Robot cu 4 roți controlat de Wi-Fi: 6 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:45

Pentru acest proiect, vom dezvolta un robot cu 4 roți folosind ESP8266 care va fi controlat printr-o rețea Wi-Fi. Robotul poate fi controlat dintr-un browser de internet obișnuit, utilizând o interfață proiectată HTML sau, de asemenea, dintr-o aplicație mobilă Android. Cipul ESP8266 este un microcontroler puternic și ieftin, care nu numai că este ușor de utilizat, dar vine și cu conectivitate Wi-Fi la bord. Acesta este doar cipul perfect pentru a controla roboții de la distanță de pe computer sau dispozitivul mobil.

Pentru a încorpora acest cip în proiectul nostru putem folosi o varietate de plăci de dezvoltare bazate pe acest microcontroler.

1. Adafruit Feather Huzzah - Este fabricat de Adafruit și are instrucțiuni și asistență ușor disponibile. Are încărcător de baterie li-po pe tablă, așa că va fi foarte util în proiectele portabile.

2. NodeMCU ESP8266 - Placa este open source și are o documentație excelentă, astfel încât va fi foarte ușor să începeți.

3. Sparkfun ESP8266 - Este ca Huzzah cu adăugarea unui comutator de alimentare și a unei antene externe pentru o gamă mai lungă de Wi-Fi.

4. Wemos D1 Mini - Este cea mai mică dintre toate plăcile, dar acest lucru nu are niciun efect asupra performanței.

Pentru proiectul meu, folosesc Wemos D1 Mini pentru a realiza un robot cu 4 roți controlat prin Wi-Fi. Dar puteți utiliza orice placă de dezvoltare ESP8266 și puteți utiliza același cod Arduino fără a fi necesare modificări. Am proiectat un PCB pentru acest proiect, dar puteți utiliza o placă dot dot pentru a implementa circuitul sau chiar să vă proiectați propriul PCB.

Și vom folosi kitul de șasiu robotic 4WD așa cum se arată în imaginea de mai sus, deoarece este ideal pentru DIY și este cel mai economic kit de mașină robot cu structură mecanică simplă.

Caracteristicile acestui kit: -

1. Vine cu patru motoare BO din plastic separate cu cutie de viteze, este bun pentru manevrabilitate.

2. Șasiul acrilic mare și robust vă permite o extindere excelentă pentru DIY.

3. Set de șasiu pentru mașină inteligentă cu tracțiune integrală. Foarte ușor de instalat, trebuie doar să adăugați microcontroler (cum ar fi Arduino) și module de senzori pentru a construi un robot complet autonom

Pasul 1: Lista componentelor

Wemos D1 Mini [Cantitate - 1]

IC driver driver L293d [Cantitate - 2]

IC expansor de port PCF8574 [Cantitate - 1]

Baterie litiu-ion de 12V [Cantitate - 1]

PCB robot controlat prin Wi-Fi [Cantitate - 1]

Set șasiu pentru mașină inteligentă pentru robot 4WD [Cantitate - 1]

Pasul 2: Creierul proiectului - Consiliul de dezvoltare ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini este o placă de dezvoltare mini Wi-Fi cu bliț de 4 MB bazată pe cipul ESP-8266.

• Are 11 pini de intrare / ieșire digitale, toți pini au întrerupere / pwm / I2C / un fir acceptat (cu excepția D0)
• Are 1 intrare analogică (intrare maximă de 3,2 V)
• Are o conexiune Micro USB pentru programare, precum și o sursă de alimentare.

Această placă, bazată pe ESP8266, este compatibilă cu Arduino IDE, prin urmare poate fi programată folosind Arduino sau poate fi programată și utilizând compilatorul Lua. De asemenea, suportă atât programarea serială, cât și programarea OTA.

Vom programa Wemos D1 Mini folosind Arduino IDE. Pentru a programa placa utilizând Arduino IDE, trebuie îndeplinite următoarele cerințe.

Cerinţă:-

• Driver CH340G
• Instalați ultimul ID Arduino de pe site-ul web Arduino.
• Un cablu micro USB pentru programare

După instalarea driverului și a software-ului arduino, trebuie să instalați „nucleul Arduino pentru cipul WiFi ESP8266” în IDE-ul Arduino, astfel încât să putem programa cipul ESP8266 din mediul Arduino. Acest nucleu Arduino ESP8266 vă permite să scrieți schițe folosind funcții și biblioteci Arduino familiare și să le rulați direct pe ESP8266, nu este necesar niciun microcontroler extern.

ESP8266 Arduino core vine cu biblioteci pentru a comunica prin WiFi folosind TCP și UDP, configurează servere HTTP, mDNS, SSDP și DNS, face actualizări OTA, folosește un sistem de fișiere în memoria flash, lucrează cu carduri SD, servos, periferice SPI și I2C.

Descărcați următorul document pentru a vă face o idee despre cum să instalați nucleul arduino Esp8266.

Pasul 3: Driver motor - L293d

Motor Driver este un IC pentru motoare care vă permite să controlați simultan viteza de lucru și direcția a două motoare.

L293d este proiectat să furnizeze curenți de acționare bidirecționali la tensiuni de la 5 V la 36 V. L293D poate acționa simultan 2 motoare de curent continuu.

L293D este un IC cu driver de motor cu 16 pini. Există 4 pini INPUT, 4 pini OUTPUT și 2 pini ENABLE pentru fiecare motor.

Caracteristici L293D:

Capacitate curent de ieșire 600mA pe canal

Controlul direcției ceasului și a acelor de ceasornic pentru canale individuale

Descrierea pinului L293d:

• Pinul 1: Când Enable1 este HIGH, partea stângă a IC va funcționa, adică motorul conectat cu pinul 3 și pinul 6 se va roti.
• Pinul 2: Intrarea 1, când acest pin este ÎNALT, curentul va curge de la ieșirea 1.
• Pinul 3: Ieșirea 1, acest pin este conectat cu un terminal al motorului.
• Pinul 4/5: pinii GND
• Pinul 6: Ieșirea 2, acest pin este conectat cu un terminal al motorului.
• Pinul 7: Intrarea 2, când acest pin este ÎNALT, curentul va circula de la ieșirea 2.
• Pinul 8: VCC2, acest pin este utilizat pentru a furniza sursa de alimentare motoarelor conectate de la 5V la 36V, depinde de motorul conectat.
• Pinul 9: Când Enable 2 este HIGH, partea dreaptă a IC va funcționa, adică motorul conectat cu pinul 11 și pinul 14 se va roti.
• Pinul 10: Intrarea 4, când acest pin este ÎNALT, curentul va curge de la ieșirea 4.
• Pinul 11: Ieșirea 4, acest pin este conectat cu un terminal al motorului.
• Pin 12/13: pinii GND
• Pinul 14: Ieșirea 3, acest pin este conectat cu un terminal al motorului.
• Pinul 15: Intrarea 3, când acest pin este ÎNALT, curentul va curge de la ieșirea 3.
• Pinul 16: VCC1, pentru alimentarea logică a IC ie 5V.

Astfel, puteți vedea că aveți nevoie de 3 pini digitali pentru a controla fiecare motor (un pini pentru controlul vitezei și doi pini pentru controlul direcției). Dacă un L293d controlează două motoare de curent continuu, atunci vom avea nevoie de două IC-uri L293d pentru a controla patru motoare de curent continuu. Vom folosi motoare BO din plastic pentru acest proiect. Astfel, vedeți că vom avea nevoie de 12 pini digitali pentru a controla toate cele patru motoare de curent continuu, atât cu controlul vitezei, cât și al direcției.

Dar dacă vedeți Wemos D1 mini are doar 11 pini I / O digitale și 1 pini analogici. Pentru a rezolva această problemă, vom conecta cei patru pini de activare (doi pini de activare ai primului L293d și doi pini de activare ai altor L293d) la pinii Wemos Digital în timp ce toți cei opt pini de intrare (patru ai primului L293d și patru ai altor L293d) folosind PCF8574 (un expansor de port I / O) prin I2C.

Pasul 4: PCF8574 - un I / O Port Expander

Wemos D1 Mini (adică ESP8266) are un deficit de pini de intrare / ieșire. Putem crește pinii de intrare / ieșire digitale utilizând I / O expansor IC precum PCF8574, care este un expansor I / O de 8 biți.

Unul dintre avantajele utilizării expansorului I / O PCF8574A este că folosește magistrala I2C, care necesită doar două linii de date, acestea fiind ceas (SCK) și date (SDA). Prin urmare, cu aceste două linii, puteți controla până la opt pini ai aceluiași cip. Prin schimbarea celor trei pini de adresă ai fiecărui PCF8574 putem controla în general 64 de pini.

Acest expansor de intrare / ieșire (I / O) de 8 biți pentru magistrala bidirecțională pe două linii (I2C) este proiectat pentru funcționarea VCC de la 2,5V la 6V. Dispozitivul PCF8574 oferă extindere I / O la distanță de uz general pentru majoritatea familiilor de microcontrolere prin intermediul interfeței I2C [ceas serial (SCL), date seriale (SDA)].

Dispozitivul are un port I / O cvasi-bidirecțional pe 8 biți (P0-P7), inclusiv ieșiri blocate cu capacitate de acționare de curent mare pentru acționarea directă a LED-urilor. Fiecare I / O cvasidirecțională poate fi utilizată ca intrare sau ieșire fără utilizarea unui semnal de control al direcției de date. La pornire, E / S sunt mari.

Vedeți fișierul pdf „PCF8574_With_L293d” de mai jos pentru schema de conectare a PCF8574 cu cele două IC-uri L293d

Pasul 5: Scheme

Am folosit Kicad pentru proiectarea PCB-urilor.

Descărcați pdf-ul schematic de mai jos pentru a vă proiecta propriul PCB sau pentru a-l implementa pe o placă de punct dot.

Pasul 6: Cod

Conectați-vă la următorul punct de acces Wi-Fi: -

// Credențiale de rețea definite de utilizatorsconst char * ssid = "WiFi_Robot";

const char * password = "Automate @ 111";

După conectarea la punctul de acces de mai sus, accesați linkul de mai jos dintr-un browser web: -

192.168.4.1

Veți primi următorul mesaj: -

"salut de la Robot!"

192.168.4.1/fw

Acesta va determina robotul să avanseze

192.168.4.1/bk

Acesta va face ca robotul să se miște înapoi

192.168.4.1/lt

Acesta va face ca robotul să se deplaseze la stânga

192.168.4.1/rt

Acesta va face ca robotul să se deplaseze spre dreapta

192.168.4.1/st

Acesta va determina oprirea robotului

Dacă doriți, puteți controla robotul și prin intermediul aplicației Android realizată de Robo India.

{Căutați aplicația Android „WiFi Robot Controller” pe magazinul de jocuri realizat de Robo India}

[Notă: În orice fel, nu sunt conectat la Robo India și acest lucru nu este pentru publicitate, acesta este proiectul meu personal!]

Video de lucru al proiectului: -