Bridge Shield扩展板：树莓派与Arduino集成打造智能机器人

Bridge Shield是面向学生、极客和研究者的开源开发板。搭配树莓派或Arduino Uno，解锁广泛的DIY机器人与家庭自动化项目。

项目正在Kickstarter众筹——考虑支持或分享链接给亲友。

Bridge Shield Kickstarter链接

核心特性（第二代）

• 10自由度IMU（惯性测量单元）
• 温度传感器
• 双H桥电机驱动（每通道1A）
• 8通道I²C舵机驱动
• 带纽扣电池备份的实时时钟
• 双向5V↔3.3V电平转换
• SPI、I²C、UART电平转换（Arduino Uno↔树莓派）
• 内置Arduino引导程序的ATtiny85单片机
• ESP8266 Wi-Fi、HC-05蓝牙、红外遥控、USB转UART排针
• 单路12V输入为树莓派/Arduino供电，含3A 5V/3A和3.3V/1A稳压器
• 双节锂离子充电器带LED状态指示
• I²C可控可变亮度LED

所有组件机械设计兼容大多数标准Arduino Uno和树莓派扩展板堆叠。

已构建项目

• 互联网控制机器人
• 任意插电设备的家庭自动化控制器
• IP摄像头
• 移动电池供电树莓派平台

可实现的项目

• 自主或自平衡机器人
• DIY无人机（负责任使用——隐私免责声明适用）
• 基于I²C传感器和板载电机驱动的智能家居自动化（舵机、直流、步进）

首个原型完成并测试中。第二代将带来更强大功能。网站和YouTube视频见详情。

入门：互联网控制机器人

步骤1：设置树莓派

所需材料：

1. Bridge Shield（或L293D板）
2. 树莓派+SD卡+电源
3. USB或Pi摄像头模块
4. 机器人底盘、电机夹、螺母螺栓、外设
5. 2×直流电机（BO电机）
6. 2节锂离子电池（1000–2000 mAh）
7. Arduino Uno（可选）
8. ESP8266 Wi-Fi模块（可选）
9. 1.3" OLED显示屏（可选）

首先在树莓派安装Web服务器和PHP。参考此instructable详细步骤，然后运行：

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install apache2 php5 libapache2-mod-php5

浏览器访问https://your-pi-IP验证。可选安装FTP服务器：

$ sudo apt-get install vsftpd
$ sudo nano /etc/vsftpd.conf

修改如下：

• anonymous_enable=YES改为anonymous_enable=NO
• 取消注释local_enable=YES和write_enable=YES
• 末尾添加force_dot_files=YES

重启服务：

$ sudo service vsftpd restart

步骤2：安装MPEG-Streamer

MPEG-Streamer将摄像头画面流式传输至互联网。安装依赖：

$ sudo apt-get install libjpeg8-dev imagemagick

克隆、编译、运行：

$ cd ~
$ mkdir tmp
$ cd tmp
$ svn co https://svn.code.sf.net/p/mjpg-streamer/code/mjpg… mjpg-streamer
$ cd mjpg-streamer/mjpg-streamer
$ make
$ cd /home/pi/code/mjpg-streamer
$ ./mjpg_streamer -i "./input_uvc.so" -o "./output_http.so -p 8080 -w ./www"

浏览器访问https://pi-IP:8080或https://pi-IP:8080/?action=stream查看流。

步骤3：PHP与Python对接GPIO

安装WiringPi（官网教程）。将以下文件放入/var/www/server/：

• control.html
• control.php
• control.py

编辑control.html指向视频流：

$ sudo nano /var/www/server/control.html

替换img src为：

img src="https://pi-IP:8080/?action=stream"

访问https://pi-IP/server/control.html，按钮将通过PHP脚本切换GPIO引脚。

步骤4：硬件连接（树莓派与Bridge Shield）

使用Bridge Shield电机驱动直接从树莓派GPIO驱动电机。引脚映射示例：

• GPIO 4 → 驱动引脚2
• GPIO 17 → 驱动引脚7
• GPIO 22 → 驱动引脚15
• GPIO 23 → 驱动引脚10

将Shield和树莓派安装到底盘，连接锂离子电池，固定Wi-Fi网卡于指定槽位。

步骤5：可选ESP8266与Arduino UNO家庭自动化

Wi-Fi控制家电，更新control.py设置ESP8266 IP和端口：

$ sudo nano /var/www/server/control.py

设置：

• TCP_IP = "esp-ip"
• TCP_PORT = esp-port

上传Arduino草图并安装Adafruit OLED库。路由器配置端口转发（如Netgear）暴露ESP8266端口。参考端口转发指南。

深入了解请访问树莓派与Bridge Shield机器人页面。