DIY 蓝牙控制 Arduino 间谍小车

组件与材料

• Arduino UNO × 1
• HC-06 蓝牙模块 × 1
• Arduino Proto Shield（或任意可焊接排针的实验板）× 1
• Adafruit Motor/Stepper/Servo Shield V2 × 1
• SM-S4306R 连续旋转舵机 × 1
• 直流电机（通用）× 4
• 电机轮胎 × 4
• 跳线（电机用）× 8
• 4×AA 电池盒 × 2
• AA 电池 × 8
• 手机（项目用 Nokia Lumia 520）× 1
• 手机支架 × 1
• 自制底盘（简单木板）× 1

软件与在线服务

• Johnny-Five（Node.js 机器人框架）

项目简介

简介

这是一款通过蓝牙控制的四轮小车，可搭载任意手机作为 IP 摄像头。作者使用 JavaScript 编写 Node.js 网页服务器，在网页端监控小车行进画面。

主电路原理图见图1。

启动服务器后得到控制界面（见图2），含操作说明与摄像头画面窗口，且布局响应式适配。

底盘制作

本版本自制底盘。若无钻床或想省事，可直接购买塑料车身。自制时最关键的是：若采用差速转向，必须让轮胎间距尽可能小。详细物理原则与常见错误见：4-Wheel-Drive-Robot-Design。

电机固定是另一挑战。作者用尼龙扎带（150/3.5）固定电机，每电机用两根扎带。钻孔需精确，否则小车前进/后退时会偏向一侧。

电池方案

为简化供电，采用单一直流电源。底盘无法容纳 8×AA 电池盒，故将两个 4×AA 盒用螺丝拼接，需在塑料上钻孔。

供电方式

用 8 节 AA 充电电池给 Arduino Uno 供电，足以驱动电机扩展板。扩展板上有跳线帽，拔掉后电机扩展板不再从 Arduino 取电，可单独通过扩展板电源引脚供电。详见：Adafruit Motor Shield V2 供电指南。

无线连接

用 HC-06 蓝牙模块建立小车与电脑通信。为减少线缆，作者制作了自定义 Arduino 扩展板：将蓝牙模块插在空白 Proto Shield 上，底部走线焊接排针。可随时拔下蓝牙模块。成品见图3、图4。

蓝牙模块配置教程：Johnny-Five 蓝牙入门。

运动控制

小车支持前进、后退、差速转向。手机支架安装在连续旋转舵机上，可在不移动车身的情况下旋转摄像头。演示视频见项目页。

手机端

使用 Nokia Lumia 520 运行 Win IP Camera 应用：微软商店链接。

代码架构

作者为 JavaScript 开发者，采用模块化前后端架构。后端入口：

var boardModule = require('./src/boardModule'),
    servoModule = require('./src/servoModule'),
    motorModule = require('./src/motorModule');
boardModule.initBoard().then(function() {
  motorModule.initMotors();
  servoModule.initServo();
});

前端同样模块化：

import {moveWheels, stopWheels} from './wheelsControl';
import {moveServo, stopServo} from './servoControl';
document.onkeydown = checkKeyDown;
document.onkeyup = checkKeyUp;
function checkKeyDown(e) {
  moveWheels(e.keyCode);
  moveServo(e.keyCode);
}
function checkKeyUp(e) {
  stopWheels(e.keyCode);
  stopServo(e.keyCode);
}

完整代码库见 GitHub：github.com/dominikfilkus/arduino-spybot-V2

使用的软件库

• express.js — 增强 Node.js 应用
• johnny-five — Arduino JavaScript 控制 API
• socket.io — WebSocket 通信
• susy — 响应式布局
• Google Material Design — UI 组件
• gulpJS — 任务自动化
• BabelJS — ES6 转译
• Browserify — 模块化支持

结语

作者为物联网新手，这是首个项目。方案未必最优，但希望提供有用参考。