废旧遥控车改装：Arduino + USB Host Shield 实现 Xbox 手柄无线控制

所需组件与材料

项目简介

将一辆老旧遥控怪物卡车的原电子设备拆除，仅保留两个驱动电机。用 Arduino UNO + USB Host Shield 接入 Xbox 360 无线接收器，通过 L293D H 桥驱动电机，实现手柄摇杆控制前进/后退、左右转向，扳机键控制速度，按键实现刹车。项目基于 Kristian Lauszus 的 USB_Host_Shield_2.0 库。

改装步骤

1. 拆车保留电机

拆除原接收板、电池盒、所有线路，仅保留两个直流电机引线。

2. 搭建控制核心

• USB Host Shield 叠装在 Arduino UNO 上。
• 用螺丝将控制板固定在车身原电路板安装孔上。

3. 搭建驱动电路（面包板或万能板）

• 双 L293D 分别驱动左/右电机（或前进/后退 + 转向电机）。
• 78S12（大电流）给电机供电，7812 给逻辑供电，输入端并联 10-12 节 AA 电池（15-18V），确保启动电流充足。
• 所有地线共地。

4. 安装电路到车身

将驱动板固定在车身空处，接好电机引线，插上 Xbox 接收器到 USB Host Shield。

5. 核心代码逻辑

完整代码见下方。关键映射：

• L2 扳机：后退，PWM 幅度对应按压深度
• R2 扳机：前进
• 左摇杆 X 轴：转向（阈值 ±7500，±26000 全打角）
• B 键：急刹车（反向短促 PWM）
• Y 键：停止所有电机

完整 Arduino 代码

#include <XBOXRECV.h>
#ifdef dobogusinclude
#include <spi4teensy3.h>
#endif
USB Usb;
XBOXRECV Xbox(&Usb);

#define motorPinOne 5   // PWM
#define motorPinTwo 6   // PWM
#define motor2PinOne 4
#define motor2PinTwo 7
#define BRAKE 2

int pulse = 0;
int forward = 0;
int brake_on = 0;

void setup() {
  TCCR1B = TCCR1B & 0b11111000 | 0x02;  // 调整 PWM 频率
  Serial.begin(115200);
  if (Usb.Init() == -1) {
    Serial.println(F("\r\nOSC did not start"));
    while(1);
  }
  Serial.println(F("\r\nXbox Wireless Receiver Library Started"));
  pinMode(motorPinOne, OUTPUT);
  pinMode(motorPinTwo, OUTPUT);
  pinMode(motor2PinOne, OUTPUT);
  pinMode(motor2PinTwo, OUTPUT);
  pinMode(BRAKE, OUTPUT);
  digitalWrite(BRAKE, LOW);
  motors_stop();
  center();
}

void loop() {
  Usb.Task();
  if (Xbox.XboxReceiverConnected) {
    for (uint8_t i=0; i<4; i++) {
      if (Xbox.getButtonPress(L2, i)) {
        pulse = Xbox.getButtonPress(L2, i);
        forward = 0;
        clockwise();
      }
      if (Xbox.getButtonPress(R2, i)) {
        pulse = Xbox.getButtonPress(R2, i);
        forward = 1;
        counterClockwise();
      }
      // 左摇杆控制转向
      if (abs(Xbox.getAnalogHat(LeftHatX, i)) > 7500) {
        if (Xbox.getAnalogHat(LeftHatX, i) > 26000) turn_right();
        else if (Xbox.getAnalogHat(LeftHatX, i) < -26000) turn_left();
        else center();
      }
      // 按键功能
      if (Xbox.getButtonClick(B, i)) {
        digitalWrite(BRAKE, HIGH);
        brake_on = 1;
        pulse = 100;
        if (forward) clockwise(); else counterClockwise();
      }
      if (Xbox.getButtonClick(Y, i)) motors_stop();
    }
  }
  delay(1);
}

// 电机控制函数：clockwise / counterClockwise / turn_left / turn_right / motors_stop / center
// 详见原文完整代码

库安装

在 Arduino IDE 中安装 USB_Host_Shield_2.0 库（GitHub: felis/USB_Host_Shield_2.0），包含 Xbox 接收器支持。

测试与调试

1. 上传代码，打开串口监视器（115200）。
2. 开启手柄，观察“Xbox Wireless Receiver Library Started”。
3. 操作扳机与摇杆，确认电机响应方向、速度正确。
4. 若电机抖动或不转，检查供电是否足够、PWM 引脚是否正确、L293D 接线是否可靠。

扩展建议

• 加装超声波/红外避障模块，实现半自主避障。
• 改用 ESP32 + 蓝牙手柄，省去 USB Host Shield。
• 设计 PCB 替代面包板，提升可靠性。