Kinokontrol ng Wi-Fi na 4-Wheeled Robot: 6 na Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Para sa proyektong ito, bubuo kami ng isang 4-Wheeled Robot gamit ang ESP8266 na makokontrol sa isang Wi-Fi Network. Ang robot ay maaaring makontrol mula sa isang ordinaryong internet browser, gamit ang isang interface na dinisenyo ng HTML o din mula sa isang android mobile application. Ang ESP8266 chip ay isang malakas at murang microcontroller, na kung saan ay hindi lamang madaling gamitin ngunit mayroon ding onboard Wi-Fi na pagkakakonekta. Ito ay ang perpektong maliit na maliit na tilad upang makontrol ang mga robot nang malayuan mula sa iyong computer o mobile device.

Upang isama ang chip na ito sa aming proyekto maaari kaming gumamit ng iba't ibang mga development board batay sa microcontroller na ito.

1. Adafruit Feather Huzzah - Ito ay ginawa ng Adafruit at madaling makukuha ang mga tagubilin at suporta. Mayroon itong li-po charger ng baterya sa board mismo, kaya't talagang darating ito sa mga portable na proyekto.

2. NodeMCU ESP8266 - Ang board ay bukas na mapagkukunan at may mahusay na dokumentasyon kaya't napakadaling magsimula.

3. Sparkfun ESP8266 - Ito ay tulad ng Huzzah na may pagdaragdag ng isang power switch at isang panlabas na antena para sa isang mas mahabang saklaw ng Wi-Fi.

4. Wemos D1 Mini - Ito ang pinakamaliit sa lahat ng mga board ngunit wala itong epekto sa pagganap.

Para sa aking proyekto, gumagamit ako ng Wemos D1 Mini upang makagawa ng isang Wi-Fi Controlled 4-Wheeled Robot. Ngunit maaari mong gamitin ang anumang ESP8266 development board at gamitin ang parehong Arduino code nang walang kinakailangang mga pagbabago. Nagdisenyo ako ng isang PCB para sa proyektong ito ngunit maaari mong gamitin ang isang tuldok na board ng pcb upang ipatupad ang circuit o kahit na idisenyo ang iyong sariling pcb.

At gagamit kami ng 4WD Robotic Chassis Kit tulad ng ipinakita sa imahe sa itaas dahil mainam ito para sa DIY at ang pinaka matipid na robot car kit na may simpleng istrakturang mekanikal.

Mga tampok ng kit na ito: -

1. May apat na magkakahiwalay na BO plastic motor na may gearbox mabuti para sa kadaliang mapakilos.

2. Malaki, matibay na acrylic chassis ay nagbibigay-daan sa mahusay na pagpapalawak para sa iyo sa DIY.

3. Four wheel drive smart car chassis kit. Napakadaling mai-install, magdagdag lamang ng micro-controller (tulad ng Arduino), at mga module ng sensor upang makabuo ng isang ganap na autonomous na robot

Hakbang 1: Listahan ng Component

Wemos D1 Mini [Dami - 1]

L293d Motor Driver IC [Dami - 2]

PCF8574 Port Expander IC [Dami - 1]

12V Lithium Ion Battery [Dami - 1]

Kontroladong Wi-Fi Robot PCB [Dami - 1]

4WD Robot Smart Car Chassis Kit [Dami - 1]

Hakbang 2: Utak ng Proyekto - ESP8266 Development Board (Wemos D1 Mini)

Ang Wemos D1 Mini ay isang mini Wi-Fi development board na may 4MB flash batay sa ESP-8266 Chip.

• May 11 digital input / output pin, lahat ng mga pin ay nakagambala / pwm / I2C / isang-wire na suportado (maliban sa D0)
• Mayroong 1 analog input (3.2V max input)
• May isang koneksyon sa Micro USB para sa pag-program pati na rin ang isang supply ng kuryente.

Ang board na ito ay batay sa ESP8266 samakatuwid ay tugma ang Arduino IDE, samakatuwid maaari itong mai-program gamit ang Arduino o maaari ding mai-program gamit ang Lua compiler. Sinusuportahan din nito ang parehong serial at OTA program.

Magpo-program kami ng Wemos D1 Mini gamit ang Arduino IDE. Upang ma-program ang board gamit ang Arduino IDE sumusunod na mga kinakailangan ay kailangang matugunan.

Pangangailangan:-

• CH340G driver
• I-install ang Pinakabagong Arduino IDE mula sa Arduino website.
• Isang micro usb cable para sa pagprograma

Matapos mai-install ang driver at ang arduino software kailangan mong i-install ang "Arduino core para sa ESP8266 WiFi chip" sa loob ng Arduino IDE upang maprograma namin ang chip ng ESP8266 mula sa Arduino na kapaligiran. Hinahayaan ka ng core ng ESP8266 Arduino na ito na sumulat ng mga sketch gamit ang pamilyar na mga pag-andar at aklatan ng Arduino, at direktang patakbuhin ang mga ito sa ESP8266, walang kinakailangang panlabas na microcontroller.

Ang ESP8266 Arduino core ay mayroong mga aklatan upang makipag-usap sa paglipas ng WiFi gamit ang TCP at UDP, i-set up ang HTTP, mDNS, SSDP, at mga DNS server, gawin ang mga pag-update ng OTA, gumamit ng isang file system sa flash memory, gumana sa mga SD card, servos, SPI at I2C peripheral.

I-download ang sumusunod na dokumento upang makakuha ng isang ideya tungkol sa kung paano i-install ang Esp8266 arduino core.

Hakbang 3: Motor Driver - L293d

Ang Motor Driver ay isang IC para sa mga motor na nagbibigay-daan sa iyo upang makontrol ang bilis ng pagtatrabaho at direksyon ng dalawang motor nang sabay-sabay.

Ang L293d ay dinisenyo upang magbigay ng mga bidirectional drive na alon sa mga voltages mula 5 V hanggang 36 V. Ang L293D ay maaaring magdala ng 2 DC motor nang sabay-sabay.

Ang L293D ay isang 16 Pin Motor Driver IC. Mayroong 4 na INPUT pin, 4 OUTPUT pin at 2 ENABLE pin para sa bawat motor.

Mga Tampok ng L293D:

600mA output kasalukuyang kakayahan bawat channel

Clock at Anti-clockwise control na direksyon para sa mga indibidwal na channel

Paglalarawan ng Pin ng L293d:

• Pin 1: Kapag ang Enable1 ay TAAS, Ang kaliwang bahagi ng IC ay gagana, ie motor na konektado sa pin 3 at pin 6 ay paikutin.
• Pin 2: Input 1, kapag ang pin na ito ay TAAS ang kasalukuyang daloy bagaman output 1.
• Pin 3: Output 1, ang pin na ito ay konektado sa isang terminal ng motor.
• Pin 4/5: Mga pin ng GND
• Pin 6: Output 2, ang pin na ito ay konektado sa isang terminal ng motor.
• Pin 7: Input 2, kapag ang pin na ito ay TAAS ang kasalukuyang daloy bagaman output 2.
• Pin 8: VCC2, ang pin na ito ay ginagamit upang magbigay ng suplay ng kuryente sa mga nakakonektang motor mula 5V hanggang 36V na maximum ay nakasalalay sa konektado sa Motor.
• Pin 9: Kapag ang Paganahin ang 2 ay Mataas, gagana ang kanang bahagi ng IC, ibig sabihin, ang motor na konektado sa pin 11 at pin 14 ay paikutin.
• Pin 10: Input 4, kapag ang pin na ito ay TAAS ang kasalukuyang daloy bagaman output 4.
• Pin 11: Output 4, ang pin na ito ay konektado sa isang terminal ng motor.
• Pin 12/13: Mga pin ng GND
• Pin 14: Output 3, ang pin na ito ay konektado sa isang terminal ng motor.
• Pin 15: Input 3, kapag ang pin na ito ay TAAS ang kasalukuyang daloy bagaman output 3.
• Pin 16: VCC1, para sa kapangyarihan ng supply ng lohika sa IC ie 5V.

Kaya, maaari mong makita na nangangailangan ka ng 3 mga digital na pin upang makontrol ang bawat motor (isang pin para sa kontrol sa bilis at dalawang pin para sa kontrol sa direksyon). Kung ang isang L293d ay kumokontrol sa dalawang DC motor pagkatapos ay mangangailangan kami ng dalawang L293d IC upang makontrol ang apat na DC Motors. Gagamitin namin ang plastik na BO Motors para sa proyektong ito. Sa gayon, nakikita mong kakailanganin namin ang 12 digital pin upang makontrol ang lahat ng apat na DC motor nang nakapag-iisa na may parehong kontrol sa bilis at direksyon.

Ngunit kung nakikita mo ang Wemos D1 mini ay mayroon lamang 11 Digital I / O pin at 1 Analog pin. Upang malutas ang problemang ito ikokonekta namin ang apat na pin na paganahin (dalawang paganahin ang mga pin ng unang L293d at dalawang paganahin ang mga pin ng iba pang L293d) sa Wemos Digital na mga pin nang direkta habang ang lahat ng walong mga input pin (apat sa unang L293d at apat na iba pang L293d) gamit ang PCF8574 (Isang I / O port expander) sa pamamagitan ng I2C.

Hakbang 4: PCF8574 - isang I / O Port Expander

Ang Wemos D1 Mini (ibig sabihin, ESP8266) ay may kakulangan ng mga input / output pin. Maaari naming dagdagan ang mga digital input / output pin gamit ang I / O expander IC tulad ng PCF8574, na kung saan ay isang 8 bit I / O expander.

Ang isa sa mga pakinabang ng paggamit ng PCF8574A I / O expander ay ang paggamit ng I2C bus, na nangangailangan lamang ng dalawang linya ng data, ang mga ito ay orasan (SCK) at data (SDA). Samakatuwid, sa dalawang linya na ito, makokontrol mo ang hanggang sa walong mga pin ng parehong chip. Sa pamamagitan ng pagbabago ng tatlong mga pin ng address ng bawat PCF8574 maaari naming makontrol ang pangkalahatang 64 na mga pin.

Ang 8-bit input / output (I / O) expander na ito para sa two-line bidirectional bus (I2C) ay idinisenyo para sa operasyon ng 2.5V hanggang 6V VCC. Ang aparato ng PCF8574 ay nagbibigay ng pangkalahatang-layunin na remote I / O pagpapalawak para sa karamihan ng mga pamilyang microcontroller sa pamamagitan ng interface ng I2C [serial clock (SCL), serial data (SDA)].

Nagtatampok ang aparato ng isang 8-bit quasi-bidirectional I / O port (P0 – P7), kasama ang mga naka-lat output na may mataas na kasalukuyang kakayahan sa pagmamaneho para sa direktang pagmamaneho ng mga LED. Ang bawat quasi-bidirectional I / O ay maaaring magamit bilang isang input o output nang walang paggamit ng isang signal-control signal na direksyon. Sa kapangyarihan, mataas ang I / Os.

Tingnan ang nasa ibaba na "PCF8574_With_L293d" file na PDF para sa diagram ng koneksyon ng PCF8574 kasama ang dalawang L293d IC's

Hakbang 5: Mga Skematika

Gumamit ako ng Kicad para sa pagdidisenyo ng PCB.

I-download ang nasa ibaba ng eskematiko na pdf upang mag-disenyo ng iyong sariling pcb o ipatupad ito sa isang tuldok na board ng pcb.

Hakbang 6: Code

Kumonekta sa sumusunod na Wi-Fi Access Point: -

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

const char * password = "I-automate @ 111";

Pagkatapos kumonekta sa itaas na point ng pag-access pumunta sa link sa ibaba sa isang web browser: -

192.168.4.1

Makakakuha ka ng sumusunod na mensahe: -

"hello from Robot!"

192.168.4.1/fw

Magiging sanhi ito ng robot na sumulong

192.168.4.1/bk

Ito ay magiging sanhi ng robot upang ilipat paatras

192.168.4.1/lt

Magiging sanhi ito ng robot na kumilos pakaliwa

192.168.4.1/rt

Magiging sanhi ito ng paggalaw ng tama ng robot

192.168.4.1/stst

Ito ay magiging sanhi ng paghinto ng robot

Kung nais mo maaari mo ring kontrolin ang robot sa pamamagitan ng Android app na ginawa ng Robo India.

{Paghahanap para sa "WiFi Robot Controller" android app sa playstore na ginawa ng Robo India}

[Tandaan: Sa anumang paraan hindi ako nakakonekta sa Robo India at hindi ito para sa ad, ito ang aking personal na proyekto!]

Paggawa ng Video ng Proyekto: -