Wi-Fi vezérelt négykerekű robot: 6 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ehhez a projekthez egy ESP8266 segítségével kifejlesztett négykerekű robotot fogunk fejleszteni, amelyet Wi-Fi hálózaton keresztül vezérelnek. A robot vezérelhető egy közönséges internetes böngészőből, egy HTML -tervezésű felület használatával, vagy egy androidos mobilalkalmazásból is. Az ESP8266 chip egy erőteljes és olcsó mikrokontroller, amely nem csak egyszerűen használható, hanem beépített Wi-Fi kapcsolattal is rendelkezik. Ez a tökéletes chip a robotok távoli vezérléséhez számítógépről vagy mobil eszközről.

Ennek a chipnek a projektünkbe való beépítéséhez különféle fejlesztőkártyákat használhatunk ezen a mikrokontrolleren alapulva.

1. Adafruit Feather Huzzah - Az Adafruit gyártja, és könnyen elérhető utasításokat és támogatást tartalmaz. A fedélzeten li-po akkumulátortöltő található, így nagyon hasznos lesz a hordozható projektekben.

2. NodeMCU ESP8266 - Az alaplap nyílt forráskódú és kiváló dokumentációval rendelkezik, így nagyon könnyű lesz az indulás.

3. Sparkfun ESP8266 - Olyan, mint a Huzzah, tápkapcsolóval és külső antennával a hosszabb Wi -Fi hatótávolság érdekében.

4. Wemos D1 Mini - Ez a legkisebb a táblák közül, de ez nincs hatással a teljesítményre.

A projektemhez a Wemos D1 Mini-t használom Wi-Fi vezérlésű négykerekű robot készítéséhez. De bármilyen ESP8266 fejlesztőlapot használhat, és ugyanazt az Arduino kódot használhatja változtatások nélkül. Terveztem egy NYÁK -ot ehhez a projekthez, de használhat egy pont NYÁK lapot az áramkör megvalósításához, vagy akár saját PCB -t is tervezhet.

És a 4WD robotvázas készletet fogjuk használni, amint a fenti képen látható, mivel ideális a barkácsoláshoz, és ez a leggazdaságosabb robotautó -készlet egyszerű mechanikai felépítéssel.

A készlet jellemzői:-

1. Négy különálló BO műanyag motorral érkezik, sebességváltóval, jó a manőverezéshez.

2. A nagyméretű, erős akril alváz nagymértékben bővíthetővé teszi a barkácsoláshoz.

3. Négykerék -meghajtású intelligens autó alvázkészlet. Nagyon könnyen telepíthető, csak adjon hozzá mikrovezérlőt (például Arduino) és érzékelő modulokat a teljesen autonóm robot építéséhez

1. lépés: Alkatrészlista

Wemos D1 Mini [Mennyiség - 1]

L293d motorvezérlő IC [Mennyiség - 2]

PCF8574 portbővítő IC [mennyiség - 1]

12V lítium -ion akkumulátor [mennyiség - 1]

Wi-Fi vezérelt robot NYÁK [Mennyiség-1]

4WD robot intelligens autó alváz készlet [mennyiség - 1]

2. lépés: A projekt agya - ESP8266 Fejlesztési Tanács (Wemos D1 Mini)

A Wemos D1 Mini egy mini Wi-Fi fejlesztőlap 4 MB-os vakuval, ESP-8266 chipen alapul.

• 11 digitális bemeneti/kimeneti tűvel rendelkezik, minden érintkező megszakítás/pwm/I2C/egyvezetékes (kivéve D0)
• 1 analóg bemenettel rendelkezik (3,2 V maximális bemenet)
• Micro USB csatlakozóval rendelkezik a programozáshoz, valamint tápegységgel.

Ez az ESP8266 alapú kártya tehát Arduino IDE kompatibilis, ezért programozható Arduino használatával, vagy programozható Lua fordítóval is. Támogatja mind a soros, mind az OTA programozást.

A Wemos D1 Mini programozását az Arduino IDE segítségével végezzük. A tábla programozásához az Arduino IDE segítségével a következő követelményeknek kell megfelelni.

Követelmény:-

• CH340G illesztőprogram
• Telepítse a legújabb Arduino IDE -t az Arduino webhelyéről.
• Mikro usb kábel a programozáshoz

Az illesztőprogram és az arduino szoftver telepítése után telepítenie kell az „Arduino core for ESP8266 WiFi chip” -t az Arduino IDE -be, hogy az ESP8266 chipet az Arduino környezetből programozhassuk. Ez az ESP8266 Arduino mag lehetővé teszi vázlatok írását az ismerős Arduino funkciók és könyvtárak segítségével, és futtatását közvetlenül az ESP8266 -on, külső mikrokontroller nélkül.

Az ESP8266 Arduino maghoz könyvtárak tartoznak, amelyek WiFi -n keresztül kommunikálnak TCP és UDP használatával, HTTP, mDNS, SSDP és DNS szervereket állítanak be, OTA frissítéseket végeznek, fájlrendszert használnak a flash memóriában, dolgoznak SD kártyákkal, szervókkal, SPI és I2C perifériákkal.

Töltse le a következő dokumentumot, hogy ötletet kapjon az Esp8266 arduino mag telepítéséről.

3. lépés: Motorvezérlő - L293d

A motorvezérlő egy motorok IC -je, amely lehetővé teszi két motor munkasebességének és irányának egyidejű szabályozását.

Az L293d -t úgy tervezték, hogy kétirányú meghajtóáramokat biztosítson 5 V és 36 V közötti feszültségen.

Az L293D egy 16 tűs motorvezérlő IC. Minden motorhoz 4 BEMENET, 4 KIMENET és 2 ENGEDÉLYES csap tartozik.

L293D Jellemzők:

600 mA kimeneti áram kapacitás csatornánként

Óra és az óramutató járásával ellentétes irányítás az egyes csatornákhoz

Az L293d tűs leírása:

• 1. tüske: Ha az Engedélyezés1 érték MAGAS, az IC bal oldala működni fog, azaz a 3. és 6. tűvel összekötött motor forogni fog.
• 2. tüske: 1. bemenet, ha ez a csap HIGH, akkor az áram az 1. kimeneten keresztül áramlik.
• 3. tű: 1. kimenet, ez a csap a motor egyik csatlakozójához van csatlakoztatva.
• 4/5. Pin: GND csapok
• 6. tű: 2. kimenet, ez a csap a motor egyik csatlakozójához van csatlakoztatva.
• 7. tüske: 2. bemenet, ha ez a csap HIGH, akkor az áram a 2. kimeneten keresztül áramlik.
• 8. tüske: VCC2, ezt a csapot használják a csatlakoztatott motorok áramellátására 5 V -tól 36 V -ig, a csatlakoztatott motortól függően.
• 9. tű: Ha a 2 engedélyezése MAGAS, az IC jobb része működik, azaz a 11 -es és a 14 -es tűvel összekapcsolt motor forogni fog.
• 10. tű: Bemenet 4, ha ez a csap HIGH, akkor az áram a 4 -es kimeneten keresztül áramlik.
• 11. tüske: 4. kimenet, ez a csap a motor egyik csatlakozójához van csatlakoztatva.
• 12/13. Pin: GND csapok
• 14. tüske: 3. kimenet, ez a csap a motor egyik csatlakozójához van csatlakoztatva.
• 15. tüske: 3. bemenet, ha ez a csap HIGH, akkor az áram a 3. kimeneten keresztül áramlik.
• 16. tüske: VCC1, az IC, azaz 5V logikai tápellátásához.

Így láthatja, hogy 3 digitális tüskére van szüksége minden motor vezérléséhez (egy csap a fordulatszám -szabályozáshoz és két csap az irányításhoz). Ha egy L293d két egyenáramú motort vezérel, akkor két egyenáramú motor vezérlésére két L293d IC szükséges. Ebben a projektben műanyag BO motorokat fogunk használni. Így láthatja, hogy 12 digitális csapra lesz szükségünk, hogy mind a négy egyenáramú motort önállóan vezérelhessük mind fordulatszám-, mind irányszabályozással.

De ha látja, a Wemos D1 mini csak 11 digitális I/O tűvel és 1 analóg tűvel rendelkezik. A probléma megoldásához a négy engedélyező tüskét (az első L293d két engedélyező csapját és a másik L293d engedélyező csapját) közvetlenül a Wemos Digital csapokhoz csatlakoztatjuk, míg a nyolc bemeneti tüskét (az első L293d négy és négy a többi L293d) PCF8574 (I/O portbővítő) használatával I2C -n keresztül.

4. lépés: PCF8574 - I/O portbővítő

A Wemos D1 Mini (azaz ESP8266) bemeneti/kimeneti csapokban van hiány. Növelhetjük a digitális bemeneti/kimeneti csapokat az I/O bővítő IC használatával, mint például a PCF8574, amely egy 8 bites I/O bővítő.

A PCF8574A I/O bővítő egyik előnye, hogy I2C buszt használ, amely csak két adatvonalat igényel, ezek óra (SCK) és adat (SDA). Ezért ezzel a két vonallal akár nyolc tűt is vezérelhet ugyanabból a chipből. Az egyes PCF8574 három címcsapjának megváltoztatásával összességében 64 érintkezőt vezérelhetünk.

Ezt a 8 bites bemeneti/kimeneti (I/O) bővítőt a kétsoros kétirányú buszhoz (I2C) 2,5V és 6V VCC közötti működésre tervezték. A PCF8574 eszköz általános célú távoli I/O bővítést biztosít a legtöbb mikrokontroller család számára az I2C interfész [soros óra (SCL), soros adat (SDA)] segítségével.

A készülék 8 bites kvázi kétirányú I/O porttal (P0 – P7) rendelkezik, beleértve a reteszelt kimeneteket, nagy áramerősségű meghajtó képességgel a LED-ek közvetlen meghajtásához. Minden kvázi kétirányú I/O bemenetként vagy kimenetként használható adatirányú vezérlőjel használata nélkül. Bekapcsoláskor az I/O -k magasak.

Lásd az alábbi "PCF8574_With_L293d" pdf fájlt a PCF8574 csatlakozási rajzához a két L293d IC -vel

5. lépés: Sémák

Kicad -ot használtam a NYÁK tervezéséhez.

Töltse le az alábbi vázlatos pdf -t, és tervezze meg saját PCB -jét, vagy valósítsa meg egy pont NYÁK táblán.

6. lépés: Kód

Csatlakozzon a következő Wi-Fi hozzáférési ponthoz:-

// Felhasználó által meghatározott hálózati hitelesítő adatokconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* password = "Automatizálás@111";

Miután csatlakozott a fenti hozzáférési ponthoz, lépjen az alábbi linkre egy webböngészőben:-

192.168.4.1

A következő üzenetet kapja:-

- Szia Robot!

192.168.4.1/fw

Ez előidézi a robot előrehaladását

192.168.4.1/bk

Ennek eredményeként a robot visszafelé mozog

192.168.4.1/lt

Ennek eredményeként a robot balra mozog

192.168.4.1/rt

Ettől a robot jobbra fog mozogni

192.168.4.1/st

Ez a robot leállását eredményezi

Ha szeretné, a robotot a Robo India által készített Android -alkalmazáson keresztül is irányíthatja.

{Keresse meg a "WiFi Robot Controller" androidos alkalmazást a Robo India által készített Play Store -ban}

[Megjegyzés: semmilyen módon nem vagyok kapcsolatban a Robo India -val, és ez nem reklám, ez az én személyes projektem!]

A projekt munkavideója:-