Wi-Fi kontrolēts četru riteņu robots: 6 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Šim projektam mēs izstrādāsim četrriteņu robotu, izmantojot ESP8266, kas tiks vadīts, izmantojot Wi-Fi tīklu. Robotu var vadīt no parastas interneta pārlūkprogrammas, izmantojot HTML veidotu saskarni vai arī no android mobilās aplikācijas. ESP8266 mikroshēma ir jaudīgs un lēts mikrokontrolleris, kas ir ne tikai ērti lietojams, bet arī aprīkots ar iebūvētu Wi-Fi savienojumu. Šī ir ideāla mikroshēma, lai attālināti vadītu robotus no datora vai mobilās ierīces.

Lai iekļautu šo mikroshēmu mūsu projektā, mēs varam izmantot dažādas izstrādes plates, kuru pamatā ir šis mikrokontrolleris.

1. Adafruit Feather Huzzah - to ir izgatavojis uzņēmums Adafruit, un tam ir viegli pieejamas instrukcijas un atbalsts. Uz tāfeles ir li-po akumulatora lādētājs, tāpēc tas būs ļoti noderīgs pārnēsājamos projektos.

2. NodeMCU ESP8266 - tāfele ir atvērtā koda un tai ir lieliska dokumentācija, tāpēc būs ļoti viegli sākt darbu.

3. Sparkfun ESP8266 - Tas ir kā Huzzah, pievienojot barošanas slēdzi un ārēju antenu, lai iegūtu lielāku Wi -Fi diapazonu.

4. Wemos D1 Mini - tas ir mazākais no visiem dēļiem, taču tas neietekmē veiktspēju.

Savam projektam es izmantoju Wemos D1 Mini, lai izveidotu četrriteņu robotu ar Wi-Fi. Bet jūs varat izmantot jebkuru ESP8266 izstrādes plati un izmantot to pašu Arduino kodu bez nepieciešamām izmaiņām. Šim projektam esmu izstrādājis PCB, taču ķēdes ieviešanai varat izmantot punktu PCB plati vai pat izveidot savu PCB.

Un mēs izmantosim 4WD robotu šasijas komplektu, kā parādīts attēlā iepriekš, jo tas ir ideāli piemērots DIY un ir visekonomiskākais robotu automašīnas komplekts ar vienkāršu mehānisku struktūru.

Šī komplekta iezīmes:-

1. Komplektā ar četriem atsevišķiem BO plastmasas motoriem ar pārnesumkārbu, tas ir labi manevrējams.

2. Liela, izturīga akrila šasija nodrošina lielisku paplašināmību, lai jūs varētu izgatavot DIY.

3. Četru riteņu piedziņas viedās automašīnas šasijas komplekts. Ļoti viegli uzstādīt, vienkārši pievienojiet mikrokontrolleri (piemēram, Arduino) un sensoru moduļus, lai izveidotu pilnībā autonomu robotu

1. darbība: komponentu saraksts

Wemos D1 Mini [Daudzums - 1]

L293d motora vadītāja IC [daudzums - 2]

PCF8574 portu paplašinātāja IC [daudzums - 1]

12V litija jonu akumulators [daudzums - 1]

Wi-Fi kontrolēta robota PCB [daudzums-1]

4WD robotu viedo automašīnu šasijas komplekts [daudzums - 1]

2. solis: Projekta prāts - ESP8266 attīstības padome (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini ir mini Wi-Fi izstrādes plate ar 4 MB zibspuldzi, kuras pamatā ir mikroshēma ESP-8266.

• Ir 11 digitālās ieejas/izejas tapas, visām tapām ir pārtraukums/pwm/I2C/viena stieple (izņemot D0)
• Ir 1 analogā ieeja (3,2 V maksimālā ieeja)
• Ir Micro USB savienojums programmēšanai, kā arī barošanas avots.

Šī tāfele, kuras pamatā ir ESP8266, tāpēc ir saderīga ar Arduino IDE, tāpēc to var ieprogrammēt, izmantojot Arduino, vai arī to var ieprogrammēt, izmantojot Lua kompilatoru. Tas atbalsta arī sērijveida un OTA programmēšanu.

Mēs programmēsim Wemos D1 Mini, izmantojot Arduino IDE. Lai programmētu dēli, izmantojot Arduino IDE, ir jāievēro šādas prasības.

Prasība:-

• CH340G vadītājs
• Instalējiet jaunāko Arduino IDE no Arduino vietnes.
• Mikro usb kabelis programmēšanai

Pēc draivera un arduino programmatūras instalēšanas jums ir jāinstalē “Arduino kodols ESP8266 WiFi mikroshēmai” Arduino IDE iekšpusē, lai mēs varētu programmēt ESP8266 mikroshēmu no Arduino vides. Šis ESP8266 Arduino kodols ļauj rakstīt skices, izmantojot pazīstamās Arduino funkcijas un bibliotēkas, un palaist tās tieši ar ESP8266, nav nepieciešams ārējs mikrokontrolleris.

ESP8266 Arduino kodols ir aprīkots ar bibliotēkām, lai sazinātos, izmantojot WiFi, izmantojot TCP un UDP, iestatītu HTTP, mDNS, SSDP un DNS serverus, veiktu OTA atjauninājumus, izmantotu failu sistēmu zibatmiņā, strādātu ar SD kartēm, servo, SPI un I2C perifērijas ierīcēm.

Lejupielādējiet šo dokumentu, lai iegūtu priekšstatu par Esp8266 arduino kodola instalēšanu.

3. darbība. Motora draiveris - L293d

Motora vadītājs ir IC motoriem, kas ļauj vienlaikus kontrolēt divu motoru darba ātrumu un virzienu.

L293d ir paredzēts, lai nodrošinātu divvirzienu piedziņas strāvas pie sprieguma no 5 V līdz 36 V. L293D var darbināt 2 līdzstrāvas motorus vienlaicīgi.

L293D ir 16 kontaktu motora vadītāja IC. Katram motoram ir 4 IEEJAS tapas, 4 IZEJAS tapas un 2 ENABLE tapas.

L293D funkcijas:

600mA izejas strāvas spēja katrā kanālā

Pulksteņa un virziena kontrole pretēji pulksteņrādītāja virzienam atsevišķiem kanāliem

L293d tapas apraksts:

• 1. tapa: ja Enable1 ir HIGH, IC kreisā daļa darbosies, ti, motors, kas savienots ar 3. un 6. tapu, rotēs.
• 2. tapa: 1. ievade, ja šī tapa ir HIGH, strāva plūst, izmantojot 1. izeju.
• 3. tapa: 1. izeja, šī tapa ir savienota ar vienu motora spaili.
• Pin 4/5: GND tapas
• 6. tapa: 2. izeja, šī tapa ir savienota ar vienu motora spaili.
• 7. tapa: 2. ievade, kad šī tapa ir AUGSTA, strāva plūst pa 2. izeju.
• 8. tapa: VCC2, šo tapu izmanto, lai pieslēgtajiem motoriem piegādātu strāvas padevi no maksimāli 5V līdz 36V, atkarībā no pievienotā motora.
• 9. tapa: ja Enable 2 ir HIGH, IC labā daļa darbosies, ti, motors, kas savienots ar 11. un 14. tapu, rotēs.
• 10. tapa: ieeja 4, kad šī tapa ir AUGSTA, strāva plūst caur 4. izeju.
• 11. tapa: 4. izeja, šī tapa ir savienota ar vienu motora spaili.
• Pin 12/13: GND tapas
• 14. tapa: 3. izeja, šī tapa ir savienota ar vienu motora spaili.
• 15. tapa: 3. ievade, kad šī tapa ir HIGH, strāva plūst caur 3. izeju.
• 16. tapa: VCC1, loģiskajai strāvas padevei IC, ti, 5 V.

Tādējādi jūs redzat, ka katra motora vadīšanai ir nepieciešamas 3 digitālās tapas (viena tapa ātruma kontrolei un divas tapas virziena kontrolei). Ja viens L293d kontrolē divus līdzstrāvas motorus, mums būs nepieciešami divi L293d IC, lai kontrolētu četrus līdzstrāvas motorus. Šim projektam mēs izmantosim plastmasas BO Motors. Tādējādi redzat, ka mums būs nepieciešami 12 digitālie tapas, lai neatkarīgi kontrolētu visus četrus līdzstrāvas motorus gan ar ātrumu, gan virzienu.

Bet, ja redzat, Wemos D1 mini ir tikai 11 digitālās I/O tapas un 1 analogā tapa. Lai atrisinātu šo problēmu, mēs četras iespējošanas tapas (divas pirmās L293d iespējošanas tapas un divas citas L293d iespējošanas tapas) savienosim tieši ar Wemos Digital tapām, kamēr visas astoņas ievades tapas (četras no pirmās L293d un četras no citām L293d) izmantojot PCF8574 (I/O portu paplašinātājs), izmantojot I2C.

4. darbība: PCF8574 - I/O portu paplašinātājs

Wemos D1 Mini (t.i., ESP8266) trūkst ievades/izvades tapas. Mēs varam palielināt digitālās ievades/izvades tapas, izmantojot I/O paplašinātāja IC, piemēram, PCF8574, kas ir 8 bitu I/O paplašinātājs.

Viena no PCF8574A I/O paplašinātāja izmantošanas priekšrocībām ir tā, ka tā izmanto I2C kopni, kurai nepieciešamas tikai divas datu līnijas, tās ir pulkstenis (SCK) un dati (SDA). Tāpēc, izmantojot šīs divas līnijas, jūs varat kontrolēt līdz astoņām vienas mikroshēmas tapām. Mainot katra PCF8574 trīs adreses tapas, mēs varam kontrolēt kopumā 64 tapas.

Šis 8 bitu ieejas/izejas (I/O) paplašinātājs divu līniju divvirzienu kopnei (I2C) ir paredzēts 2,5V līdz 6V VCC darbībai. Ierīce PCF8574 nodrošina universālu I/O paplašināšanu lielākajai daļai mikrokontrolleru ģimeņu, izmantojot I2C saskarni [sērijas pulkstenis (SCL), sērijas dati (SDA)].

Ierīcei ir 8 bitu gandrīz divvirzienu I/O ports (P0-P7), ieskaitot fiksētas izejas ar lielas strāvas piedziņas iespēju tieši vadīt gaismas diodes. Katru gandrīz divvirzienu I/O var izmantot kā ieeju vai izeju, neizmantojot datu virziena vadības signālu. Ieslēdzot, I/O ir augsts.

PCF8574 savienojuma shēmu ar diviem L293d IC skatiet zemāk esošajā "PCF8574_With_L293d" PDF failā.

5. darbība. Shēmas

PCB projektēšanai esmu izmantojis Kicad.

Lejupielādējiet zemāk esošo shematisko pdf, lai izstrādātu savu PCB vai ieviestu to uz punktu PCB plates.

6. darbība: kods

Izveidojiet savienojumu ar šādu Wi-Fi piekļuves punktu:-

// Lietotāja definēti tīkla akreditācijas dati char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* parole = "Automatizēt@111";

Pēc savienojuma izveides ar iepriekš minēto piekļuves punktu tīmekļa pārlūkprogrammā dodieties uz zemāk esošo saiti:-

192.168.4.1

Jūs saņemsiet šādu ziņojumu:-

"sveiks no Robota!"

192.168.4.1/fw

Tas liks robotam virzīties uz priekšu

192.168.4.1/bk

Tas izraisīs robota pārvietošanos atpakaļ

192.168.4.1/lt

Tas izraisīs robota pārvietošanos pa kreisi

192.168.4.1/rt

Tas liks robotam pārvietoties pa labi

192.168.4.1/st

Tas novedīs pie robota apstāšanās

Ja vēlaties, varat arī vadīt robotu, izmantojot Android lietotni, ko izstrādājusi Robo India.

{Meklējiet android lietotni "WiFi Robot Controller" Play veikalā, ko izveidojis Robo India}

[Piezīme: nekādā veidā es neesmu saistīts ar Robo India, un tas nav paredzēts reklāmai, tas ir mans personīgais projekts!]

Projekta darba video:-