Robot 4 Roda Terkawal Wi-Fi: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:11

Untuk projek ini, kami akan membangunkan Robot 4 Roda menggunakan ESP8266 yang akan dikendalikan melalui Rangkaian Wi-Fi. Robot dapat dikendalikan dari penyemak imbas internet biasa, menggunakan antara muka yang dirancang HTML atau juga dari aplikasi mudah alih android. Cip ESP8266 adalah mikrokontroler yang kuat & murah, yang bukan sahaja mudah digunakan tetapi juga dilengkapi dengan sambungan Wi-Fi di dalam pesawat. Ini hanya cip yang sempurna untuk mengawal robot dari jauh dari komputer atau peranti mudah alih anda.

Untuk memasukkan cip ini ke dalam projek kami, kami dapat menggunakan pelbagai papan pengembangan berdasarkan mikrokontroler ini.

1. Adafruit Feather Huzzah - Ia dibuat oleh Adafruit dan mempunyai petunjuk dan sokongan yang mudah didapati. Ia mempunyai pengecas bateri li-po di papan itu sendiri, jadi ia akan sangat berguna dalam projek mudah alih.

2. NodeMCU ESP8266 - Papan ini adalah sumber terbuka dan mempunyai dokumentasi yang sangat baik sehingga sangat mudah untuk memulakannya.

3. Sparkfun ESP8266 - Seperti Huzzah dengan penambahan suis kuasa dan antena luaran untuk jangkauan Wi-Fi yang lebih lama.

4. Wemos D1 Mini - Ini adalah yang terkecil dari semua papan tetapi ini tidak memberi kesan pada prestasi.

Untuk projek saya, saya menggunakan Wemos D1 Mini untuk membuat Robot 4-Roda Berkawal Wi-Fi. Tetapi anda boleh menggunakan papan pengembangan ESP8266 mana pun dan menggunakan kod Arduino yang sama tanpa memerlukan perubahan. Saya telah merancang PCB untuk projek ini tetapi anda boleh menggunakan papan dot pcb untuk melaksanakan litar atau bahkan merancang pcb anda sendiri.

Dan kami akan menggunakan 4WD Robotic Chassis Kit seperti yang ditunjukkan dalam gambar di atas kerana ia sangat sesuai untuk DIY dan merupakan kit kereta robot paling ekonomik dengan struktur mekanikal yang sederhana.

Ciri-ciri kit ini: -

1. Dilengkapi dengan empat motor plastik BO yang berasingan dengan kotak gear, ia bagus untuk dikendalikan.

2. Casis akrilik yang besar dan kukuh membolehkan anda memperluas ke DIY.

3. Kit casis kereta pintar pacuan empat roda. Sangat mudah dipasang, cukup tambahkan pengawal mikro (seperti Arduino), dan modul sensor untuk membina robot autonomi sepenuhnya

Langkah 1: Senarai Komponen

Wemos D1 Mini [Kuantiti - 1]

IC Pemacu Motor L293d [Kuantiti - 2]

PCF8574 Port Expander IC [Kuantiti - 1]

Bateri Lithium Ion 12V [Kuantiti - 1]

Wi-Fi terkawal Robot PCB [Kuantiti - 1]

Kit Casis Kereta Pintar 4WD Robot [Kuantiti - 1]

Langkah 2: Otak Projek - Lembaga Pembangunan ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini adalah papan pengembangan Wi-Fi mini dengan flash 4MB berdasarkan ESP-8266 Chip.

• Mempunyai 11 pin input / output digital, semua pin mempunyai interrupt / pwm / I2C / one-wire yang disokong (kecuali D0)
• Mempunyai 1 input analog (input maksimum 3.2V)
• Mempunyai sambungan Micro USB untuk pengaturcaraan dan juga bekalan kuasa.

Papan ini berdasarkan ESP8266 maka Arduino IDE serasi, oleh itu ia dapat diprogramkan menggunakan Arduino atau juga dapat diprogramkan menggunakan penyusun Lua. Ia juga menyokong pengaturcaraan bersiri dan OTA.

Kami akan memprogram Wemos D1 Mini menggunakan Arduino IDE. Untuk memprogram papan menggunakan Arduino IDE syarat berikut perlu dipenuhi.

Keperluan: -

• Pemandu CH340G
• Pasang Arduino IDE Terbaru dari laman web Arduino.
• Kabel usb mikro untuk pengaturcaraan

Setelah memasang pemacu dan perisian arduino, anda perlu memasang "Arduino core untuk cip WiFi ESP8266" di dalam Arduino IDE sehingga kami dapat memprogram cip ESP8266 dari lingkungan Arduino. Inti ESP8266 Arduino ini membolehkan anda menulis lakaran menggunakan fungsi dan perpustakaan Arduino yang sudah biasa, dan menjalankannya secara langsung di ESP8266, tidak diperlukan mikrokontroler luaran.

ESP8266 Arduino core dilengkapi dengan perpustakaan untuk berkomunikasi melalui WiFi menggunakan TCP dan UDP, mengatur HTTP, mDNS, SSDP, dan pelayan DNS, melakukan kemas kini OTA, menggunakan sistem fail dalam memori kilat, bekerja dengan kad SD, servo, SPI dan periferal I2C.

Muat turun dokumen berikut untuk mendapatkan idea mengenai cara memasang inti arduino Esp8266.

Langkah 3: Pemandu Motor - L293d

Pemandu Motor adalah IC untuk motor yang membolehkan anda mengawal kelajuan dan arah kerja dua motor secara serentak.

L293d direka untuk menyediakan arus pemacu dua arah pada voltan dari 5 V hingga 36 V. L293D dapat menggerakkan 2 motor DC secara serentak.

L293D adalah IC Pemandu Motor 16 Pin. Terdapat 4 pin INPUT, 4 pin OUTPUT dan 2 pin ENABLE untuk setiap motor.

Ciri L293D:

Keupayaan arus keluaran 600mA setiap saluran

Jam dan kawalan arah lawan jam untuk saluran individu

Huraian Pin L293d:

• Pin 1: Apabila Enable1 TINGGI, bahagian kiri IC akan berfungsi, iaitu motor yang disambungkan dengan pin 3 dan pin 6 akan berputar.
• Pin 2: Input 1, apabila pin ini TINGGI arus akan mengalir walaupun output 1.
• Pin 3: Output 1, pin ini dihubungkan dengan satu terminal motor.
• Pin 4/5: Pin GND
• Pin 6: Output 2, pin ini dihubungkan dengan satu terminal motor.
• Pin 7: Input 2, apabila pin ini TINGGI arus akan mengalir walaupun output 2.
• Pin 8: VCC2, pin ini digunakan untuk memberi bekalan kuasa ke motor yang disambungkan dari maksimum 5V hingga 36V bergantung pada Motor yang disambungkan.
• Pin 9: Apabila Enable 2 berada pada TINGGI, bahagian kanan IC akan berfungsi, iaitu motor yang disambungkan dengan pin 11 dan pin 14 akan berputar.
• Pin 10: Input 4, apabila pin ini TINGGI arus akan mengalir walaupun output 4.
• Pin 11: Output 4, pin ini dihubungkan dengan satu terminal motor.
• Pin 12/13: Pin GND
• Pin 14: Output 3, pin ini dihubungkan dengan satu terminal motor.
• Pin 15: Input 3, apabila pin ini TINGGI arus akan mengalir walaupun output 3.
• Pin 16: VCC1, untuk kuasa bekalan logik ke IC iaitu 5V.

Oleh itu, anda dapat melihat bahawa anda memerlukan 3 pin digital untuk mengawal setiap motor (satu pin untuk kawalan kelajuan dan dua pin untuk kawalan arah). Sekiranya satu L293d mengendalikan dua motor DC maka kita akan memerlukan dua L293d IC untuk mengawal empat Motor DC. Kami akan menggunakan BO Motor plastik untuk projek ini. Oleh itu, anda akan memerlukan 12 pin digital untuk mengawal keempat-empat motor DC secara bebas dengan kawalan kelajuan dan arah.

Tetapi jika anda melihat Wemos D1 mini hanya mempunyai 11 pin I / O Digital dan 1 pin Analog. Untuk menyelesaikan masalah ini, kita akan menghubungkan empat pin aktif (dua pin aktif L293d pertama dan dua pin pin L293d yang lain) ke pin Digital Wemos secara langsung sementara semua lapan pin input (empat L293d pertama dan empat L293d lain) menggunakan PCF8574 (An expander port I / O) melalui I2C.

Langkah 4: PCF8574 - Pengembang Port I / O

Wemos D1 Mini (mis. ESP8266) kekurangan pin input / output. Kita boleh meningkatkan pin input / output digital menggunakan IC expander I / O seperti PCF8574, yang merupakan expander 8 / bit I / O.

Salah satu kelebihan menggunakan PCF8574A I / O expander adalah menggunakan bas I2C, yang hanya memerlukan dua baris data, iaitu jam (SCK) dan data (SDA). Oleh itu, dengan dua baris ini, anda boleh mengawal sehingga lapan pin cip yang sama. Dengan menukar tiga pin alamat setiap PCF8574 kita dapat mengawal keseluruhan 64 pin.

Pengembang input / output 8-bit (I / O) ini untuk bas dua arah dua arah (I2C) direka untuk operasi VV 2.5V hingga 6V. Peranti PCF8574 menyediakan pengembangan I / O jarak jauh tujuan umum untuk kebanyakan keluarga pengawal mikro melalui antara muka I2C [jam bersiri (SCL), data bersiri (SDA)].

Peranti ini mempunyai port I / O kuasi-dua arah 8-bit (P0 – P7), termasuk output yang terkunci dengan kemampuan pemacu arus tinggi untuk mengarahkan LED secara langsung. Setiap I / O kuasi-dua arah dapat digunakan sebagai input atau output tanpa menggunakan isyarat kawalan arah data. Semasa menghidupkan, I / Os tinggi.

Lihat fail pdf "PCF8574_With_L293d" di bawah untuk rajah sambungan PCF8574 dengan dua IC L293d

Langkah 5: Skematik

Saya telah menggunakan Kicad untuk merancang PCB.

Muat turun pdf skema di bawah ini untuk merancang pcb anda sendiri atau melaksanakannya pada papan titik pcb.

Langkah 6: Kod

Sambungkan ke Titik Akses Wi-Fi berikut: -

// Credentialsconst Network Defined Pengguna char * ssid = "WiFi_Robot";

const char * kata laluan = "Automasikan @ 111";

Setelah menyambung ke titik akses di atas, pergi ke pautan di bawah dalam penyemak imbas web: -

192.168.4.1

Anda akan mendapat mesej berikut: -

"halo dari Robot!"

192.168.4.1/fw

Ia akan menyebabkan robot bergerak ke hadapan

192.168.4.1/bk

Ia akan menyebabkan robot bergerak ke belakang

192.168.4.1/lt

Ia akan menyebabkan robot bergerak ke kiri

192.168.4.1/rt

Ia akan menyebabkan robot bergerak ke kanan

192.168.4.1/st

Ia akan menyebabkan robot berhenti

Sekiranya anda mahu, anda juga boleh mengawal robot melalui aplikasi Android buatan Robo India.

{Cari aplikasi android "WiFi Robot Controller" di playstore buatan Robo India}

[Catatan: Dengan cara apa pun saya tidak berhubung dengan Robo India dan ini bukan untuk iklan, ini adalah projek peribadi saya!]

Video Kerja Projek: -