Robot na 4 kotača s Wi-Fi kontrolom: 6 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

Za ovaj projekt razvijat ćemo robota s 4 kotača koristeći ESP8266 koji će se kontrolirati putem Wi-Fi mreže. Robotom se može upravljati iz običnog internetskog preglednika, koristeći HTML sučelje ili također iz android mobilne aplikacije. Čip ESP8266 snažan je i jeftin mikrokontroler koji nije samo jednostavan za korištenje, već dolazi i s ugrađenom Wi-Fi vezom. Ovo je samo savršen čip za daljinsko upravljanje robotima s vašeg računala ili mobilnog uređaja.

Za uključivanje ovog čipa u naš projekt možemo koristiti različite razvojne ploče temeljene na ovom mikrokontroleru.

1. Adafruit Feather Huzzah - Proizvodi ga Adafruit i ima lako dostupne upute i podršku. Na samoj ploči ima punjač baterija li-po, pa će mu jako dobro doći u prijenosnim projektima.

2. NodeMCU ESP8266 - Ploča je otvorenog koda i ima izvrsnu dokumentaciju pa će biti vrlo lako započeti.

3. Sparkfun ESP8266 - To je poput Huzzaha s dodatkom prekidača za uključivanje i vanjske antene za duži Wi -Fi domet.

4. Wemos D1 Mini - Najmanja je od svih ploča, ali to nema utjecaja na performanse.

Za svoj projekt koristim Wemos D1 Mini za izradu robota s 4 kotača kontroliranog Wi-Fi-jem. Ali možete koristiti bilo koju razvojnu ploču ESP8266 i koristiti isti Arduino kôd bez ikakvih promjena. Dizajnirao sam tiskanu ploču za ovaj projekt, ali možete koristiti dot pcb ploču za implementaciju sklopa ili čak dizajnirati vlastitu PCB.

I mi ćemo koristiti 4WD Robotic Chassis Kit kao što je prikazano na gornjoj slici jer je idealan za DIY i najjeftiniji je komplet robotskih automobila s jednostavnom mehaničkom strukturom.

Značajke ovog kompleta:-

1. Dolazi s četiri odvojena BO plastična motora s mjenjačem koji je dobar za manevriranje.

2. Veliko, čvrsto akrilno kućište omogućuje velikim proširenjima za vas da sami napravite.

3. Komplet šasije pametnog automobila s pogonom na četiri kotača. Vrlo jednostavno za instalaciju, samo dodajte mikrokontroler (poput Arduina) i senzorske module za izgradnju potpuno autonomnog robota

Korak 1: Popis komponenti

Wemos D1 Mini [Količina - 1]

IC upravljačkog programa motora L293d [Količina - 2]

PCF8574 IC Expander IC [Količina - 1]

12V litij -ionska baterija [količina - 1]

PCB s robotskim upravljanjem Wi-Fi-jem [Količina-1]

4WD Robot Pametni komplet šasije automobila [Količina - 1]

Korak 2: Mozak projekta - Razvojna ploča ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini je mini Wi-Fi razvojna ploča sa 4 MB flash memorije zasnovana na čipu ESP-8266.

• Ima 11 digitalnih ulazno/izlaznih pinova, svi pinovi imaju prekid/pwm/I2C/podržano jednožilno (osim D0)
• Ima 1 analogni ulaz (maksimalni ulaz 3,2 V)
• Ima mikro USB priključak za programiranje, kao i napajanje.

Ova ploča zasnovana je na ESP8266, stoga je kompatibilna s Arduino IDE, stoga se može programirati pomoću Arduina ili se može programirati pomoću Lua kompajlera. Također podržava serijsko i OTA programiranje.

Wemos D1 Mini programirat ćemo pomoću Arduino IDE -a. Za programiranje ploče pomoću Arduino IDE -a potrebno je zadovoljiti sljedeće zahtjeve.

Zahtjev:-

• Upravljački program CH340G
• Instalirajte najnoviji Arduino IDE s web stranice Arduino.
• Micro usb kabel za programiranje

Nakon instaliranja upravljačkog programa i arduino softvera morate instalirati “Arduino jezgru za ESP8266 WiFi čip” unutar Arduino IDE -a kako bismo mogli programirati čip ESP8266 iz Arduino okruženja. Ova jezgra ESP8266 Arduino omogućuje vam pisanje skica koristeći poznate Arduino funkcije i knjižnice te njihovo izvođenje na ESP8266, bez potrebe za vanjskim mikrokontrolerom.

ESP8266 Arduino jezgra dolazi s bibliotekama za komunikaciju putem WiFi -a pomoću TCP -a i UDP -a, postavljanje HTTP, mDNS, SSDP i DNS poslužitelja, ažuriranje OTA -a, korištenje datotečnog sustava u flash memoriji, rad sa SD karticama, servo, SPI i I2C perifernim uređajima.

Preuzmite sljedeći dokument da biste dobili ideju o tome kako instalirati jezgru Esp8266 arduino.

Korak 3: Vozač motora - L293d

Pogonitelj motora je IC za motore koji vam omogućuje da kontrolirate radnu brzinu i smjer dva motora istovremeno.

L293d je dizajniran za pružanje dvosmjernih pogonskih struja pri naponima od 5 V do 36 V. L293D može pokretati 2 istosmjerna motora istovremeno.

L293D je 16 -polna IC upravljačka jedinica motora. Za svaki motor postoje 4 ulazna pina, 4 izlazna pina i 2 igle za omogućavanje.

L293D Značajke:

Mogućnost izlazne struje 600mA po kanalu

Kontrola sata i suprotno od kazaljke na satu za pojedinačne kanale

Opis pina L293d:

• Pin 1: Kad je Enable1 visoko, lijevi dio IC -a će raditi, tj. Motor spojen na pin 3 i pin 6 će se okretati.
• Pin 2: Ulaz 1, kada je ovaj pin VIŠAK, struja će teći kroz izlaz 1.
• Pin 3: Izlaz 1, ovaj pin je spojen s jednim terminalom motora.
• Pin 4/5: GND pinovi
• Pin 6: Izlaz 2, ovaj pin je spojen s jednim terminalom motora.
• Pin 7: Ulaz 2, kada je ovaj pin VISOKI, struja će teći kroz izlaz 2.
• Pin 8: VCC2, ovaj pin se koristi za napajanje spojenih motora od 5V do 36V maksimalno, ovisno o priključenom motoru.
• Pin 9: Kad je Enable 2 visoko, desni dio IC -a će raditi, tj. Motor spojen na pin 11 i pin 14 rotirat će se.
• Pin 10: Ulaz 4, kada je ovaj pin VIŠAK, struja će teći kroz izlaz 4.
• Pin 11: Izlaz 4, ovaj pin je spojen s jednim terminalom motora.
• Pin 12/13: GND pinovi
• Pin 14: Izlaz 3, ovaj pin je spojen s jednim terminalom motora.
• Pin 15: Ulaz 3, kada je ovaj pin VISOK, struja će teći kroz izlaz 3.
• Pin 16: VCC1, za logičko napajanje IC -a, odnosno 5V.

Dakle, možete vidjeti da su vam potrebna 3 digitalna pina za upravljanje svakim motorom (jedan pin za kontrolu brzine i dva pina za kontrolu smjera). Ako jedan L293d upravlja s dva istosmjerna motora, trebat ćemo dva IC -a L293d za upravljanje s četiri istosmjerna motora. Za ovaj projekt koristit ćemo plastične BO Motors. Dakle, vidite da će nam trebati 12 digitalnih pinova za neovisno upravljanje sa sva četiri istosmjerna motora s kontrolom brzine i smjera.

Ali ako vidite da Wemos D1 mini ima samo 11 digitalnih I/O pinova i 1 analogni pin. Kako bismo riješili ovaj problem, povezat ćemo četiri osposobljiva pina (dva pina za omogućavanje prvog L293d i dva omogućavajuća pina drugog L293d) izravno na Wemos digitalne pinove, dok svih osam ulaznih pinova (četiri prva L293d i četiri druga L293d) pomoću PCF8574 (proširivač I/O portova) putem I2C.

Korak 4: PCF8574 - I/O Port Expander

Wemos D1 Mini (tj. ESP8266) ima nedostatak ulazno/izlaznih pinova. Digitalne ulazno/izlazne pinove možemo povećati pomoću IC/I proširivača IC poput PCF8574, koji je 8 -bitni I/O proširivač.

Jedna od prednosti korištenja PCF8574A I/O ekspandera je ta što koristi I2C sabirnicu, koja zahtijeva samo dvije podatkovne linije, to su sat (SCK) i podaci (SDA). Stoga s ove dvije linije možete kontrolirati do osam pinova istog čipa. Promjenom tri adresna pina svakog PCF8574 možemo kontrolirati ukupno 64 pina.

Ovaj 8-bitni ulazno-izlazni (I/O) ekspander za dvorednu dvosmjernu sabirnicu (I2C) dizajniran je za rad od 2,5 V do 6 V VCC. Uređaj PCF8574 pruža daljinsko I/O proširenje opće namjene za većinu obitelji mikrokontrolera putem I2C sučelja [serijski sat (SCL), serijski podaci (SDA)]).

Uređaj ima 8-bitni kvazi-dvosmjerni I/O port (P0-P7), uključujući zasunske izlaze s mogućnošću pogona velike struje za izravno pokretanje LED dioda. Svaki kvazi-dvosmjerni U/I može se koristiti kao ulaz ili izlaz bez upotrebe upravljačkog signala za usmjerenje podataka. Pri uključivanju, I/O su visoki.

Pogledajte donju pdf datoteku "PCF8574_With_L293d" za dijagram povezivanja PCF8574 s dva IC -a L293d

Korak 5: Sheme

Koristio sam Kicad za projektiranje PCB -a.

Preuzmite shematski pdf u nastavku kako biste dizajnirali vlastiti PCB ili ga implementirali na dot PCB ploču.

Korak 6: Kodiranje

Povežite se sa sljedećom Wi-Fi pristupnom točkom:-

// Korisnički definirane mrežne vjerodajniceconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* password = "Automatiziraj@111";

Nakon povezivanja na gornju pristupnu točku idite na donju vezu u web pregledniku:-

192.168.4.1

Dobit ćete sljedeću poruku:-

"pozdrav od robota!"

192.168.4.1/fw

To će uzrokovati kretanje robota naprijed

192.168.4.1/bk

To će uzrokovati da se robot pomakne unatrag

192.168.4.1/lt

To će uzrokovati pomicanje robota ulijevo

192.168.4.1/rt

To će uzrokovati da se robot pomakne udesno

192.168.4.1/st

To će uzrokovati zaustavljanje robota

Ako želite, robotom možete upravljati i putem Android aplikacije tvrtke Robo India.

{Potražite androidnu aplikaciju "WiFi Robot Controller" u trgovini za igre tvrtke Robo India}

[Napomena: ni na koji način nisam povezan s Robo Indiaom i ovo nije za reklamu, ovo je moj osobni projekt!]

Radni video zapis projekta:-