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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

Za ovaj projekt razvijat ćemo robota sa 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 je moćan i jeftin mikrokontroler, koji nije samo jednostavan za korištenje, već dolazi i sa ugrađenom Wi-Fi vezom. Ovo je samo savršen čip za daljinsko upravljanje robotima s računara ili mobilnog uređaja.

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

1. Adafruit Feather Huzzah - Proizvodi ga Adafruit i ima lako dostupna uputstva i podršku. Na samoj ploči ima li-po punjač baterija, pa će mu biti jako zgodan u prijenosnim projektima.

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

3. Sparkfun ESP8266 - To je poput Huzze sa 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 PCB za ovaj projekt, ali možete koristiti dot pcb ploču za implementaciju sklopa ili čak dizajniranje vlastite pcb ploče.

I mi ćemo koristiti 4WD komplet robotske šasije kao što je prikazano na gornjoj slici, jer je idealan za DIY i najekonomičniji je komplet robotskih automobila s jednostavnom mehaničkom strukturom.

Karakteristike ovog kompleta:-

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

2. Velika, čvrsta akrilna šasija omogućava velikim proširenjima za vas da uradite sami.

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

Korak 1: Lista komponenti

Wemos D1 Mini [Količina - 1]

IC upravljačkog programa motora L293d [Količina - 2]

PCF8574 IC Expander IC [Količina - 1]

12V litijum -jonska baterija [Količina - 1]

Robotska PCB upravljana Wi-Fi mrežom [Količina-1]

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

Korak 2: Mozak projekta - Odbor za razvoj ESP8266 (Wemos D1 Mini)

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

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

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

Mi ćemo programirati Wemos D1 Mini koristeći Arduino IDE. Za programiranje ploče pomoću Arduino IDE -a potrebno je ispuniti sljedeće zahtjeve.

Uslov:-

• Upravljački program CH340G
• Instalirajte najnoviji Arduino IDE sa web stranice Arduino.
• Mikro usb kabl za programiranje

Nakon instaliranja upravljačkog programa i arduino softvera morate instalirati “Arduino jezgro za WiFi čip ESP8266” unutar Arduino IDE -a kako bismo mogli programirati čip ESP8266 iz Arduino okruženja. Ovo jezgro ESP8266 Arduino omogućava vam pisanje skica koristeći poznate Arduino funkcije i biblioteke i njihovo pokretanje direktno na ESP8266, bez potrebe za vanjskim mikrokontrolerom.

ESP8266 Arduino jezgra dolazi s bibliotekama za komunikaciju putem WiFi -a koristeći TCP i UDP, postavljanje HTTP, mDNS, SSDP i DNS servera, radi OTA ažuriranja, koristi datotečni sistem u flash memoriji, radi sa SD karticama, servo -ovima, SPI i I2C periferijama.

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

Korak 3: Vozač motora - L293d

Motor Driver je IC za motore koji vam omogućuje kontrolu radne brzine i smjera 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 Karakteristike:

Mogućnost izlazne struje 600mA po kanalu

Kontrola sata i suprotno od kazaljke na satu za pojedinačne kanale

Pin opis L293d:

• Pin 1: Kada je Enable1 HIGH, lijevi dio IC -a će raditi, tj. Motor spojen na pin 3 i pin 6 će se rotirati.
• Pin 2: Ulaz 1, kada je ovaj pin VIŠAK, struja će teći kroz izlaz 1.
• Pin 3: Izlaz 1, ovaj pin je povezan sa jednim terminalom motora.
• Pin 4/5: GND pinovi
• Pin 6: Izlaz 2, ovaj pin je povezan sa jednim terminalom motora.
• Pin 7: Ulaz 2, kada je ovaj pin VIŠAK, 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: Kada je Enable 2 visoko, desni dio IC -a će raditi, tj. Motor spojen na pin 11 i pin 14 će se rotirati.
• Pin 10: Ulaz 4, kada je ovaj pin VIŠAK, struja će teći kroz izlaz 4.
• Pin 11: Izlaz 4, ovaj pin je povezan sa jednim terminalom motora.
• Pin 12/13: GND pinovi
• Pin 14: Izlaz 3, ovaj pin je povezan sa jednim terminalom motora.
• Pin 15: Ulaz 3, kada je ovaj pin VIŠAK, struja će teći kroz izlaz 3.
• Pin 16: VCC1, za logičko napajanje IC -a, odnosno 5V.

Tako 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 kontrolira dva istosmjerna motora, tada će nam biti potrebna dva IC -a L293d za upravljanje četiri istosmjerna motora. Za ovaj projekt koristit ćemo plastične BO Motors. Dakle, vidite da će nam trebati 12 digitalnih pinova za nezavisno upravljanje sa sva četiri istosmjerna motora i kontrolom brzine i smjera.

Ali ako vidite da Wemos D1 mini ima samo 11 digitalnih I/O pinova i 1 analogni pin. Da 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) preko I2C.

Korak 4: PCF8574 - I/O Port Expander

Wemos D1 Mini (tj. ESP8266) ima nedostatak ulaznih/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 upotrebe 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 porodica mikrokontrolera putem I2C sučelja [serijski sat (SCL), serijski podaci (SDA)]).

Uređaj ima 8-bitni kvazi-dvosmjerni I/O port (P0-P7), uključujući zasune izlaze sa snažnom sposobnošću pogona za direktno pokretanje LED dioda. Svaki kvazi-dvosmjerni I/O može se koristiti kao ulaz ili izlaz bez upotrebe upravljačkog signala za usmjerenje podataka. Pri uključivanju, I/O su visoki.

U nastavku pogledajte pdf datoteku "PCF8574_With_L293d" za dijagram povezivanja PCF8574 s dva IC -a L293d

Korak 5: Sheme

Koristio sam Kicad za dizajniranje PCB -a.

Preuzmite shematski pdf u nastavku kako biste dizajnirali vlastitu PCB ili ga implementirali na tačkastu ploču.

Korak 6: Kodiranje

Povežite se sa sljedećom Wi-Fi pristupnom tačkom:-

// 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:-

"zdravo od robota!"

192.168.4.1/fw

To će uzrokovati kretanje robota naprijed

192.168.4.1/bk

To će uzrokovati pomicanje robota unatrag

192.168.4.1/lt

To će uzrokovati pomicanje robota ulijevo

192.168.4.1/rt

To će uzrokovati pomicanje robota udesno

192.168.4.1/st

To će uzrokovati zaustavljanje robota

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

{Potražite android aplikaciju "WiFi Robot Controller" u trgovini za reprodukciju kompanije Robo India}

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

Radni video zapis projekta:-