רובוט בעל 4 גלגלים מבוקר Wi-Fi: 6 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

עבור פרויקט זה, אנו מפתחים רובוט בעל 4 גלגלים באמצעות ESP8266 אשר יהיה נשלט באמצעות רשת Wi-Fi. הרובוט ניתן לשליטה מדפדפן אינטרנט רגיל, באמצעות ממשק מעוצב HTML או גם מאפליקציה לנייד אנדרואיד. שבב ESP8266 הוא מיקרו-בקר חזק וזול, שהוא לא רק קל לשימוש אלא גם מגיע עם קישוריות Wi-Fi המשולבת. זהו השבב המושלם לשלוט ברובוטים מרחוק מהמחשב או מהמכשיר הנייד שלך.

כדי לשלב שבב זה בפרויקט שלנו אנו יכולים להשתמש במגוון לוחות פיתוח המבוססים על מיקרו -בקר זה.

1. חיזת נוצות Adafruit - היא מיוצרת על ידי Adafruit ויש לה הוראות ותמיכה זמינים. יש לו מטען סוללות li-po על הלוח עצמו, כך שהוא יהיה שימושי מאוד בפרויקטים ניידים.

2. NodeMCU ESP8266 - הלוח הוא קוד פתוח ובעל תיעוד מצוין כך שיהיה קל מאוד להתחיל.

3. Sparkfun ESP8266 - זה כמו החוזה בתוספת מתג הפעלה ואנטנה חיצונית לטווח Wi -Fi ארוך יותר.

4. Wemos D1 Mini - זהו הקטן מכל הלוחות אך אין לכך השפעה על הביצועים.

עבור הפרויקט שלי, אני משתמש ב- Wemos D1 Mini כדי ליצור רובוט בעל 4 גלגלים נשלט באמצעות Wi-Fi. אבל אתה יכול להשתמש בכל לוח פיתוח ESP8266 ולהשתמש באותו קוד Arduino ללא כל צורך בשינויים. תכננתי לוח PCB לפרויקט זה, אך תוכל להשתמש בלוח PCB נקודתי ליישום המעגל או אפילו לעצב PCB משלך.

ואנו נשתמש בערכת מארז רובוטית 4WD כפי שמוצג בתמונה למעלה מכיוון שהיא אידיאלית עבור DIY והיא ערכת מכוניות הרובוט החסכונית ביותר עם מבנה מכני פשוט.

תכונות של ערכה זו:-

1. מגיע עם ארבעה מנועי פלסטיק BO נפרדים עם תיבת הילוכים זה טוב לתמרון.

2. מארז אקרילי גדול ויציב מאפשר הרחבה נהדרת עבורך לביצוע DIY.

3. ערכת מארז חכמה לרכב מונע בעל ארבע גלגלים. קל מאוד להתקנה, פשוט הוסף מיקרו-בקר (כגון Arduino) ומודולי חיישן לבניית רובוט אוטונומי לחלוטין.

שלב 1: רשימת רכיבים

Wemos D1 Mini [כמות - 1]

נהג מנוע L293d IC [כמות - 2]

PCF8574 IC Expander IC [כמות - 1]

סוללת ליתיום יון 12V [כמות - 1]

PCB רובוט נשלט על ידי Wi-Fi [כמות-1]

ערכת מארז חכם לרכב רובוט 4WD [כמות - 1]

שלב 2: מוח הפרויקט - לוח פיתוח ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini הוא לוח פיתוח מיני Wi-Fi עם פלאש 4MB המבוסס על שבב ESP-8266.

• בעל 11 סיכות קלט/יציאה דיגיטליות, לכל הפינים יש תמיכת interrupt/pwm/I2C/חוט אחד (למעט D0)
• בעל כניסת אנלוגית אחת (כניסת מקסימום 3.2V)
• בעל חיבור מיקרו USB לתכנות וכן ספק כוח.

לוח זה כפי שהוא מבוסס על ESP8266 ומכאן שהוא תואם Arduino IDE, ולכן ניתן לתכנת אותו באמצעות Arduino או שניתן לתכנת אותו גם באמצעות מהדר Lua. הוא תומך גם בתכנות סדרתי וגם בתכנות OTA.

אנו מתכנתים את ה- Wemos D1 Mini באמצעות Arduino IDE. כדי לתכנת את הלוח באמצעות Arduino IDE יש לעמוד בדרישות הבאות.

דְרִישָׁה:-

• נהג CH340G
• התקן את ה- Arduino IDE העדכני ביותר מאתר Arduino.
• כבל מיקרו USB לתכנות

לאחר התקנת מנהל ההתקן ותוכנת arduino עליך להתקין את "ליבת Arduino עבור שבב WiFi ESP8266" בתוך ה- Arduino IDE על מנת שנוכל לתכנת את שבב ESP8266 מהסביבה של Arduino. גרעין ESP8266 Arduino זה מאפשר לך לכתוב סקיצות באמצעות פונקציות וספריות מוכרות של Arduino ולהריץ ישירות על ESP8266, ללא צורך במיקרו -בקר חיצוני.

הליבה ESP8266 Arduino מגיעה עם ספריות לתקשר באמצעות WiFi באמצעות TCP ו- UDP, הגדרת שרתי HTTP, mDNS, SSDP ו- DNS, בצע עדכוני OTA, השתמש במערכת קבצים בזיכרון פלאש, עבודה עם כרטיסי SD, סרוווס, ציוד היקפי SPI ו- I2C.

הורד את המסמך הבא כדי לקבל מושג כיצד להתקין את ליבת הארדואינו Esp8266.

שלב 3: נהג מנוע - L293d

נהג המנוע הוא IC למנועים המאפשר לך לשלוט במהירות העבודה ובכיוון שני מנועים בו זמנית.

L293d נועד לספק זרמי הנעה דו -כיווניים במתח של 5 V עד 36 V. L293D יכול להניע 2 מנועי DC בו זמנית.

L293D הוא IC נהג מנועי 16 פינים. ישנם 4 סיכות INPUT, 4 סיכות OUTPUT ו -2 סיכה ENABLE לכל מנוע.

תכונות L293D:

יכולת זרם פלט 600mA לערוץ

שעון ובקרת כיוון נגד כיוון השעון לערוצים בודדים

תיאור סיכה של L293d:

• סיכה 1: כאשר Enable1 הוא HIGH, החלק השמאלי של ה- IC יעבוד, כלומר המנוע המחובר עם סיכה 3 וסיכה 6 יסתובב.
• סיכה 2: קלט 1, כאשר סיכה זו היא גבוהה הזרם יזרום למרות פלט 1.
• פין 3: יציאה 1, סיכה זו מחוברת עם מסוף אחד של המנוע.
• סיכה 4/5: סיכות GND
• פין 6: פלט 2, סיכה זו מחוברת עם מסוף אחד של המנוע.
• סיכה 7: קלט 2, כאשר סיכה זו היא גבוהה הזרם יזרום למרות פלט 2.
• פין 8: VCC2, סיכה זו משמשת לתת אספקת חשמל למנועים מחוברים מ- 5V עד 36V לכל היותר תלוי במנוע המחובר.
• סיכה 9: כאשר הפעל 2 הוא גבוה, החלק הימני של ה- IC יעבוד, כלומר המנוע המחובר עם סיכה 11 וסיכה 14 יסתובב.
• פין 10: קלט 4, כאשר סיכה זו היא גבוהה הזרם יזרום למרות הפלט 4.
• פין 11: יציאה 4, סיכה זו מחוברת עם מסוף אחד של המנוע.
• סיכה 12/13: סיכות GND
• פין 14: יציאה 3, סיכה זו מחוברת עם מסוף אחד של המנוע.
• פין 15: קלט 3, כאשר סיכה זו היא גבוהה הזרם יזרום למרות פלט 3.
• פין 16: VCC1, עבור כוח אספקת לוגיקה ל- IC כלומר 5V.

לפיכך, אתה יכול לראות שאתה צריך 3 סיכות דיגיטליות כדי לשלוט בכל מנוע (סיכה אחת לבקרת מהירות ושני סיכות לבקרת כיוון). אם L293d אחד שולט בשני מנועי DC אז נצטרך שני L293d IC כדי לשלוט בארבעה מנועי DC. אנו הולכים להשתמש במנועי BO מפלסטיק לפרויקט זה. לפיכך, אתה רואה שנדרש 12 סיכות דיגיטליות לשליטה בכל ארבעת מנועי ה- DC באופן עצמאי הן עם בקרת מהירות והן כיוון.

אבל אם אתה רואה שב- Wemos D1 mini יש רק 11 סיכות קלט/פלט דיגיטליות ופין אנלוגי אחד. כדי לפתור בעיה זו אנו הולכים לחבר את ארבעת סיכות ההפעלה (שני סיכות הפעלה של L293d הראשון ושני סיכות הפעלה של L293d אחרות) לסיכות Wemos Digital ישירות בעוד כל שמונה סיכות הכניסה (ארבעה מתוך L293d הראשונים וארבעה L293d אחרים) באמצעות PCF8574 (מרחיב יציאות קלט/פלט) באמצעות I2C.

שלב 4: PCF8574 - מרחיב יציאות קלט/פלט

ל- Wemos D1 Mini (כלומר ESP8266) יש מחסור בסיכות קלט/פלט. אנו יכולים להגדיל את סיכות הכניסה/הפלט הדיגיטליות באמצעות IC expander I/O כמו PCF8574, שהוא מרחיב I/O של 8 ביט.

אחד היתרונות בשימוש במרחף קלט/פלט PCF8574A הוא שהוא משתמש באוטובוס I2C, הדורש שתי קווי נתונים בלבד, הם שעון (SCK) ונתונים (SDA). לכן, עם שני הקווים האלה, אתה יכול לשלוט בעד שמונה סיכות של אותו שבב. על ידי שינוי שלושת סיכות הכתובת של כל PCF8574 נוכל לשלוט בסך הכל על 64 סיכות.

הרחבת 8 סיביות קלט/פלט (I/O) עבור האוטובוס הדו-כיווני הדו-כיווני (I2C) מיועדת להפעלה של 2.5V עד 6V VCC. מכשיר PCF8574 מספק הרחבת קלט/פלט מרחוק לכל רוב משפחות המיקרו-בקר באמצעות ממשק I2C [שעון טורי (SCL), נתונים סדרתיים (SDA)].

המכשיר כולל יציאת קלט/פלט דו-כיווני של 8 סיביות (P0 – P7), כולל יציאות מנותקות עם יכולת כונן זרם גבוה להנעת נוריות ישירות. ניתן להשתמש בכל קלט/פלט דו-כיווני ככניסה או פלט ללא שימוש באות בקרת כיוון נתונים. בעת ההפעלה, הקלטים/פלטים גבוהים.

עיין בקובץ ה- pdf "PCF8574_With_L293d" למטה לתרשים החיבור של PCF8574 עם שני ה- L293d IC

שלב 5: תרשימים

השתמשתי ב- Kicad לעיצוב PCB.

הורד את קובץ ה- PDF הסכמתי להלן כדי לעצב מחשב לוח משלך או ליישם אותו על לוח PCB נקודה.

שלב 6: קוד

התחבר לנקודת הגישה הבאה ל- Wi-Fi:-

// אישורי רשת מוגדר על ידי המשתמש sconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* password = "אוטומציה@111";

לאחר התחברות לנקודת הגישה לעיל עבור אל הקישור שלהלן בדפדפן אינטרנט:-

192.168.4.1

תקבל את ההודעה הבאה:-

"שלום מרובוט!"

192.168.4.1/fw

זה יגרום לרובוט להתקדם

192.168.4.1/bk

זה יגרום לרובוט לנוע לאחור

192.168.4.1/lt

זה יגרום לרובוט לזוז שמאלה

192.168.4.1/rt

זה יגרום לרובוט לנוע ימינה

192.168.4.1/st

זה יגרום לרובוט לעצור

אם תרצה תוכל גם לשלוט ברובוט באמצעות אפליקציית האנדרואיד מתוצרת Robo India.

{חפש את אפליקציית האנדרואיד "בקר רובוט WiFi" בחנות המשחקים מתוצרת Robo India}

[הערה: בכל דרך שאני לא מחובר לרובו הודו וזה לא לפרסום, זה הפרויקט האישי שלי!]

סרטון עבודה של הפרויקט:-