„Wi-Fi“valdomas keturių ratų robotas: 6 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Šiam projektui mes kuriame 4 ratų robotą, naudojant ESP8266, kuris bus valdomas per „Wi-Fi“tinklą. Robotas gali būti valdomas iš įprastos interneto naršyklės, naudojant HTML sukurtą sąsają arba taip pat iš „Android“mobiliosios programos. ESP8266 mikroschema yra galingas ir pigus mikrovaldiklis, kuriuo ne tik paprasta naudotis, bet ir integruotas „Wi-Fi“ryšys. Tai tiesiog tobulas lustas robotams valdyti nuotoliniu būdu iš kompiuterio ar mobiliojo įrenginio.

Norėdami įtraukti šį lustą į savo projektą, galime naudoti įvairias kūrimo plokštes, pagrįstas šiuo mikrovaldikliu.

1. „Adafruit Feather Huzzah“- jį gamina „Adafruit“, jame yra lengvai prieinamos instrukcijos ir palaikymas. Pačioje plokštėje yra li-po akumuliatoriaus įkroviklis, todėl jis tikrai pravers nešiojamuose projektuose.

2. „NodeMCU ESP8266“- lenta yra atviro kodo ir turi puikius dokumentus, todėl bus labai lengva pradėti.

3. „Sparkfun ESP8266“- tai tarsi „Huzzah“su papildomu maitinimo jungikliu ir išorine antena, kad būtų ilgesnis „Wi -Fi“diapazonas.

4. „Wemos D1 Mini“- tai mažiausia iš visų plokščių, tačiau tai neturi jokios įtakos našumui.

Savo projektui aš naudoju „Wemos D1 Mini“, norėdamas sukurti „Wi-Fi“valdomą 4 ratų robotą. Bet jūs galite naudoti bet kurią ESP8266 kūrimo plokštę ir naudoti tą patį „Arduino“kodą be jokių pakeitimų. Šiam projektui sukūriau PCB, tačiau grandinei įgyvendinti galite naudoti taškinių plokščių plokštę arba net sukurti savo PCB.

Ir mes naudosime 4WD robotų važiuoklės komplektą, kaip parodyta aukščiau esančiame paveikslėlyje, nes jis idealiai tinka „pasidaryk pats“ir yra ekonomiškiausias robotų automobilių rinkinys su paprasta mechanine struktūra.

Šio rinkinio ypatybės:-

1. Komplekte yra keturi atskiri BO plastikiniai varikliai su pavarų dėže, todėl manevringumas yra geras.

2. Didelė, tvirta akrilo važiuoklė suteikia galimybę išplėsti savo rankomis.

3. Keturiais ratais varomas išmanusis automobilio važiuoklės komplektas. Labai lengva įdiegti, tiesiog pridėkite mikrovaldiklį (pvz., „Arduino“) ir jutiklių modulius, kad sukurtumėte visiškai autonominį robotą

1 žingsnis: komponentų sąrašas

„Wemos D1 Mini“[Kiekis - 1]

L293d variklio tvarkyklės IC [kiekis - 2]

PCF8574 prievado plėtiklio IC [kiekis - 1]

12 V ličio jonų baterija [kiekis - 1]

„Wi-Fi“valdomas robotas PCB [Kiekis-1]

4WD robotų išmaniųjų automobilių važiuoklės komplektas [kiekis - 1]

2 žingsnis: projekto smegenys - ESP8266 plėtros taryba („Wemos D1 Mini“)

„Wemos D1 Mini“yra mini „Wi-Fi“kūrimo plokštė su 4 MB blykste, pagrįsta ESP-8266 lustu.

• Turi 11 skaitmeninių įvesties/išvesties kaiščių, visi kaiščiai turi pertraukimo/pwm/I2C/vieno laido palaikymą (išskyrus D0)
• Turi 1 analoginį įėjimą (3,2 V maksimali įvestis)
• Turi „Micro USB“jungtį programavimui ir maitinimo šaltinį.

Ši plokštė, pagrįsta ESP8266, todėl yra suderinama su „Arduino IDE“, todėl ją galima užprogramuoti naudojant „Arduino“arba taip pat galima užprogramuoti naudojant „Lua“kompiliatorių. Jis taip pat palaiko serijinį ir OTA programavimą.

Mes programuosime „Wemos D1 Mini“naudodami „Arduino IDE“. Norint užprogramuoti plokštę naudojant „Arduino IDE“, reikia laikytis šių reikalavimų.

Reikalavimas:-

• CH340G vairuotojas
• Įdiekite naujausią „Arduino IDE“iš „Arduino“svetainės.
• Mikro usb kabelis programavimui

Įdiegę tvarkyklę ir „arduino“programinę įrangą, „Arduino IDE“viduje turite įdiegti „Arduino core for ESP8266 WiFi chip“, kad galėtume užprogramuoti ESP8266 lustą iš „Arduino“aplinkos. Šis ESP8266 „Arduino“branduolys leidžia rašyti eskizus naudojant pažįstamas „Arduino“funkcijas ir bibliotekas ir paleisti juos tiesiogiai naudojant ESP8266, nereikia jokio išorinio mikrovaldiklio.

„ESP8266 Arduino“branduolyje yra bibliotekos, skirtos bendrauti per „WiFi“naudojant TCP ir UDP, nustatyti HTTP, mDNS, SSDP ir DNS serverius, atnaujinti OTA, naudoti failų sistemą „flash“atmintyje, dirbti su SD kortelėmis, servo, SPI ir I2C išoriniais įrenginiais.

Atsisiųskite šį dokumentą, kad sužinotumėte, kaip įdiegti „Esp8266 arduino“branduolį.

3 žingsnis: variklio tvarkyklė - L293d

Variklio tvarkyklė yra variklių IC, leidžianti vienu metu valdyti dviejų variklių darbo greitį ir kryptį.

L293d sukurtas tiekti dvikryptes pavaros sroves esant 5 V - 36 V įtampai. L293D vienu metu gali valdyti 2 nuolatinės srovės variklius.

L293D yra 16 kontaktų variklio vairuotojo IC. Kiekvienam varikliui yra 4 įvesties kaiščiai, 4 išvesties kaiščiai ir 2 įjungiamas kaištis.

L293D savybės:

600 mA išėjimo srovės galimybė vienam kanalui

Laikrodis ir krypties valdymas pagal laikrodžio rodyklę atskiriems kanalams

L293d kaiščio aprašymas:

• 1 kaištis: kai Enable1 yra HIGH, kairioji IC dalis veiks, ty variklis, prijungtas prie kaiščio 3 ir 6, suksis.
• 2 kaištis: 1 įėjimas, kai šis kaištis yra AUKŠTAS, srovė tekės per 1 išėjimą.
• 3 kaištis: 1 išėjimas, šis kaištis yra prijungtas prie vieno variklio gnybto.
• 4/5 kaištis: GND kaiščiai
• 6 kaištis: 2 išėjimas, šis kaištis yra prijungtas prie vieno variklio gnybto.
• 7 kaištis: 2 įėjimas, kai šis kaištis yra AUKŠTAS, srovė tekės per 2 išėjimą.
• 8 kaištis: VCC2, šis kaištis naudojamas tiekti maitinimą prijungtiems varikliams nuo 5 V iki 36 V maksimaliai, priklausomai nuo prijungto variklio.
• 9 kaištis: kai įjungti 2 yra HIGH, dešinė IC dalis veiks, ty variklis, prijungtas prie 11 ir 14 kaiščio, sukasi.
• 10 kaištis: 4 įėjimas, kai šis kaištis yra AUKŠTAS, srovė tekės per 4 išėjimą.
• 11 kaištis: 4 išėjimas, šis kaištis yra prijungtas prie vieno variklio gnybto.
• Smeigtukas 12/13: GND kaiščiai
• 14 kaištis: 3 išėjimas, šis kaištis yra prijungtas prie vieno variklio gnybto.
• 15 kaištis: 3 įėjimas, kai šis kaištis yra AUKŠTAS, srovė tekės per 3 išėjimą.
• 16 kaištis: VCC1, skirtas loginiam maitinimo šaltiniui į IC, ty 5V.

Taigi, matote, kad jums reikia 3 skaitmeninių kaiščių kiekvienam varikliui valdyti (vienas kaištis greičiui reguliuoti ir du kaiščiai krypties valdymui). Jei vienas L293d valdo du nuolatinės srovės variklius, mums reikės dviejų L293d IC, kad galėtume valdyti keturis nuolatinės srovės variklius. Šiam projektui naudosime plastikinius „BO Motors“. Taigi, matote, mums reikės 12 skaitmeninių kaiščių, kad visi keturi nuolatinės srovės varikliai būtų valdomi nepriklausomai, valdant greitį ir kryptį.

Bet jei matote, „Wemos D1 mini“turi tik 11 skaitmeninių įvesties/išvesties kaiščių ir 1 analoginį kaištį. Norėdami išspręsti šią problemą, keturis prijungimo kaiščius (du pirmojo L293d įjungimo kaiščius ir du kitų L293d kaiščius) prijungsime prie „Wemos Digital“kaiščių tiesiogiai, o visus aštuonis įvesties kaiščius (keturis iš pirmojo L293d ir keturis iš kitų L293d) naudojant PCF8574 (įvesties/išvesties prievado plėtiklį) per I2C.

4 žingsnis: PCF8574 - įvesties/išvesties prievado plėtiklis

„Wemos D1 Mini“(t. Y. ESP8266) trūksta įvesties/išvesties kaiščių. Skaitmeninius įvesties/išvesties kaiščius galime padidinti naudodami įvesties/išvesties IC, pvz., PCF8574, kuris yra 8 bitų įvesties/išvesties plėtiklis.

Vienas iš PCF8574A I/O plėtiklio naudojimo privalumų yra tas, kad jis naudoja I2C magistralę, kuriai reikia tik dviejų duomenų linijų, tai yra laikrodis (SCK) ir duomenys (SDA). Todėl naudodami šias dvi eilutes galite valdyti iki aštuonių to paties lusto kaiščių. Pakeitus tris kiekvieno PCF8574 adreso kaiščius, galime valdyti 64 kaiščius.

Šis 8 bitų įvesties/išvesties (įvesties/išvesties) plėtiklis, skirtas dviejų eilučių dvikryptėms magistralėms (I2C), skirtas 2,5–6 V VCC veikimui. Įrenginys PCF8574 suteikia bendrosios paskirties nuotolinį įvesties/išvesties išplėtimą daugumai mikrovaldiklių šeimų per I2C sąsają [nuoseklusis laikrodis (SCL), serijiniai duomenys (SDA)].

Įrenginyje yra 8 bitų beveik dvikryptis įvesties/išvesties prievadas (P0-P7), įskaitant fiksuotus išėjimus, turinčius didelės srovės pavaros galimybę tiesiogiai valdyti šviesos diodus. Kiekvienas beveik dvikryptis įvestis/išvestis gali būti naudojamas kaip įvestis arba išėjimas, nenaudojant duomenų krypties valdymo signalo. Įjungus, įvestys/išvestys yra didelės.

Žiūrėkite žemiau esantį „PCF8574_With_L293d“PDF failą, kuriame rasite PCF8574 ir dviejų L293d IC jungčių schemą

5 žingsnis: schemos

PCB projektavimui naudojau „Kicad“.

Atsisiųskite žemiau pateiktą schematinį pdf, kad sukurtumėte savo PCB arba įdiegtumėte jį ant taškinės PCB plokštės.

6 žingsnis: kodas

Prisijunkite prie šio „Wi-Fi“prieigos taško:-

// Vartotojo apibrėžti tinklo įgaliojimaiconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* password = "Automatizuoti@111";

Prisijungę prie aukščiau nurodyto prieigos taško, eikite į žemiau esančią nuorodą žiniatinklio naršyklėje:-

192.168.4.1

Gausite tokį pranešimą:-

"Sveiki nuo Roboto!"

192.168.4.1/fw

Tai paskatins robotą judėti į priekį

192.168.4.1/bk

Dėl to robotas judės atgal

192.168.4.1/lt

Dėl to robotas pasisuks į kairę

192.168.4.1/rt

Dėl to robotas judės į dešinę

192.168.4.1/st

Dėl to robotas sustos

Jei norite, robotą taip pat galite valdyti naudodami „Android“programą, kurią sukūrė „Robo India“.

{Ieškokite „WiFi Robot Controller“„Android“programos žaidimų parduotuvėje, kurią sukūrė „Robo India“}

[Pastaba: bet kokiu būdu nesu susijęs su „Robo India“ir tai ne reklama, tai mano asmeninis projektas!]

Darbinis vaizdo įrašas apie projektą:-