用 HC-05 蓝牙、NRF24L01、HC-12 无线控制 Arduino 机器人小车

概述

本教程将学习如何无线控制上期制作的 Arduino 机器人小车。展示三种无线控制方法：HC-05 蓝牙模块、NRF24L01 收发模块、HC-12 长距离无线模块，以及用智能手机和自制 Android App 控制。可观看视频或阅读图文教程。

各模块连接使用教程已有，文中提供链接。

HC-05 蓝牙模块控制 Arduino 机器人小车

需两个 HC-05，用 AT 命令配置主从：摇杆端为主，小车端为从。

用 HC-05 蓝牙、NRF24L01、HC-12 无线控制 Arduino 机器人小车

所需组件：

HC-05 蓝牙模块
摇杆模块
18650 电池
18650 充电板
L298N 驱动
12V 高扭矩直流电机
Arduino 开发板

源代码

基于上期直接摇杆控制代码修改。

HC-05 主设备代码（摇杆端）

/* Arduino 机器人小车无线控制 HC-05 == 主设备 - 摇杆 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
int xAxis, yAxis;
void setup() { Serial.begin(38400); }
void loop() {
  xAxis = analogRead(A0);
  yAxis = analogRead(A1);
  Serial.write(xAxis/4); // 0-1023 -> 0-255 (1字节)
  Serial.write(yAxis/4);
  delay(20);
}

主设备读取摇杆 X/Y，除 4 压缩为 0-255 单字节，串口发送给从机。

HC-05 从设备代码片段（小车端）

// 从 Arduino 机器人小车代码
while (Serial.available() >= 2) {
  x = Serial.read(); delay(10);
  y = Serial.read();
}
xAxis = x*4; // 还原 0-1023
yAxis = y*4;

从机收到 2 字节后读取，乘 4 还原为 0-1023 供电机控制代码使用。上传代码时需断开 RX/TX。

完整 HC-05 从设备代码

/* Arduino 机器人小车无线控制 HC-05 == 从设备 - Arduino 机器人小车 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
#define enA 9 #define in1 4 #define in2 5
#define enB 10 #define in3 6 #define in4 7
int xAxis, yAxis; unsigned int x=0, y=0;
int motorSpeedA=0, motorSpeedB=0;
void setup() {
  pinMode(enA,OUTPUT); pinMode(enB,OUTPUT);
  pinMode(in1,OUTPUT); pinMode(in2,OUTPUT);
  pinMode(in3,OUTPUT); pinMode(in4,OUTPUT);
  Serial.begin(38400);
}
void loop() {
  x = 510/4; y = 510/4; // 默认中位
  while (Serial.available() >= 2) { x=Serial.read(); delay(10); y=Serial.read(); }
  delay(10);
  xAxis = x*4; yAxis = y*4;
  // Y 轴前进后退
  if (yAxis < 470) { digitalWrite(in1,HIGH); digitalWrite(in2,LOW); digitalWrite(in3,HIGH); digitalWrite(in4,LOW); motorSpeedA=map(yAxis,470,0,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,470,0,0,255); }
  else if (yAxis > 550) { digitalWrite(in1,LOW); digitalWrite(in2,HIGH); digitalWrite(in3,LOW); digitalWrite(in4,HIGH); motorSpeedA=map(yAxis,550,1023,0,255); motorSpeedB=map(yAxis,550,1023,0,255); }
  else { motorSpeedA=0; motorSpeedB=0; }
  // X 轴左右转向
  if (xAxis < 470) { int xMapped=map(xAxis,470,0,0,255); motorSpeedA-=xMapped; motorSpeedB+=xMapped; if(motorSpeedA<0)motorSpeedA=0; if(motorSpeedB>255)motorSpeedB=255; }
  if (xAxis > 550) { int xMapped=map(xAxis,550,1023,0,255); motorSpeedA+=xMapped; motorSpeedB-=xMapped; if(motorSpeedA>255)motorSpeedA=255; if(motorSpeedB<0)motorSpeedB=0; }
  // 低速防抖
  if (motorSpeedA<70) motorSpeedA=0; if (motorSpeedB<70) motorSpeedB=0;
  analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);
}

智能手机 + 自制 Android App 控制

小车电路同 HC-05 从机模式。用 MIT App Inventor 制作 App 模拟摇杆（两个 ImageSprite）。

App 逻辑：拖动摇杆球移动到手指位置，同时发送 X/Y 蓝牙数据。Arduino 用 Serial.read 同方式接收。App 返回的 X/Y 范围 60-220，用 map() 转 0-1023。

while (Serial.available() >= 2) { x=Serial.read(); delay(10); y=Serial.read(); }
if (x>60 & x<220) xAxis=map(x,220,60,1023,0);
if (y>60 & y<220) yAxis=map(y,220,60,0,1023);

松手时球回中并发送停止值。App 及素材可下载：

Arduino_Robot_Car_Joystick_App.apk

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Arduino_Robot_Car_Joystick_App_aia_file

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Joystick App Images

1 file(s) 44.36 KB Download

完整 Arduino 代码（App 版）

/* Arduino 机器人小车无线控制 HC-05 + 自制 Android App == 从设备 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
#define enA 9 #define in1 4 #define in2 5
#define enB 10 #define in3 6 #define in4 7
int xAxis, yAxis; int x=0, y=0;
int motorSpeedA=0, motorSpeedB=0;
void setup() {
  pinMode(enA,OUTPUT); pinMode(enB,OUTPUT);
  pinMode(in1,OUTPUT); pinMode(in2,OUTPUT);
  pinMode(in3,OUTPUT); pinMode(in4,OUTPUT);
  Serial.begin(38400);
}
void loop() {
  xAxis=510; yAxis=510;
  while (Serial.available() >= 2) { x=Serial.read(); delay(10); y=Serial.read(); }
  delay(10);
  if (x>60 & x<220) xAxis=map(x,220,60,1023,0);
  if (y>60 & y<220) yAxis=map(y,220,60,0,1023);
  // 电机控制逻辑同上...
  analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);
}

NRF24L01 收发模块控制

电路图：NRF24L01 用 SPI，故 L298N 的 ENA/ENB 改接引脚 2/3。需安装 RF24 库。

发射端代码（摇杆）

/* Arduino 机器人小车无线控制 NRF24L01 == 发射端 - 摇杆 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/ */
#include <SPI.h> #include <nRF24L01.h> #include <RF24.h>
RF24 radio(8,9); const byte address[6]="00001";
char xyData[32]=""; String xAxis, yAxis;
void setup() { Serial.begin(9600); radio.begin(); radio.openWritingPipe(address); radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); radio.stopListening(); }
void loop() {
  xAxis=analogRead(A0); yAxis=analogRead(A1);
  xAxis.toCharArray(xyData,5); radio.write(&xyData,sizeof(xyData));
  yAxis.toCharArray(xyData,5); radio.write(&xyData,sizeof(xyData));
  delay(20);
}

模拟值转字符串再 toCharArray 入字符数组，radio.write 发送。

接收端代码片段（小车）

if (radio.available()) {
  radio.read(&receivedData,sizeof(receivedData));
  xAxis=atoi(&receivedData[0]); delay(10);
  radio.read(&receivedData,sizeof(receivedData));
  yAxis=atoi(&receivedData[0]); delay(10);
}

radio.read 读入字符数组，atoi() 转整数供电机控制用。

完整接收端代码

/* Arduino 机器人小车无线控制 NRF24L01 == 接收端 - Arduino 机器人小车 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com
Library: TMRh20/RF24, https://github.com/tmrh20/RF24/ */
#include <SPI.h> #include <nRF24L01.h> #include <RF24.h>
#define enA 2 #define in1 4 #define in2 5
#define enB 3 #define in3 6 #define in4 7
RF24 radio(8,9); const byte address[6]="00001";
char receivedData[32]=""; int xAxis, yAxis;
int motorSpeedA=0, motorSpeedB=0;
void setup() {
  pinMode(enA,OUTPUT); pinMode(enB,OUTPUT);
  pinMode(in1,OUTPUT); pinMode(in2,OUTPUT);
  pinMode(in3,OUTPUT); pinMode(in4,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
  radio.begin(); radio.openReadingPipe(0,address); radio.setPALevel(RF24_PA_MIN); radio.startListening();
}
void loop() {
  if (radio.available()) {
    radio.read(&receivedData,sizeof(receivedData));
    xAxis=atoi(&receivedData[0]); delay(10);
    radio.read(&receivedData,sizeof(receivedData));
    yAxis=atoi(&receivedData[0]); delay(10);
  }
  // 电机控制逻辑同上...
  analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);
}

HC-12 长距离收发模块控制

HC-12 通讯距离达 1.8km，串口通信方式与 HC-05 类似。

发射端代码（同 HC-05 主机）

/* Arduino 机器人小车无线控制 HC-12 == 发射端 - 摇杆 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
int xAxis, yAxis;
void setup() { Serial.begin(9600); }
void loop() {
  xAxis=analogRead(A0); yAxis=analogRead(A1);
  Serial.write(xAxis/4); Serial.write(yAxis/4); delay(20);
}

接收端代码（同 HC-05 从机，波特率 9600）

/* Arduino 机器人小车无线控制 HC-12 == 接收端 - Arduino 机器人小车 == by Dejan Nedelkovski, www.HowToMechatronics.com */
#define enA 9 #define in1 4 #define in2 5
#define enB 10 #define in3 6 #define in4 7
int xAxis, yAxis; int x=0, y=0;
int motorSpeedA=0, motorSpeedB=0;
void setup() {
  pinMode(enA,OUTPUT); pinMode(enB,OUTPUT);
  pinMode(in1,OUTPUT); pinMode(in2,OUTPUT);
  pinMode(in3,OUTPUT); pinMode(in4,OUTPUT);
  Serial.begin(9600);
}
void loop() {
  xAxis=510; yAxis=510;
  while (Serial.available()==0) {}
  x=Serial.read(); delay(10); y=Serial.read(); delay(10);
  xAxis=x*4; yAxis=y*4;
  // 电机控制逻辑同上...
  analogWrite(enA,motorSpeedA); analogWrite(enB,motorSpeedB);
}

以上就是本教程全部内容。欢迎在评论区提问。

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