资源介绍
C-05 蓝牙模块的移动控制（英文版电子书）
该原型旨在解决儿童玩具遥控器易损坏且更换成本高的问题。通过允许用移动设备进行控制，儿童和家长都能从中受益。原型包括 Arduino Uno 板、H 桥电机、HC-05 蓝牙模块和四个直流电机。
背景
相关研究：帕胡贾和库马尔（2014）讨论了智能生活和教育机器人，强调了低成本项目的实用性。还提到了 HC-06 和 HC-05 蓝牙模块的区别，HC-05 具有可切换的主从模式。此外，卡米莉亚等人（2014）提出了一种使用蓝牙通信和微控制器的门自动化系统。这些相关研究为该原型的开发提供了动力。
设计过程
设计过程分为三个阶段：
第一阶段：研究类似项目并选择材料。原本计划使用 cardboard（硬纸板），但最终选择了 hardboard（硬质纤维板），因为它更耐用且轻便。在纸上绘制设计图，然后用尺子、圆规和铅笔将其转移到硬质纤维板上，使用当地 DIY 商店购买的工具如可伸缩美工刀和迷你锯进行切割和打磨。同时，还开发了两个场景来说明用户会发现 “手机控制机器人吉普车” 极具价值的情况，以及创建了故事板来可视化想法并阐明其实现方式。
第二阶段：制作原型的底盘。在纸上绘制设计图，然后用可伸缩美工刀从硬纸板上小心裁剪下来。用强力胶水将各部分组装起来以确保坚固。组装完成后，用蓝色和红色的半光漆为机器人吉普车的车身上色，晾干约 2 小时。硬纸板的设计经过精心规划，有专门的区域来容纳项目所需的所有设备，并且为了确保底盘能够支撑设备的重量，使用高强度粘合剂将多层硬纸板牢固地粘在一起。
第三阶段：轮胎是从另一辆玩具吉普车上重新利用的，并经过修改以适应电机轴。测量并切割一支钢笔至所需长度，然后将其粘在电机轴上，因为原来的轮胎比轮胎上的孔小。
方法
使用的组件
H 桥电机驱动器 L298N：是一种双桥电机控制器，用于控制直流电机的方向和速度，有 2 个直流电机的输入接口，但在该原型中使用了 4 个电机，每侧的接线方式允许在编程阶段进行转向操作。该 H 桥电机驱动器被牢固地安装并拧在底盘上。
Arduino Uno：是一款开源微控制器板，能够读取输入并将其转换为输出。它易于使用，可以通过在计算机上运行的软件 IDE 使用 Arduino 编程语言进行编程。
蓝牙模块：本项目中使用的蓝牙模块是 HC-05，需要从微控制器获得 3.3 伏电压，它与 Arduino 板相连，并与附近的蓝牙设备同步。
直流电机：直流电机有两个端子。要使电机朝一个方向旋转，应向一个端子施加直流电，而另一个端子接地（GND）。相反，要使电机朝相反方向旋转，应切换端子的极性，反转连接。这可以控制电机的旋转方向和运动。
连接方式
H 桥是用于控制直流电机运动的关键组件。它由四个开关组成，直流电机的端子可以连接到这些开关上。在该原型中，主要目标是使用 Arduino（微控制器）控制直流电机的速度和方向，因此采用了 H 桥配置。
蓝牙模块与 Arduino 的连接：蓝牙模块的 VCC 通过公对母跳线连接到 Arduino 上的 3.3 伏引脚，GND 连接到接地引脚。为了在 Arduino 和蓝牙模块之间建立通信通道，TX（发送数据）和 RX（接收数据）引脚分别连接到 Arduino 板上的 3 号和 2 号引脚。选择这些引脚是为了避免在向微控制器上传代码时发生冲突，因为通常用于通过板上的 USB 与计算机通信的 Tx-1 和 Rx-0 引脚在上传新代码时需要断开连接。Arduino 库中的 SoftwareSerial 库使蓝牙模块能够使用标准 RX 和 TX 引脚以外的数字引脚，在本案例中，草图中加入了 0 号和 1 号引脚，以促进 Arduino 和蓝牙模块之间的顺畅通信，确保通过蓝牙使用移动设备对机器人吉普车进行无缝控制。
直流电机的连接：原型中使用了四个直流电机，其端子通过红色或黑色电缆区分。电机根据相同的颜色配对，并相应地连接每组电机。对于电源，电池的正极电缆连接到 H 桥电机上的 12 伏输入，负极电缆连接到 H 桥电机上的 GND 输入。为了通过电机驱动器控制电机的方向和速度，Arduino 板上的 13、12、11 和 10 号引脚通过公对母跳线连接到电机驱动器各自的输入 Int-1、Int-2、Int-3 和 Int-4。此外，为了在 Arduino 和电机驱动器 L298N 之间建立连接，使用跳线将 Arduino 上的 5 伏引脚连接到电机驱动器上的 5 伏输入，确保为电机提供稳定高效的电源。
代码上传与测试
安装 Arduino IDE 后，使用 USB 2.0 电缆将原型连接到 PC。在 Arduino IDE 中，将板类型设置为 Arduino Uno，并在工具部分选择适当的串行端口。由于 RX 和 TX 数字引脚已分别更改为 3 和 2 以避免冲突，因此无需拔下电缆即可将代码上传到 Arduino Uno 板。然后，打开串行监视器以查看发送的数据并有效地调试草图，串行监视器是在 Arduino 程序中选择后会弹出的有用工具。
LED 灯的连接与控制
总共使用了 6 个 LED 灯，其中 2 个 LED 连接在一起形成刹车灯。每个 LED 的正极连接到 GND，负极连接到 Arduino 上的数字引脚 8。另外四个 LED 连接在一起，代表 headlights（前灯）和 fog lights（雾灯）。正极连接到 Arduino 上的 GND，负极连接到 9 号引脚。其设计思路是当 “停止” 命令激活时激活刹车灯，当任何其他命令激活时关闭刹车灯。此外，前灯和雾灯被编程为一旦电路接通电源就打开并保持点亮。
手机应用连接与使用
下载 Play 商店中的 Android 应用程序 “Arduino Car”。激活 Android 设备上的蓝牙，搜索并使用默认密码（0000 或 1234）与 HC-05 模块配对，然后使用 “Arduino Car” 应用程序进行控制。在众多 Arduino 应用程序中，选择了这款免费应用程序，因为它提供了适合机器人或遥控车的必要功能和动作。成功配对后，蓝牙模块上的灯将持续闪烁以指示连接。还可以配置和交换值以根据代码中设置的适当命令控制按钮，并测试了应用程序的各种功能，包括语音控制功能，该功能由谷歌的语音识别服务提供支持，运行流畅。
应用程序使用说明
将 HC-05 蓝牙模块与安卓手机配对。
在安卓应用中配置命令按钮。
按下前进按钮向蓝牙模块发送数据，使机器人前进（F）。
按下后退按钮向蓝牙模块发送数据，使吉普车后退（B）。
按下向左按钮向蓝牙模块发送数据，使机器人向左转（L）。
按下向右按钮向蓝牙模块发送数据，使机器人向右转（R）。
按下 X 或 Y 按钮向蓝牙模块发送数据，使机器人吉普车停止（S），同时刹车灯亮起。
讨论、结论与未来工作
讨论：在设置好设备和连接后，安卓应用程序通过蓝牙模块向 Arduino Uno 发送命令。然后 Arduino 与 H 桥电机驱动器 L298N 通信，从而实现对四个直流电机的控制。该项目展示了 Arduino 的多功能性及其执行命令的能力。
结论：机器人吉普车原型成功实现了其目标，即使用经济实惠的组件创建一款交互式的室内外玩具。预算友好的设备与简单的编程相结合，使这个项目独具特色且富有吸引力。
未来工作：为了未来的改进，可以使用 3D 打印或金属板等材料重新设计机器人吉普车，以提高其耐用性和真实感。可以加入额外的功能，如左右转向灯，以增强用户体验。此外，添加带有 FM 无线电模块和电位器的 FM 传输功能将进一步增强原型的真实感和交互能力。