Arduino e Android

Parte I

Periféricos Android 

capítulo 1

Robô Bluetooth O celular é um aparelho muito útil. Com ele podemos fazer compras, enviar mensagens e muitas outras coisas. Com o celular também é possível dirigir pequenos robôs usando um controle remoto baseado em Bluetooth. Neste capítulo, veremos como isso é possível.

Objetivos Aprender a controlar um pequeno Robot baseado em Android utilizando um Shield de motor para Arduino e comunicação via Bluetooth Conhecer o código do projeto Entender as funções e variáveis constantes no código do projeto

Este projeto emprega um aplicativo Android simples (Figura 1-1) e um robô controlado por Arduino, que usa um módulo Bluetooth de baixo custo (Figura 1-2). Os Arduinos são placas de microcontrolador muito populares que apresentam diversas vantagens, entre as quais se destacam: •

•

•

São fáceis de programar a partir de um computador Windows, Linux ou Mac. Muitos “shields” são facilmente encaixados em cima da placa do Arduino. Não são caros.

  Construção A Figura 1-3 mostra o diagrama esquemático do projeto. Os motores de acionamento do robô são controlados por um shield de motor, e o módulo Bluetooth é instalado na área de protótipos do shield, o que torna muito simples a realização do projeto, havendo poucas soldas a serem feitas.

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Figura 1-1 Um aplicativo de controle remoto.

Figura 1-2 Um robô Bluetooth.

Todo o software do projeto pode ser acessado em www.duinodroid.com (clique em “Arduino and Android Projects for the Evil Genius”).

O que será necessário Para realizar o projeto, além de um celular Android com Bluetooth (Android 2.1 ou posterior), você precisará dos componentes listados na tabela  Lista de Componentes, a seguir. Este projeto usa o Arduino Uno. O site oficial do Arduino (www.arduino.cc) oferece uma relação de fornecedores do Uno. Entretanto, se quiser economizar, você poderá usar um clone do Arduino Uno. O hardware do Arduino é “open-source”, isto é, todos os arquivos de projeto estão disponíveis sob uma licença Creative Commons, permitindo que outros fabricantes produzam os seus próprios Arduinos. Muitos o fazem, e uma busca na Internet fornecerá alternativas de menor custo para o “Uno” oficial.

No mercado, há muitos tipos diferentes de módulos Bluetooth. O módulo usado aqui é bem simples, com apenas quatro pinos para conexões de alimentação elétrica, recepção e transmissão. Esses módulos trabalham com 5V e são ideais para funcionar com um Arduino. Geralmente, são construídos em uma placa-base de quatro pinos sobre a qual é montada uma placa ainda menor, que contém o módulo Bluetooth propriamente dito. Podem ser comprados no Ebay por uns US$ 15. É melhor comprar um no qual a placa menor já está soldada na placa principal porque as conexões são muito curtas e de soldagem difícil. Versões melho-

GND

Bateria de 6V

Celular Android + 6V

Arduino Uno Bluetooth

Módulo Bluetooth

Tx Rx GND Vcc 5V Rx Tx

Shield de Motor 1

+ Esquerdo

2

3

4 +

Motor

Motor Direito

Figura 1-3 O diagrama esquemático.

res e mais caras estão disponíveis em fornecedores como Sparkfun, dentro da linha Bluesmirf. A diferença entre os módulos de baixo custo e os mais caros está na distância alcançada pela transmissão. Os motores com engrenagens da empresa Pololu são ideais para esse tipo de aplicação. Apresentam uma caixa de redução com a relação correta e não são caros. Motores alternativos estão disponíveis, mas não compre motores que consomem mais do que 1 ampere. Se esse valor for excedido, é possível que o shield do motor não consiga fornecer a corrente necessária.

Com esse shield, todo o processo de acionamento dos motores fica bastante simplificado. Além disso, esse shield apresenta uma pequena área para protótipo em um dos lados, na qual você pode acrescentar os seus próprios componentes extras. No

nosso caso, é esse o local onde o módulo Bluetooth será instalado. Na lista de componentes, o kit de shield especificado é o básico, vindo sem as barras de pino macho nem os conectores KRE. Esse shield também está disponível como um kit que contém as barras de pino macho e os conectores KRE. Veja o site da Sparkfun para conhecer os detalhes. Além desses componentes, você precisará também das seguintes ferramentas. CAIXA DE FERRAMENTAS •

Uma furadeira elétrica com brocas

•

Uma serra de arco ou uma ferramenta Dremel

•

Uma pistola para cola a quente ou cola epóxi

•

Um computador para programar o Arduino

•

Um cabo de conexão USB do tipo A-B

   h    t   o   o    t   e   u    l    B    ô    b   o    R

   1   o    l   u    t    í   p   a   c

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LISTA DE COMPONENTES Componente

Quantidade

Arduino Uno Ardumoto Módulo BT

1 1 1

Barra de pino macho para PCB*

1

Conector KRE

3

Motores com engrenagens Chave Suporte de pilha Caixa Rodas

2 1 1 1 2

Rodízio

1

Descrição

Fornecedor

Placa de Arduino Uno Shield Ardumoto de motor Módulo Bluetooth TTL Bluesmirf ou equivalente Barra dividida em duas seções de seis pinos e duas seções de oito pinos. Também conhecida simplesmente como alojamento ou como barra de pinos para placa de circuito impresso. Conector KRE de 2 vias com espaçamento de 3,5mm Motor pequeno com engrenagens de plástico e redução 120:1 Chave miniatura SPST (um polo, uma posição) Suporte para 4 pilhas AAA com terminais Caixa de plástico, 135 x 80 x 30mm Rodas com aproximadamente 50 mm de diâmetro Rodízio pequeno

www.arduino.cc Sparkfun: DEV-09815 eBay, Sparkfun Farnell: 1097954

Farnell: 1217302 Pololu: 1125 Farnell: 1661841 Farnell: 1650687 Lojas de hobby Lojas de ferragem

* N. de T.: Printed Circuit Board, ou seja, Placa de Circuito Impresso.

Passo 1: solde as barras de pino macho no Shield O primeiro passo é soldar as barras de pino macho no shield de motor. A Figura 1-4 mostra a parte de baixo do shield com as barras de pino macho soldadas. Provavelmente, as suas barras de pino macho virão em uma peça única comprida que deve ser cortada em seções de comprimento correto. Será necessário que você corte dois pedaços de seis pinos e dois de oito pinos.    d    i   o   r    d   n    A   e   o   n    i   u    d   r    A   m   o   c   s   o    t   e    j   o   r    P

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A melhor forma de manter as barras de pino macho alinhadas corretamente é manter os pinos encaixados nas respectivas barras fêmeas na placa do seu Arduino enquanto você solda os pinos no shield. Entretanto, isso aquecerá o plástico das barras fêmeas, podendo amolecê-lo e tirar os pinos do alinhamento. Assim, você pode soldar rapidamente os pinos ou simplesmente soldar os pinos das extremidades de cada seção, de modo que a barra mantenha-se no local correto. A seguir, você

remove o shield da placa do Arduino e solda os demais pinos no shield. Quando todos os pinos estiverem no lugar, a parte de cima do shield ficará como mostrado na Figura 1-5.

Figura 1-4 O shield de motor com as barras de pino

macho soldadas.