4-kolesni robot, ki ga nadzira Wi-Fi: 6 korakov

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:07

Za ta projekt bomo razvijali 4-kolesnega robota z uporabo ESP8266, ki bo nadzorovan prek omrežja Wi-Fi. Robota je mogoče upravljati iz običajnega spletnega brskalnika, z uporabo vmesnika, oblikovanega s HTML ali pa tudi iz mobilne aplikacije za android. Čip ESP8266 je zmogljiv in poceni mikrokrmilnik, ki ni le enostaven za uporabo, ampak ima tudi vgrajeno povezavo Wi-Fi. To je ravno popoln čip za daljinsko upravljanje robotov iz računalnika ali mobilne naprave.

Za vključitev tega čipa v naš projekt lahko uporabimo različne razvojne plošče, ki temeljijo na tem mikrokrmilniku.

1. Adafruit Feather Huzzah - izdeluje ga Adafruit in ima lahko dostopna navodila in podporo. Na sami plošči ima polnilnik baterij li-po, zato bo pri prenosnih projektih zelo priročen.

2. NodeMCU ESP8266 - Plošča je odprtokodna in ima odlično dokumentacijo, zato bo zelo enostavno začeti.

3. Sparkfun ESP8266 - Je kot Huzzah z dodatkom stikala za vklop in zunanjo anteno za daljši doseg Wi -Fi.

4. Wemos D1 Mini - Je najmanjša od vseh plošč, vendar to nima vpliva na zmogljivost.

Za svoj projekt uporabljam Wemos D1 Mini za izdelavo 4-kolesnega robota z nadzorom Wi-Fi. Lahko pa uporabite katero koli razvojno ploščo ESP8266 in uporabite isto kodo Arduino brez kakršnih koli sprememb. Za ta projekt sem zasnoval tiskano vezje, vendar lahko za izvedbo vezja uporabite celo doc pcb board ali celo oblikujete lastno PCB.

Uporabljali bomo komplet 4WD robotskega podvozja, kot je prikazano na zgornji sliki, saj je idealen za DIY in je najbolj ekonomičen komplet robotskih avtomobilov s preprosto mehansko strukturo.

Značilnosti tega kompleta:-

1. Prihaja s štirimi ločenimi BO motorji iz plastike z menjalnikom, kar je dobro za manevriranje.

2. Veliko, robustno akrilno ohišje vam omogoča, da se sami razširite.

3. Komplet šasije pametnega avtomobila s štirikolesnim pogonom. Zelo enostavna za namestitev, samo dodajte mikrokrmilnik (na primer Arduino) in senzorske module za izdelavo popolnoma avtonomnega robota

Korak: Seznam komponent

Wemos D1 Mini [Količina - 1]

IC gonilnika motorja L293d [Količina - 2]

PCF8574 Port Expander IC [Količina - 1]

12V litij -ionska baterija [količina - 1]

Robot PCB z nadzorom Wi-Fi [Količina-1]

Komplet 4WD robotskega pametnega avtomobilskega podvozja [Količina - 1]

2. korak: možgani projekta - razvojni odbor ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini je mini razvojna plošča za Wi-Fi s 4 MB bliskavice na osnovi čipa ESP-8266.

• Ima 11 digitalnih vhodno/izhodnih zatičev, vsi zatiči imajo prekinjeno/pwm/I2C/enožično podporo (razen D0)
• Ima 1 analogni vhod (največji vhod 3,2 V)
• Ima priključek Micro USB za programiranje in napajanje.

Ta plošča, ki temelji na ESP8266, je zato združljiva z Arduino IDE, zato jo je mogoče programirati z uporabo Arduina ali pa tudi s prevajalnikom Lua. Podpira tudi serijsko in OTA programiranje.

Wemos D1 Mini bomo programirali z uporabo Arduino IDE. Za programiranje plošče z uporabo Arduino IDE morajo biti izpolnjene naslednje zahteve.

Zahteva:-

• Gonilnik CH340G
• Namestite najnovejši Arduino IDE s spletnega mesta Arduino.
• Micro USB kabel za programiranje

Po namestitvi gonilnika in programske opreme arduino morate v Arduino IDE namestiti »jedro Arduino za ESP8266 WiFi čip«, da lahko programiramo čip ESP8266 iz okolja Arduino. To jedro ESP8266 Arduino vam omogoča pisanje skic z znanimi funkcijami in knjižnicami Arduino ter njihovo izvajanje neposredno na ESP8266, brez potrebe po zunanjem mikrokrmilniku.

Jedro ESP8266 Arduino ima knjižnice za komunikacijo prek WiFi prek TCP in UDP, nastavitev strežnikov HTTP, mDNS, SSDP in DNS, posodabljanje OTA, uporabo datotečnega sistema v pomnilniku flash, delo s karticami SD, servomotorji, zunanjimi napravami SPI in I2C.

Prenesite naslednji dokument, če želite izvedeti, kako namestiti jedro Esp8266 arduino.

3. korak: Gonilnik motorja - L293d

Motor Driver je IC za motorje, ki vam omogoča nadzor nad hitrostjo in smerjo delovanja dveh motorjev hkrati.

L293d je zasnovan za zagotavljanje dvosmernih pogonskih tokov pri napetostih od 5 V do 36 V. L293D lahko hkrati poganja 2 enosmerna motorja.

L293D je 16 -polni IC gonilnik motorja. Za vsak motor so 4 vtiči INPUT, 4 OUTPUT in 2 ENABLE pin.

L293D Lastnosti:

Zmogljivost izhodnega toka 600 mA na kanal

Ura in nadzor smeri urinega kazalca za posamezne kanale

Pin opis L293d:

• Pin 1: Ko je Enable1 visoko, bo levi del IC deloval, tj. Motor, povezan s pin 3 in pin 6, se bo vrtel.
• Pin 2: Vhod 1, ko je ta pin VISOK, bo tok tekel skozi izhod 1.
• Pin 3: Izhod 1, ta pin je povezan z enim priključkom motorja.
• Pin 4/5: zatiči GND
• Pin 6: Izhod 2, ta pin je povezan z enim priključkom motorja.
• Pin 7: Vhod 2, ko je ta pin VISOK, bo tok tekel skozi izhod 2.
• Pin 8: VCC2, ta pin se uporablja za napajanje priključenih motorjev od največ 5V do 36V, odvisno od priključenega motorja.
• Pin 9: Ko je Omogočanje 2 visoko, bo deloval desni del IC, tj. Motor, povezan s pinom 11 in 14, se bo vrtel.
• Pin 10: Vhod 4, ko je ta pin VISOK, bo tok tekel skozi izhod 4.
• Pin 11: Izhod 4, ta pin je povezan z enim priključkom motorja.
• Pin 12/13: zatiči GND
• Pin 14: Izhod 3, ta pin je povezan z enim priključkom motorja.
• Pin 15: Vhod 3, ko je ta pin VISOK, bo tok tekel skozi izhod 3.
• Pin 16: VCC1, za logično napajanje IC, tj. 5V.

Tako lahko vidite, da za krmiljenje vsakega motorja potrebujete 3 digitalne zatiče (en pin za nadzor hitrosti in dva za upravljanje smeri). Če en L293d krmili dva enosmerna motorja, potrebujemo dva IC L293d za krmiljenje štirih enosmernih motorjev. Za ta projekt bomo uporabili plastične BO motorje. Vidite, da bomo potrebovali 12 digitalnih zatičev za samostojno krmiljenje vseh štirih enosmernih motorjev s krmiljenjem hitrosti in smeri.

Če pa vidite, da ima Wemos D1 mini samo 11 digitalnih V/I zatičev in 1 analogni pin. Če želite rešiti to težavo, bomo štiri priključne zatiče (dva zatiča za aktiviranje prvega L293d in dva zataknilna zatiča drugega L293d) povezali neposredno z Wemos Digital zatiči, medtem ko vseh osem vhodnih zatičev (štirje prvi L293d in štirje drugi L293d) z uporabo PCF8574 (razširitev vrat V/I) prek I2C.

4. korak: PCF8574 - razširitvenik V/I vrat

Wemos D1 Mini (tj. ESP8266) ima pomanjkanje vhodnih/izhodnih zatičev. Digitalne vhodno/izhodne zatiče lahko povečamo z uporabo V/I razširitvene IC, kot je PCF8574, ki je 8 -bitni V/I razširjevalnik.

Ena od prednosti uporabe V/I razširjevalnika PCF8574A je, da uporablja vodilo I2C, ki zahteva le dve podatkovni liniji, in sicer uro (SCK) in podatke (SDA). Zato lahko s tema dvema vrsticama upravljate do osem zatičev istega čipa. S spreminjanjem treh naslovnih zatičev vsakega PCF8574 lahko nadzorujemo skupno 64 zatičev.

Ta 8-bitni vhodno-izhodni (V/I) razširjevalnik za dvovrstično dvosmerno vodilo (I2C) je zasnovan za delovanje 2,5 V do 6 V VCC. Naprava PCF8574 zagotavlja splošno razširjeno oddaljeno V/I razširitev za večino družin mikrokrmilnikov prek vmesnika I2C [serijska ura (SCL), serijski podatki (SDA)]).

Naprava ima 8-bitna kvazi-dvosmerna V/I vrata (P0 – P7), vključno z zapahnjenimi izhodi z visokotokovnim pogonom za neposredno pogon LED. Vsak kvazi dvosmerni V/I se lahko uporablja kot vhod ali izhod brez uporabe krmilnega signala za smer podatkov. Ko je vklopljen, so vhodi/izhodi visoki.

Spodaj si oglejte datoteko PDF "PCF8574_With_L293d" za diagram povezave PCF8574 z dvema IC -jema L293d

5. korak: Sheme

Za oblikovanje PCB sem uporabil Kicad.

Prenesite spodnji shematski pdf, če želite oblikovati lastni tiskalnik ali ga implementirati na dot PCB ploščo.

6. korak: Koda

Povežite se z naslednjo dostopno točko Wi-Fi:-

// Uporabniško določene omrežne poverilniceconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* password = "Samodejno@111";

Ko se povežete z zgornjo dostopno točko, pojdite na spodnjo povezavo v spletnem brskalniku:-

192.168.4.1

Prejeli boste naslednje sporočilo:-

"pozdrav od robota!"

192.168.4.1/fw

To bo povzročilo premik robota naprej

192.168.4.1/bk

To bo povzročilo premik robota nazaj

192.168.4.1/lt

To bo povzročilo premik robota v levo

192.168.4.1/rt

Robot se bo pomaknil v desno

192.168.4.1/st

Zaradi tega se bo robot ustavil

Če želite, lahko robota upravljate tudi prek aplikacije za Android podjetja Robo India.

{Poiščite aplikacijo za android "WiFi Robot Controller" v trgovini za igre Robo India}

[Opomba: Na noben način nisem povezan z Robo India in to ni za oglaševanje, to je moj osebni projekt!]

Delovni videoposnetek projekta:-