Piloter un moteur par le Bluetooth du Smartphone

Ce programme B4R permet le pilotage à distance via le système Bluetooth d'un petit véhicule à deux roues motrices que nous appellerons "triporteur" soit à partir d'un Smartphone Android, soit en utilisant les boutons d'une carte «Joystick Shield».

1 - Partie technologie Arduino: Construction et équipement du véhicule

Matériel: Une carte Arduino Uno, un quart de plaque de connexions rapides, un module Bluetooth HC-05, un module L298N Shield, une fiche mâle 5,5 X 2,5 pour l'alimentation de la carte Arduino, quelques LEDs blanches pour les feux avant, 2 diodes rouges pré-câblées pour les feux arrière, un buzzer qui servira de Klaxon, 2 batteries rechargeables LI-ION de 3,7 volts et leur boîte de rangement avec couvercle, 1 petit interrupteur central, 3 résistances de 1 Kohm , 1 résistance de 220 ohms, 1 LED bleue, câbles et jumpers pour les connexions, un Smartphone Android disposant du système Bluetooth (ou une carte Joystick Shield avec un second module Bluetooth HC-05).

Pièces détachées avant le montage du «triporteur» - Notons que nous n'utilisons que la moitié de la demi-plaque de connexions, soit un quart de plaque.

(Conseil: Sciez délicatement cette plaque en deux avec une fine scie à métaux afin de ne pas endommager les connecteurs métalliques incrustés.)

Ces deux modèles se trouvent facilement dans le commerce en ligne spécialisé, le modèle de gauche est plus solide et les moteurs sont pré-câblés

Composants installés sur le châssis: de gauche à droite > Quart de "breadboard" avec module Bluetooth HC-05, module L298N, interrupteur général, carte Arduino Uno

Vue du triporteur renversé avec la boîte de rangement des batteries Li-ION placée au dessous du support

Un petit interrupteur central facilement accessible permet la mise sous tension du triporteur

Gros plan sur les connexions de la carte Arduino Uno placée à l'avant du triporteur

Ajout d'un bouton "Test de fonctionnement des moteurs" sur la mini-plaque de connexions

(L'appui sur ce bouton-poussoir déclenche le test de fonctionnement des 2 moteurs: 3 secondes en marche avant puis 3 secondes en marche arrière, même si le véhicule n'est pas connecté en Bluetooth)

Notez-bien que les cavaliers installés par défaut sur les ports ENA et ENB doivent être retirés du module L298N afin de permettre les variations de vitesse des deux moteurs.

Si vous laissez ces cavaliers en place, les moteurs tourneront systématiquement à la même vitesse et le pilotage sera réduit à marche avant et marche arrière à une vitesse constante.

Notes: Si après le montage complet et les connexions réalisées, vous constatez des dysfonctionnements du système, notamment lors des tests des moteurs, pas de panique. Si une roue ou les 2 roues recule(nt) au lieu d'avancer, inversez les connexions + et - aux sorties OUT1 (et/ou OUT2) de l'alimentation des moteurs. Si le triporteur tourne à gauche au lieu de tourner à droite et inversement, permutez simplement la connexion des câbles en provenance du module L298N (broches ENA et ENB) au niveau des bornes 9 et 10 de la carte ARDUINO UNO. Tout devrait rentrer dans l'ordre...

Il est possible d'ajouter des composants au triporteur tels que feux lumineux (LEDs bleues ou blanches à l'avant, feux rouges à l'arrière) et un klaxon sous la forme d'un buzzer, composants que l'on pourra commander à distance à partir du Smartphone (Voir plus bas les détails du poste de pilotage Bluetooth).

3 exemples d'éclairage avant, ci-dessus 3 LEDS bleues, ci-dessous 3 LEDS blanches ...

Dans ce cas, vous devez connecter les pôles positifs + des LEDs et Diodes lumineuses à la broche digitale n° 13, prévoir éventuellement une résistance de 220 Ohms pour protéger les LEDs de la surtension éventuelle. Ci-dessus, les LEDS rouges utilisées sont pré-câblées et disposent déjà d'une résistance intégrée sur le câble rouge.

En ce qui concerne le klaxon (ou buzzer), connectez-le à la borne digitale n°3 (pôle positif ou fil rouge) et le fil noir au pôle négatif (Borne - GND disponible sur la carte Arduino Uno)

2 - Application Android pour piloter le véhicule via le système Bluetooth d'un Smartphone Android

2-1 - Application Android développée par Marc DANIEL: Pilote Bluetooth pour triporteur ARDUINO

Application développée en Visual BASIC (B4A) - Version en langue française - Programme disponible ici au téléchargement plus bas

Lorsque l'écran d'accueil est affiché, la mention "Aucun dispositif connecté" apparaît par défaut. Branchez le courant sur le triporteur afin que le module Bluetooth HC-05 soit disponible à la connexion (Voyant rouge clignotant rapidement). Cliquez alors sur le bouton vert: "Connexion" du Smartphone et patientez quelques instants. Si le module n'est pas détecté, le message "Dispositif HC-05 non détecté" s'affichera, dans le cas contraire, le message "HC-05 trouvé, veuillez patienter." s'affichera puis la connexion Bluetooth sera confirmée par le message: "Module Bluetooth HC-05 connecté". Le voyant rouge du module Bluetooth du triporteur effectuera deux clignotements rapides séparés par 2 secondes au moins, la diode témoin (bleue sur notre triporteur) s'allumera pour confirmer la connexion Bluetooth, le logo Bluetooth sera affiché sur le Smartphone.

A partir de cet instant, vous pouvez utiliser les touches de pilotage Marche Avant (vers le haut), Marche Arrière (vers le bas), tourner à droite (vers la droite), tourner à gauche (vers la gauche) ou STOP au centre pour arrêter les moteurs et donc pour immobiliser le triporteur. Il est possible de passer rapidement d'une touche de pilotage à l'autre sans passer par le STOP. Les touches rouges déclenchent une vitesse supérieure en marche avant comme en marche arrière.

Pour fermer cette application, vous avez deux solutions: utiliser le bouton de sortie rose: "Fermer" ou la touche "Back" ou Retour: < de votre Smartphone ...

Ce programme B4A permet de piloter le triporteur. Utiliser d'abord la touche de connexion pour détecter le module Bluetooth HC05 du véhicule et permettre la connexion entre le Smartphone et le véhicule.

Utiliser ensuite les touches de pilotage : Boutons hauts pour avancer, boutons bas pour reculer, bouton droit pour tourner à droite et bouton gauche pour tourner à gauche. La touche "LIGHTS ON" permet d'allumer ou d'éteindre à distance les feux du triporteur (S'ils ont été installés et connectés à la broche digitale 13).

La touche bleue Klaxon permet de faire sonner ou d'arrêter le buzzer (S'il a été installé et connecté à la broche digitale 3).

Après la connexion Bluetooth, un bouton de sortie permet de quitter l'application. Il est également possible d'utiliser la touche "Back" du Smartphone pour fermer l'application.

Cette application pour appareil Android a été développée et mise en ligne par Marc DANIEL

Application développée en Visual BASIC (B4R) - Version en langue française - Programme disponible ici au téléchargement plus bas

Notez bien que cette proposition n'est utile que si l'utilisateur ne dispose pas d'un Smartphone Android compatible Bluetooth

Matériel nécessaire: Une seconde carte ARDUINO UNO, une carte Joystick Shield clipée sur la carte Arduino Uno, un second module Bluetooth HC-05 que l'on va rendre "maître" et qui transmettra les valeurs à l'autre module Bluetooth installé sur le triporteur qui est déjà programmé comme "esclave", une demi plaque de connexions, câbles et jumpers pour les connexions, 3 résistances de 1 Kohm, une résistance de 220 ohms, une LED pour visualiser la connexion Bluetooth avec le triporteur.

Nous allons utiliser essentiellement les 4 boutons A, B, C, D pour piloter à distance notre triporteur grâce à un deuxième module Bluetooth HC-05.

En plus des 4 boutons A, B, C et D utilisés pour la marche avant, le virage à droite, la marche arrière et le virage à gauche, le gros bouton G du joystick permettra désormais d'obtenir la marche avant rapide.

Dans le programme "4BoutonsShield.B4R" disponible ci-dessous en téléchargement, les 4 boutons sont reliés en interne ainsi:

Petit Bouton E > BtnE > broche D6 (Allumage ou extinction des diodes lumineuses)

Petit Bouton F > BtnF > broche D7 (Coups de klaxon)

et le gros bouton G du joystick ( nommé BTJ dans le programme) est relié à la broche D8

Boutons utilisés	Résultat attendu	Valeur de X	Valeur de Y	Vitesses
↑ A ↑	Marche avant	127	80	90
↑ G ↑ Gros bouton du joystick	Marche avant rapide	250	250	120
→ B →	Rotation à droite	180	63	90 (roue D) 55 (roue G)
↓ C ↓	Marche arrière	127	180	90
← D ←	Rotation à gauche	63	63	55 (roue D) 90 (roue G)
Aucun bouton pressé	Arrêt des moteurs	127	127	0
E	Allumage ou extinction des LEDS	249	249	0
F	Klaxon: Marche ou arrêt du buzzer	199	199	0

Schéma des connexions de la carte Joystick Shield Clipée sur une carte ARDUINO UNO

(NB - Il y a un port Bluetooth en haut et à droite de la carte Joystick Shield mais il ne permet pas de transmettre correctement les données - On se sert toutefois des broches + et - pour alimenter la demi-plaque de connexions.)

La broche RX du module Bluetooth HC-05, protégée par 3 résistances de 1 Kohms est reliée à la broche D12 de la carte Shield (et donc de la carte Arduino Uno) et la broche TX est reliée à la broche D11.

Modifications à apporter au module Bluetooth HC-05 pour qu'il devienne maître: "Master"

Démarrez ensuite l'environnement ARDUINO, cliquez sur Outils pour sélectionner la carte Arduino Uno et connectez-la à votre ordinateur

Ensuite, profitez de ce mode de connexion vous permettant d'enregistrer vos préférences d'utilisation de ce module en utilisant les commandes "AT"

AT + ROLE = 0 >>> rend le module "esclave" (C'est le cas du module installé sur le triporteur)

AT + ROLE = 1 >>> rend le module "maître" (C'est ce que nous voulons faire avec le module connecté aux 4 boutons de la carte Joystick Shield)

AT + ROLE ? >>> Vous posez une question au module qui va vous répondre par exemple: +ROLE:1 si vous avez déjà envoyé la commande précédente

AT + CMODE ? >>> Vous posez une qustion au module qui va vous répondre par exemple: +CMOD:1 si vous avez envoyé la commande précédente

AT + PSWD ? >>> Question pour demander le mot de passe (PassWord), la réponse sera certainement : +PSWD:1234

Moniteur Série de l'environnement Arduino permettant de "dialoguer" avec le module Bluetooth HC-05

Vous constaterez ensuite que les deux modules HC-05 se connectent automatiquement en quelques secondes, comme ci-dessous, chaque fois que les deux systèmes ARDUINO sont "allumés".

LED rouge allumée: le module HC-05 maître est connecté au module HC-05 esclave situé sur le triporteur (LED bleue allumée)

Les programmes TriporteurARDUINO.B4R, PilotePlus_Bluetooth.B4A et 4BoutonsShield.B4R ont été développés grâce à la plate-forme B4X