Gesteuerter Roboter selbst bauen: Arduino, MPU-6050 & Bluetooth

Komponenten & Materialien

• 1 × Arduino UNO (Fahrzeug-Einheit)
• 1 × Arduino Nano (Fernbedienung / Transmitter)
• 2 × HC-05 Bluetooth Modul (eines als Master, eines als Slave)
• 1 × MPU-6050 (3-Achsen Gyroskop + Beschleunigungssensor)
• 2 × DC-Motor 12 V + Räder
• 1 × L293D Dual H-Bridge Motortreiber
• 2 × 9-V-Blockbatterie (je Einheit eine)
• 1 × Gummireifen-Set
• Steckbrett, Jumper-Kabel, Lötzubehör, Schraubendreher, Klebeband
• Optional: PCB (Bestelllink im Projekt zu PCBWay)

Software & Bibliotheken

• Arduino IDE
• Bibliotheken: I2Cdev, MPU6050_6Axis_MotionApps20, Wire, SoftwareSerial
• Download: gesture_control_robot.rar (enthält Bibliotheken & Quellcode)

Projektbeschreibung

Ein Roboter-Auto wird durch Handbewegungen gesteuert. Der MPU-6050 an der Fernbedienung (Nano) erfasst Neigung (Pitch/Roll) und sendet die Befehle per Bluetooth an das Fahrzeug (UNO mit L293D). Zwei HC-05 Module werden so konfiguriert, dass sie sich automatisch verbinden (Master ↔ Slave).

Bluetooth-Konfiguration (AT-Befehle)

Beide Module zunächst in AT-Modus versetzen (Taster gedrückt halten beim Einschalten → langsames Blinken). Baudrate 38400, Both NL & CR.

Slave (Fahrzeug-Empfänger)

AT+ORGL        // Werkseinstellungen
AT+RMAAD       // Alte Pairings löschen
AT+UART=38400,0,0
AT+ROLE=0      // Slave
AT+ADDR?       // Adresse notieren (z. B. 98d3:31:fc5a7b)

Master (Fernbedienung-Sender)

AT+ORGL
AT+RMAAD
AT+UART=38400,0,0
AT+ROLE=1      // Master
AT+CMODE=0     // Nur ein Gerät verbinden
AT+BIND="98d3,31,fc5a7b"  // Adresse des Slaves (Doppelpunkte durch Kommas ersetzen!)

Nach Neustart verbinden sich beide automatisch (schnelles Blinken = verbunden).

Verkabelung

Fahrzeug (UNO):

• L293D: IN1=8, IN2=9, IN3=10, IN4=11
• HC-05: RX→Pin 10, TX→Pin 11 (SoftwareSerial), VCC→5V, GND→GND
• Motoren an OUT1/2 & OUT3/4, 9 V Batterie an L293D VS & Arduino Vin

Fernbedienung (Nano):

• MPU-6050: SDA→A4, SCL→A5, VCC→3,3V, GND→GND, INT→D2
• HC-05: RX→Pin 10, TX→Pin 11 (SoftwareSerial), VCC→5V, GND→GND
• Taster an Pin 8 (Umschaltung Aktiv/Standby)
• 9 V Batterie an Vin

Code: Fahrzeug-Einheit (UNO)

// Gesture_controled_Robot__car_unit_
int lm1=8, lm2=9, rm1=10, rm2=11;
char d=0;

void setup() {
  pinMode(lm1,OUTPUT); pinMode(lm2,OUTPUT);
  pinMode(rm1,OUTPUT); pinMode(rm2,OUTPUT);
  Serial.begin(38400);
  sTOP();
}

void loop() {
  if(Serial.available()>0) {
    d=Serial.read();
    if(d=='F') ForWard();
    else if(d=='B') BackWard();
    else if(d=='L') Left();
    else if(d=='R') Right();
    else if(d=='S') sTOP();
  }
}

void ForWard()  { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void BackWard() { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void Left()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,HIGH); digitalWrite(rm1,HIGH); digitalWrite(rm2,LOW); }
void Right()    { digitalWrite(lm1,HIGH); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,HIGH); }
void sTOP()     { digitalWrite(lm1,LOW); digitalWrite(lm2,LOW); digitalWrite(rm1,LOW); digitalWrite(rm2,LOW); }

Code: Fernbedienung (Nano) – Auszug

// Hauptloop: DMP-Daten lesen, Yaw/Pitch/Roll berechnen
if((ypr[1]*180/M_PI) <= -25) BTSerial.write('F');   // Vorwärts
else if((ypr[1]*180/M_PI) >= 25) BTSerial.write('B'); // Rückwärts
else if((ypr[2]*180/M_PI) <= -25) BTSerial.write('L'); // Links
else if((ypr[2]*180/M_PI) >= 20) BTSerial.write('R');  // Rechts
else BTSerial.write('S'); // Stopp

Der komplette Code nutzt die DMP (Digital Motion Processor) des MPU-6050 für stabile Orientierungsdaten. Gyro-Offsets müssen kalibriert werden (setXGyroOffset etc.).

Aufbau & Test

1. Beide Arduinos per USB programmieren (Bluetooth-Module dabei abgesteckt lassen!).
2. Slave-Modul auf Fahrzeug, Master-Modul auf Fernbedienung stecken.
3. Batterien anschließen, einschalten.
4. Fernbedienung: Taster drücken → Aktivierung (x toggelt). Hand neigen → Roboter fährt.

Tipps & Tricks

• MPU-6050 Offset-Kalibrierung verbessert Genauigkeit enorm.
• Bluetooth-Reichweite: ca. 10 m im Freien.
• Für stabilere Stromversorgung: LiPo-Akkus statt 9-V-Blöcke.
• PCB-Design (Link im Projekt) macht Aufbau sauberer und robuster.