Montando um carrinho controlado remotamente via bluetooth usando Material ATTO

Para a montagem do carrinho, é necessário que o Scratch esteja comunicando-se com o Arduíno, primeiramente utilizando-se do cabo USB e, por último, via bluetooth. Os passos para montagem da carcaça são importantes porque perde-se muito tempo até encontrar as peças ideais para a construção da estrutura do carrinho que suporte os componentes necessários e tenha uma boa locomoção após terminado. Caso você já conheça o material ATTO e queira montar do seu jeito, fique à vontade para criar.

Passo 1: Inicialmente precisamos escolher as peças que serão utilizadas para a montagem do chassis do carrinho. Todas utilizadas são do material ATTO. Para isso, você vai precisar utilizar os componentes da imagem abaixo:

Carcaça

Passo 2: Agora você precisa colocar duas placas retangulares lado a lado e juntá-las com a barra fixadora e 4 parafusos, utilizando uma porca em cada parafuso para uma correta fixação. Em seguida, pegue a terceira placa e una com as duas que você acabou juntar,como representado na imagem. Utilize as chaves de boca para apertar os parafusos.

Carcaça2 Carcaça3

Passo3: Feito isso, agora vamos construir o suporte para que as duas rodas traseiras fiquem firmes ao chassis. Você vai precisar construir dois suportes: um para a roda traseira esquerda e outro para a direita. Utilize as peças na imagem e siga os passos mostrados nas imagens abaixo:
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Passo 4: Agora precisamos unir o suporte das rodas traseiras ao chassis:

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Passo 5: Neste ponto, precisamos montar a estrutura responsável pela tração e direção do carrinho. Isso será feito com um motor e um servo motor, respectivamente. As peças utilizadas estão detalhadas nas imagens abaixo. Para uma melhor fixação do motor(Parte inferior) foram inseridos dois pinos e estes amarrados com borrachinhas.

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Passo 6: Agora vamos juntar a parte montada no passo anterior ao chassis do carrinho. Utilize um parafuso maior ao fazê-lo, para que a estrutura fique bem fixa e não tenha folgas.

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Terminada a montagem do carrinho, agora precisamos fazer funcionar a tração e a direção. Para isto, precisamos montar o circuito corretamente. Faremos as duas partes separadamente, para um melhor entendimento e também para minimizar erros. Começaremos com a parte da direção, utilizando um servo motor e, em seguida a tração. Nessas duas partes, a alimentação dos componentes será feita via USB e, por último, por baterias, porque faremos a comunicação do Scratch com o carrinho via bluetooth.

Vamos então à montagem do primeiro circuito, que é o que irá controlar o servo motor responsável pela direção do carrinho. Você pode, a cada circuito novo que iremos apresentar, desfazer o anterior. Isto é mais seguro, pois minimiza a complexidade de cada um, diminuindo as chances de erro nas conexões dos fios. Ou pode ir inserindo os novos e deixando os anteriores,  o que poderá fazer com que hajam mais erros. O mesmo ocorre com os blocos de  código montados. No final deste tutorial, será mostrado o circuito completo e o código completo.

Passo 1: Para a montagem do circuito, você precisa identificar as cores dos fios do servo e conectá-los ao Arduíno:

  • Cor marrom ou preta: Conectar no GND do Arduíno;
  • Cor vermelha: Conectar na energia(5V) do Arduíno;
  • Cor laranja ou amarela: Conectar ao pino 12 do Arduíno.

Circuito_servo

Passo 2:  Para este passo, é necessário que você tenha o Scratch instalado em seu computador e a comunicação entre ele e o Arduíno esteja funcionando sem erros usando Bluetooth.

Para entender como montar a eletrônica e conectar o Bluetooth, veja nossos tutoriais:

Passo 3: Monte os blocos de código contidos na imagem abaixo no Scratch:

Scratch_direcao

Passo 4: Teste o funcionamento do programa clicando na bandeirinha verde, que inicia o programa. Caso o código não funcione, verifique no terminal se o servidor s2a_fm está rodando corretamente, ou se não foi feita alguma conexão errada ou haja algum fio solto. Faça o ajuste correto do ângulo inicial do servo. As teclas que farão o servo movimentar-se serão as seguintes:

  • Seta para direita: vira à direita;
  • Seta para esquerda: vira à esquerda;
  • Espaço: fica reto.

Terminada a parte da direção, agora iremos montar o circuito responsável pela tração do carrinho.

Passo 1: Faça o circuito da imagem abaixo. Preste atenção à ponte H no circuito, utilizada porque o motor necessita de muita corrente elétrica e, se conectado diretamente ao Arduíno, poderá queimá-lo. O circuito com a ponte H funciona como uma torneira, controlando o fluxo de energia entre a bateria e o motor.

Como a bateria de 9V a ser utilizada mais tarde é fraca e perderia sua carga muito rápido se usada para alimentar todos os componentes do circuito, então você deverá utilizar outra fonte de energia. Aqui utilizamos pilhas AA, mais baratas que baterias de 9V, colocadas separadas do circuito que alimenta o Arduino.

OBS: O GND da ponte H deve ser ligado ao GND do Arduino, para que haja um caminho de retorno para os sinais enviados pelo Arduino à ponte H. Se não existir essa conexão, não haverá um circuito por onde os sinais enviados pelo Arduino à Ponte H possam fluir e seu programa não vai conseguir controlá-la.

Circuito_motor

Passo 2: Insira o código abaixo no editor do Scratch para testar o correto funcionamento do circuito. Caso os comandos fiquem invertidos(seta para cima e o carrinho anda de ré e vice versa), mude os valores digitais 0 e 1, ou seja, ao invés de 1 e 0, coloque 0 e 1 e vice versa.

Scratch_carrinho_tracao

Passo 3: Teste o funcionamento clicando na bandeirinha verde. Caso não funcione, verifique se o servidor s2a_fm está rodando corretamente. Se estiver, verifique as conexões dos fios no circuito ou se não há algum fio solto.

  • Seta para cima: carrinho anda para frente;
  • Seta para baixo: carrinho anda para trás;

Caso ache que já tenha entendimento suficiente, você pode modificar o código para outras tarefas, como frear o carrinho, ou modificar as teclas que achar melhor para a utilização do teclado.

Por fim, iremos instalar o módulo bluetooth no Arduino e iniciar a comunicação do Scratch instalado no seu PC com o Arduino via bluetooth, e não mais via USB como fizemos até agora. O passo a passo para instalação do módulo bluetooth pode ser encontrado em http://www.computacaonaescola.ufsc.br/?page_id=604 .

Passo 1: Desconecte o cabo USB do Arduino.

Passo 2: Monte o circuito abaixo:

Circuito_bluetooth

As conexões entre a placa bluetooth e o Arduino são as seguintes:

  • Saída TXD do módulo bluetooth -> Entrada RX do Arduino(Pino 0);
  • Entrada RXD do módulo bluetooth -> Saída TX do Arduino(Pino 1);
  • VCC do módulo bluetooth -> pino 3v3(3,3V) do Arduino;
  • GND do módulo bluetooth -> pino GND do Arduino.

Passo 3: Monte os blocos de código no editor Scratch para testar o funcionamento do bluetooth. O código abaixo não será utilizado no carrinho, mas somente para testes.

blink_scratch

Passo 4: Teste o funcionamento do circuito do módulo bluetooth. Verifique se o led do pino 13 do Arduino está piscando. Se estiver, a comunicação via bluetooth está funcionando perfeitamente. Caso contrário, verifique se os fios estão conectados como na imagem ou se o servidor s2a_fm está rodando corretamente.

Por fim, com tudo funcionando(tração, direção e comunicação via bluetooth), agora precisamos unir os circuitos e códigos que fizemos até aqui, para que todas as funções sejam executadas e o carrinho ande para frente, para trás e para os lados.

Se você foi desmontando os circuitos a cada passo apresentado neste tutorial, então deverá montá-los novamente, agora todos juntos, como na imagem abaixo. Caso você não tenha desmontado, seu circuito está pronto!

Circuito_carrinho_completo_bb

O código Scratch será o que está apresentado na imagem abaixo. Como foi escrito anteriormente, se você quiser, poderá modificá-lo e inserir novas funções para o carrinho executar.

Scratch_codigo_completo

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