Arduino + Android 蓝牙控制 Roomba Create 2 扫地机器人完整指南

项目背景

iRobot Create 2 是基于 Roomba 600 系列的开发平台，约 $200，提供完整的 Open Interface (OI) 串口协议。本教程展示如何用 Arduino UNO + HC-06 蓝牙模块，配合自制 Android App (MIT App Inventor 2) 实现手机无线遥控 Create 2 的移动、LED、蜂鸣器、七段数码管显示。

硬件清单

• iRobot Create 2 ×1
• Arduino UNO R3 ×1
• HC-06 蓝牙模块 ×1
• 轻触按键 ×1 (用于启动/复位)
• Mini-DIN 7Pin 公头 (或剪裁旧键盘线) ×1
• 杜邦线、面包板/万能板若干

Create 2 串口接口定义 (Mini-DIN 7Pin)

波特率设置 (关键步骤)

Create 2 默认 115200bps，Arduino SoftwareSerial 最高可靠 38400bps，必须降至 19200bps：

1. 关机状态下长按 Clean 键 10 秒，听到下降音调后松开，Create 进入 19200bps 模式（掉电失效）。
2. 或上电后 2 秒内对 BRC (Pin5) 发送 3 个 50-500ms 低脉冲（代码中 wakeUp() 函数实现）。

Arduino 核心固件结构

关键库与定义

#include 
SoftwareSerial Roomba(10, 11); // RX, TX
const uint8_t BRC_PIN = 12;
const uint8_t BTN_PIN = 2;     // 启动按键

唤醒与进入 Safe Mode

void wakeUp() {
  digitalWrite(BRC_PIN, HIGH); delay(100);
  digitalWrite(BRC_PIN, LOW);  delay(500);
  digitalWrite(BRC_PIN, HIGH); delay(2000);
}
void startSafe() {
  Roomba.write(128); // START
  Roomba.write(131); // SAFE MODE
  delay(1000);
}

运动控制封装

// 直接驱动左右轮速度 (-500~500 mm/s)
void driveWheels(int right, int left) {
  right = constrain(right, -500, 500);
  left  = constrain(left, -500, 500);
  Roomba.write(145); // Drive Direct
  Roomba.write(highByte(right)); Roomba.write(lowByte(right));
  Roomba.write(highByte(left));  Roomba.write(lowByte(left));
}
// 简易封装
void forward(int v)  { driveWheels(v, v); }
void backward(int v) { driveWheels(-v, -v); }
void turnLeft(int v)  { driveWheels(v, -v); }
void turnRight(int v) { driveWheels(-v, v); }
void stopMotors() { driveWheels(0, 0); }

LED 与数码管控制

// 5 LED: Clean(双色), Spot, Dock, Warning, Debris
void setPowerLED(uint8_t color, uint8_t intensity) { // color: 0=Green, 128=Orange, 255=Red
  Roomba.write(139);
  Roomba.write(0); // LED bitmask 稍后统一发送
  Roomba.write(color);
  Roomba.write(intensity);
}
void setDigitLEDs(uint8_t d1, uint8_t d2, uint8_t d3, uint8_t d4) {
  Roomba.write(163); // Raw numeric
  Roomba.write(d1); Roomba.write(d2); Roomba.write(d3); Roomba.write(d4);
}
void writeLEDs(char a, char b, char c, char d) { // ASCII 近似
  Roomba.write(164);
  Roomba.write(a); Roomba.write(b); Roomba.write(c); Roomba.write(d);
}

Android App (MJRoBot BT Remote Control)

• Google Play 搜索安装，或从 MIT App Inventor Gallery 导入源码二次开发。
• 界面：8 方向摇杆 + 速度 +/- + 模式切换 + 文本日志窗口。
• 发送字符协议：

Arduino 主循环处理蓝牙指令

#include 
SoftwareSerial BT(8, 9); // HC-06 TX→D8, RX→D9
char cmd; uint8_t speed = 200; char state = 'f';

void loop() {
  if (BT.available()) {
    cmd = BT.read(); BT.flush();
    handleCmd(cmd);
  }
}

void handleCmd(char c) {
  switch (c) {
    case 'm': startSafe(); BT.println("Safe mode"); playSound(3); break;
    case 'f': stopMotors(); writeLEDs('s','t','o','p'); state='f'; break;
    case 'w': forward(speed); writeLEDs(' ','g','o',' '); state='w'; break;
    case 's': backward(speed); writeLEDs('b','a','c','k'); state='s'; break;
    case 'a': turnLeft(speed); writeLEDs('l','e','f','t'); break;
    case 'd': turnRight(speed); writeLEDs('r','i','g','h'); break;
    case '+': if(state=='w') speed=min(speed+10,500); break;
    case '-': if(state=='w') speed=max(speed-10,50); break;
  }
}

HC-06 配置

1. 上电进入 AT 模式 (LED 快闪)，串口发送 AT+BAUD5 设为 19200bps (代码 5 对应 19200)。
2. 可选：AT+NAME 修改设备名，AT+PIN 修改配对码。

进阶扩展方向

• 传感器读取：OI 提供碰撞、悬崖、轮编码器、电池电压等 50+ 传感器包，可扩展 Arduino 代码周期请求并上传手机绘图。
• 自主导航：结合超声波/激光雷达 + SLAM 算法 (如 ROS + create_autonomy 驱动)，实现自主建图避障。
• 树莓派替代 Arduino：运行 ROS2、OpenCV 视觉识别、语音控制，通过 USB 直连 Create 2 (115200bps 硬件串口)。
• 云端监控：ESP32 替代 HC-06，MQTT 上报状态至 Home Assistant，实现远程监控与指令下发。

资源链接

• GitHub 完整代码与文档：Mjrovai/Roomba_BT_Ctrl
• Create 2 OI 规范手册：官方 PDF
• Dom Amato Create2 库：GitHub (本项目部分函数参考此库)