Bouw een Android-bestuurd extern voertuig met Raspberry Pi Motor Shield

Onderdelen en benodigdheden

Apps en online services

• Microsoft Windows 10 IoT Core
• Arduino IDE
• Microsoft Visual Studio 2015

Over dit project

Aan het einde van het project besturen we een gelandsvoertuig dat gestuurd wordt door de versnellingsmeter van een Android-apparaat.

Het project bevat: Motor Shield, Raspberry Pi, Arduino en DC-motoren.

STAP 1: I2C-bus tussen Raspberry Pi en Arduino

Allereerst maken we een I2C-bus tussen de Raspberry Pi en de Arduino. Waarom I2C? Zie hier.

De benodigde code (bevat zowel I2C als motor shield-logica) is hieronder getoond.

#include <Wire.h>
#define MyAddress 0x40
#include <AFMotor.h>
AF_DCMotor motorhiz(3);
AF_DCMotor motoryon(4);
byte DataToBeSend[1];
byte ReceivedData;
int counter = 0;

void setup() {
  Serial.begin(9600);
  Wire.begin(MyAddress);
  Wire.onReceive(I2CReceived);
  Wire.onRequest(I2CRequest);
  motorhiz.setSpeed(254);
  motorhiz.run(RELEASE);
  motoryon.setSpeed(254);
  motoryon.run(RELEASE);
}

void loop() {
  // DataToBeSend[0] = (DataToBeSend[0] >= 99) ? 0 : DataToBeSend[0] + 1;
}

void I2CReceived(int NumberOfBytes) {
  ReceivedData = Wire.read();
  int ReceivedDataInt = (int)ReceivedData;
  String ReceivedDataStr = String(ReceivedData);
  Serial.println(ReceivedDataInt);

  if(ReceivedDataInt >= 100) { // X-data
    Serial.println("DataX: " + ReceivedDataStr);
    if(ReceivedDataInt > 145 && ReceivedDataInt < 154) {
      Serial.println("RELEASE");
      motorhiz.run(RELEASE);
    } else if(ReceivedDataInt >= 100 && ReceivedDataInt < 104) {
      Serial.println("RELEASE");
      motorhiz.run(RELEASE);
    } else if(ReceivedDataInt >= 155) {
      ReceivedDataInt = ReceivedDataInt - 155;
      int motorSpeed = (ReceivedDataInt * 10) + 50;
      if(motorSpeed > 254) motorSpeed = 254;
      motorhiz.setSpeed(motorSpeed);
      motorhiz.run(BACKWARD);
      Serial.println("MotorHiz: " + String(motorSpeed));
    } else if(ReceivedDataInt >= 105) {
      ReceivedDataInt = ReceivedDataInt - 105;
      int motorSpeed = (ReceivedDataInt * 10) + 50;
      if(motorSpeed > 254) motorSpeed = 254;
      motorhiz.setSpeed(motorSpeed);
      motorhiz.run(FORWARD);
      Serial.println("MotorHiz: " + String(motorSpeed));
    }
  } else { // Y-data
    Serial.println("DataY: " + ReceivedDataStr);
    if(ReceivedDataInt > 45 && ReceivedDataInt < 54) {
      Serial.println("RELEASE");
      motoryon.run(RELEASE);
    } else if(ReceivedDataInt >= 0 && ReceivedDataInt < 4) {
      Serial.println("RELEASE");
      motoryon.run(RELEASE);
    } else if(ReceivedDataInt >= 55) {
      ReceivedDataInt = ReceivedDataInt - 55;
      int motorSpeed = (ReceivedDataInt * 12) + 50;
      if(motorSpeed > 254) motorSpeed = 254;
      motoryon.setSpeed(motorSpeed);
      motoryon.run(BACKWARD);
      Serial.println("MotorHiz: " + String(motorSpeed));
    } else if(ReceivedDataInt >= 5) {
      ReceivedDataInt = ReceivedDataInt - 5;
      int motorSpeed = (ReceivedDataInt * 12) + 50;
      if(motorSpeed > 254) motorSpeed = 254;
      motoryon.setSpeed(motorSpeed);
      motoryon.run(FORWARD);
      Serial.println("MotorHiz: " + String(motorSpeed));
    }
  }
}

void I2CRequest() {
  // Wire.write(DataToBeSend, 1);
}

I2C-pinschema voor communicatie tussen Arduino en Raspberry Pi (zie afbeelding). Geen externe voeding voor Arduino nodig – Arduino krijgt stroom van de Vout-pin van de Raspberry Pi.

STAP 2: Raspberry Pi-code (webserver)

De benodigde code voor de Raspberry Pi (werkend als webserver) die data naar de Arduino stuurt via I2C, staat aan het einde van de pagina (Code-sectie).

STAP 3: Android-applicatie (Visual Studio Cordova)

We ontwikkelden een Visual Studio Cordova Android-applicatie die de versnellingsmeterdata naar de webserver stuurt via AJAX-verzoeken. Code staat aan het einde (Code-sectie).

Kort samengevat

1. Android-applicatie stuurt sensordata (versnellingsmeter) naar webserver op Raspberry Pi.
2. Webserver stuurt data naar Arduino via I2C.
3. Arduino verwerkt data en stuurt motoren aan via Motor Shield.