analogWrite(speedPin_M1,leftSpeed);  //  此L298N,当以上为LOW时,则此处为0->255相当于
  analogWrite(speedPin_M2,rightSpeed); //  速度从最小->最大

}
//////////////////////////////////////////////
void boatTurnRight(int leftSpeed,int rightSpeed){          //Turn Right
  digitalWrite(directionPin_M1,HIGH);
  digitalWrite(directionPin_M2,LOW);
  digitalWrite(directionPin_M3,LOW); // + 当执行此命令时，第3个电机停机
  analogWrite(speedPin_M3,0);       // +
  analogWrite(speedPin_M1,leftSpeed); // 注意数值大小
  analogWrite(speedPin_M2,rightSpeed);
}
//////////////////////////////////////////////
void boatTurnLeft(int leftSpeed,int rightSpeed){       //Turn Left
  digitalWrite(directionPin_M1,LOW);
  digitalWrite(directionPin_M2,HIGH);
  digitalWrite(directionPin_M3,LOW); // + 当执行此命令时，第3个电机停机
  analogWrite(speedPin_M3,0);       // +
  analogWrite(speedPin_M1,leftSpeed);
  analogWrite(speedPin_M2,rightSpeed);  // 注意数值大小
}
////////////////////////////////////////////// +
void boatAddSpeed(){
  digitalWrite(directionPin_M3,HIGH); // + 当长按手机按钮执行“加速前进”命令时，第3个电机全力启动仅向前进
  analogWrite(speedPin_M3,0);       // +
}
////////////////////////////////////////////// +

【代码2：中转遥控器】

// 20160410
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial mySerial(10, 11); // RX, TX ：蓝牙模块TX->RX(UNO_D10)所连软串口
/////////////////////////////////////////
void setup() {
  Serial.begin(115200); // UNO硬串口连 Zigbee 模块
  mySerial.begin(9600); // 应与蓝牙模块设置值一致
}
/////////////////////////////////////////
void loop() {
  if (mySerial.available()) {
Serial.print(mySerial.readString());
  }
}
/////////////////////////////////////////

【代码3：手机APK(仅供参考)】
水上浮岛图25