Первый робот на Arduino: пошаговое руководство для начинающих

Компоненты и материалы

• Arduino UNO — 1 шт.
• Motor Shield L293D (Adafruit) — 1 шт.
• HC-SR04 (ультразвук) — 1 шт.
• HC-05 (Bluetooth) — 1 шт.
• Редукторные моторы + колёса — 2 комплекта
• Опорные колёса (caster) — 2 шт.
• Коробка пластиковая (шасси) — 1 шт.
• 3 × 9V батарейки «Крона» + держатели — 2 для моторов (параллельно), 1 для Arduino
• Перемычки, тумблер, клей-пистолет, паяльник

Сборка механики

1. Шасси: в коробке просверлить отверстия под моторы (2 шт.) и опорные колёса (3 отв. на каждое). Закрепить моторы болтами/клеем, колёса — на валы.
2. Питание моторов: две 9V батареи параллельно → клемма EXT PWR на Motor Shield. Джемпер на шилде снять (питание моторов отдельно).
3. Питание Arduino: третья 9V батарея → DC-джек (через разъём 5.5/2.1).
4. Motor Shield устанавливается поверх Arduino. Моторы: левый → M1, правый → M3.
5. Bluetooth HC-05: TX→RX(0), RX→TX(1), VCC→5V, GND→GND. State/Key не используются.
6. HC-SR04: VCC/GND → 5V/GND, Trig→A1, Echo→A0.
7. Тумблер в разрыве питания моторов (на задней стенке).

Режимы работы (скетчи)

В разделе Code четыре скетча:

• Bluetooth Controlled — управление с телефона (приложение Bluetooth Electronics). Команды: F/B/L/R/I/J/G/H (направления), 0-9/q (скорость), S (стоп).
• Obstacle Avoider — автономный объезд препятствий: если расстояние < 25 см — разворот на месте.
• Wall Follower — следование вдоль стены: дистанция ~30 см, ПИД упрощённый (поворот/прямо).
• Final Sketch — объединение всех режимов: переключение по командам b (avoider), m (wall follower), остальные — Bluetooth-ручное.

Пример логики Obstacle Avoider

duration = pulseIn(echoPin, HIGH);
distance = (duration/2) / 29.1; // см
if (distance < 25) {
  motorLeft.run(BACKWARD); motorRight.run(FORWARD); // разворот
} else {
  motorLeft.run(FORWARD); motorRight.run(FORWARD);  // вперёд
}

Настройка Bluetooth-приложения

Приложение Bluetooth Electronics (Android) — создайте пульт с кнопками, отправляющими символы F,B,L,R,I,J,G,H,S,0-9,q. Соединитесь с HC-05 (пин 1234/0000).

Советы новичку

• Установите библиотеку Adafruit Motor Shield через менеджер библиотек.
• Проверьте полярность моторов: если робот едет задом наперёд — поменяйте провода на клеммах M1/M3.
• 9V батареи быстро сажаются под нагрузкой моторов — лучше использовать Li-ion 2S (7.4V) или NiMH аккумуляторы.
• HC-SR04 капризен к питанию — конденсатор 100µF параллельно VCC/GND рядом с датчиком спасает от сбоев.

Схема подключения

См. раздел Schematics (фото ручного чертежа). Все соединения продублированы в списке выше.