Robot bốn người điều khiển WIFI AP ESP8266: 15 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:33

Đây là hướng dẫn tạo rô bốt 12 DOF hoặc bốn chân (bốn chân) sử dụng servo SG90 với trình điều khiển servo và nó có thể được điều khiển bằng máy chủ Web WIFI thông qua trình duyệt trên điện thoại thông minh

Tổng chi phí cho dự án này là khoảng US $ 55 (Đối với phần điện tử và khung robot bằng nhựa)

Bước 1: Chuẩn bị khung

Tất cả đối tượng 3D đều có thể tải xuống miễn phí tại @ www.myminifactory.com hoặc www.thingiverse.com

In nó bằng cách sử dụng vật liệu hỗ trợ cho một số bộ phận như Chân, Hông và Đùi

Danh sách phần đã in:

1x thân cơ sở

1x Bìa

1x giá đỡ pin

4x Hips (loại A & B)

4x Thight (loại A & B)

Chân 4x (loại A & B)

4x Shield

Ống lót 12x + vít 12x 2mm

Bước 2: Lắp ráp khung robot

làm theo từng bước video ở trên để lắp ráp khung, vít cho lỗ kích thước 2mm

Bước 3: Bộ phận điện tử (Wemos D1 Mini)

Có rất nhiều biến thể NodeMCU trên thị trường và về cơ bản có cùng chức năng, đối với dự án này, tôi chọn Wemos D1 Mini.

Phần này sẽ được phục vụ như một Máy chủ Web cho bốn nhân của chúng tôi như một Điểm truy cập.

Những gì bạn cần chỉ là kết nối với Quadruped AP và kiểm soát tất cả chuyển động của robot của bạn và có thể cho dự án trong tương lai, nó sẽ hiển thị tất cả bảng điều khiển cảm biến mà bạn cần…

D1 mini này, là một bo mạch WIFI mini dựa trên ESP-8266EX. và nó có 11 chân đầu vào / đầu ra kỹ thuật số, tất cả các chân đều được hỗ trợ ngắt / pwm / I2C / một dây (ngoại trừ D0) 1 đầu vào tương tự (đầu vào tối đa 3.3V) kết nối Micro USB

Làm thế nào để bắt đầu:

1. Cài đặt cho Arduino 1.6.7 từ trang web dành cho Arduino.
2. Khởi động Arduino và mở cửa sổ Preferences.
3. vào trường URL trình quản lý bảng bổ sung. Bạn có thể thêm nhiều URL, phân tách chúng bằng dấu phẩy.
4. Mở Tools → Board: xxx → Boards Manager và cài đặt esp8266 bởi Cộng đồng ESP8266 (và đừng quên chọn board ESP8266 của bạn từ menu Tools> Board sau khi cài đặt).

Để biết thêm chi tiết, bạn có thể xem video ở trên

Bấm vào đây để tìm kiếm trong Aliexpress

Đối với dự án này, tất cả những gì bạn cần là kết nối Ghim này:

1. Chân NodeMCU RX kết nối với chân Arduino Nano TX
2. Chân NodeMCU TX kết nối với chân Arduino Nano RX
3. Chân NodeMCU G kết nối với chân ra DC-DC mini 5v Stepdown (-)
4. Chân NodeMCU5V kết nối với chân ra DC-DC mini 5v Stepdown (+)

PS: Để lập trình bo mạch này, bạn phải ngắt kết nối tất cả các chân gắn vào arduino và DC-DC bước xuống, nếu không bạn sẽ gặp lỗi…

Bước 4: Bộ phận điện tử (Arduino Nano)

Tương tự với NodeMCU, đối với bo mạch arduino, bạn có thể sử dụng bất kỳ bo mạch nào phù hợp với mình như Arduino Pro Mini, Arduino Nano hoặc khác.

Nhưng đối với dự án này, tôi chọn Arduino Nano, bởi vì tôi không cần nhiều pin mà tôi đã sử dụng, nó nhỏ và không cần FTDI để lập trình nó.

bấm vào đây để tìm kiếm trong Aliexpress

Đối với dự án này, tôi chỉ sử dụng:

1. Chân Arduino nano RX kết nối với chân NodeMCU TX
2. Chân Arduino nano TX kết nối với chân NodeMCU RX
3. Chân Ardiono nano A4 kết nối với chân PCA9685 SDA
4. Chân Arduino nano A5 kết nối với chân PCA9685 SCL
5. Chân Arduino nano GND kết nối với chân ra DC-DC mini 5v Stepdown (-)
6. Chân cắm 5V Arduino nano kết nối với chân ra DC-DC mini 5v Stepdown (+)

xem lược đồ ở trên để biết thêm chi tiết

PS: Để lập trình bo mạch này, bạn phải ngắt kết nối tất cả các chân gắn với NodeMCU và DC-DC bước xuống, nếu không bạn sẽ gặp lỗi…

Bước 5: Bộ phận điện tử (Tower Pro 9g Micro Servo)

Đây là loại servo mini phổ biến nhất. Chỉ nặng 9 gram và cung cấp cho bạn mô-men xoắn 1,5 kg / cm. Khá mạnh về kích thước của nó. Thích hợp cho rô bốt kiểu chùm tia.

PS: Chỉ servo này có thể xoay góc 180 độ

Các tính năng chính:

• Cơ thể mờ

• Nhẹ

• Ít tiếng ồn hơn Thông số kỹ thuật:

• Kích thước: 22,6 x 21,8 x 11,4 mm

• Chiều dài dây kết nối: 150 mm

• Tốc độ hoạt động (4,8 V không tải): 0,12 giây / 60 độ

• Mô-men xoắn gian hàng (4,8 V): 1,98 kg / cm

• Phạm vi nhiệt độ: 30 đến 60 ° C (-22 đến 140 ℉)

• Chiều rộng băng tần chết: 4 usec

• Điện áp hoạt động: 3,5 - 8,4 Volts

Nhấp vào đây để tìm kiếm SG90 servo trong Aliexpress

Bước 6: Bộ phận điện tử (Trình điều khiển PWM / Servo 16 kênh 12-bit - Giao diện I2C - PCA9685 cho Arduino)

Bạn muốn làm xe tập đi cho rô bốt? nhưng chỉ sử dụng vi điều khiển có một số đầu ra PWM hạn chế, và bạn thấy mình sắp hết! Không phải với Adafruit 16-kênh 12-bit PWM / Servo Driver - giao diện I2C. Với đột phá trình điều khiển pwm và servo này, bạn có thể điều khiển 16 đầu ra PWM đang chạy tự do chỉ với hai chân! Cần chạy hơn 16 đầu ra PWM? Không vấn đề gì. Chuỗi với nhau lên đến 62 trong số các tính năng này để có được tối đa 992 đầu ra PWM vượt trội.

Bo mạch / chip này sử dụng địa chỉ 7-bit I2C giữa 0x60-0x80, có thể lựa chọn với jumper Khối thiết bị đầu cuối cho đầu vào nguồn (hoặc bạn có thể sử dụng phần ngắt 0,1 "ở bên cạnh) Bảo vệ phân cực ngược trên đầu vào khối đầu cuối Đèn LED màu xanh lá cây tốt 3 đầu nối chân cắm theo nhóm 4 để bạn có thể cắm 16 Servo cùng một lúc (phích cắm Servo hơi rộng hơn 0,1 ", vì vậy bạn chỉ có thể xếp 4 đầu nối cạnh nhau trên tiêu đề 0,1" Thiết kế "Có thể mắc xích". Một vị trí để đặt một tụ điện trên dòng V + (trong trường hợp bạn cần) các điện trở dòng 220 ohm trên tất cả các dòng đầu ra để bảo vệ chúng và để làm cho đèn LED lái xe trở nên tầm thường Bộ nhảy hàn cho 6 chân chọn địa chỉ Trình điều khiển PWM được điều khiển bằng i2c với đồng hồ tích hợp. Không giống như dòng TLC5940, bạn không cần phải liên tục gửi tín hiệu buộc bộ vi điều khiển của bạn, nó chạy hoàn toàn miễn phí! Nó tuân thủ 5V, có nghĩa là bạn có thể điều khiển nó từ bộ vi điều khiển 3.3V và vẫn điều khiển an toàn đến đầu ra 6V (điều này rất phù hợp khi bạn muốn kiểm soát màu trắng hoặc xanh lam L ED với điện áp chuyển tiếp từ 3,4 trở lên) 6 chân chọn địa chỉ để bạn có thể đấu dây tới 62 chân này trên một bus i2c, tổng cộng 992 đầu ra - đó là rất nhiều servo hoặc đèn LED. Tần số có thể điều chỉnh PWM lên đến khoảng 1,6 KHz 12-bit độ phân giải cho mỗi đầu ra - đối với servo, có nghĩa là độ phân giải khoảng 4us ở tốc độ cập nhật 60Hz Đầu ra có thể cấu hình đẩy ra kéo hoặc mở - Chân cho phép đầu ra để nhanh chóng vô hiệu hóa tất cả các đầu ra.

bấm vào đây để tìm kiếm trong Aliexpress

Trong dự án này, chúng tôi chỉ cần 12 CH cho tất cả các chân (3CH mỗi chân), kết nối chân PCA9685 này với Arduino Nano:

1. PCA9685 VCC đến chân ra DC-DC mini 5v Stepdown (+)
2. PCA9685 GND đến chân đầu ra DC-DC mini 5v Bước xuống (-)
3. PCA9685 Servo (PWM) cấp nguồn V + đến UBEC (+) Chân đầu ra
4. PCA9685 Servo (PWM) cấp nguồn GND đến UBEC (-) Chân đầu ra
5. PCA9685 SDA pinto chân arduino nano A4
6. PCA9685 chân SCL vào chân arduino nano A5
7. PCA9685 CH0 với Mặt trước Bên phải Đậm chất, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
8. PCA9685 CH1 với Chân phải phía trước, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
9. PCA9685 CH2 với hông trước bên phải, vui lòng kết hợp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
10. PCA9685 CH4 ở phía sau bên phải.
11. PCA9685 CH5 với Chân phải phía sau, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
12. PCA9685 CH6 với Hông sau Bên phải, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
13. PCA9685 CH8 với Mặt trước Trái Đậm, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
14. PCA9685 CH9 với Chân trái phía trước, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
15. PCA9685 CH10 với hông trước bên trái, vui lòng kết hợp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
16. PCA9685 CH12 với mặt sau Đậm chất, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
17. PCA9685 CH13 với Chân trái phía sau, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)
18. PCA9685 CH14 với Hông trái phía sau, vui lòng khớp màu cáp với màu ổ cắm PCA9685 (Vàng, Đỏ, Nâu / Đen)

PS: Một số PCA9685 không có ổ cắm mã màu, vì vậy hãy đảm bảo rằng cáp Vàng từ servo SG90 đi đến chân dữ liệu PWM, cáp Đỏ đi đến chân V + và Đen / Nâu đi đến chân GND

Bước 7: Kết nối PWM với chân Servo

Nhấp và thu phóng hình ảnh ở trên để xem ánh xạ pin giữa PCA9685 và servos

PS: Bạn chỉ sử dụng 12CH từ 16 CH cho dự án này, vì vậy bạn vẫn còn 4CH để mở rộng như đặt radar servo hoặc đặt một số vũ khí blaster nerf trên đó… Chỉ cần đặt một mã bổ sung vào arduino và NodeMCU

Bước 8: Bộ phận điện tử (UBEC)

3A-UBEC là bộ điều chỉnh DC-DC chuyển đổi chế độ được cung cấp cùng với bộ pin lithium 2-6 cell (hoặc pin NiMh / NiCd 5-18 cell) và nó tạo ra điện áp an toàn nhất quán cho bộ thu, con quay hồi chuyển và servo của bạn. Nó rất thích hợp cho máy bay trực thăng RC. So với UBEC chế độ tuyến tính, hiệu quả tổng thể của UBEC chế độ chuyển mạch cao hơn.

Trong dự án này, chúng tôi sử dụng nó để cung cấp năng lượng cho tất cả các servo, nó có bộ lọc vì vậy nó sẽ giảm tiếng ồn có thể gây ra trục trặc cho động cơ và nó có Amp cao đủ để nâng tải robot.

bấm vào đây để tìm kiếm trong Aliexpress

Chốt kết nối:

1. UBEC (+) RED Chân ra đầu ra cho PCA9685 Servo (PWM) nguồn V +
2. UBEC (-) BLACK Chân ra đầu ra với GND nguồn PCA9685 Servo (PWM)
3. UBEC (+) RED Đầu vào cho chân Pin (+)
4. Ngõ vào UBEC (-) ĐEN vào chân công tắc

Bước 9: Bộ phận điện tử (DC-DC Mini Stepdown)

Nó gần như có cùng chức năng với UBEC, nhưng cái này chỉ là mô-đun bước xuống DC-DC đơn giản. Nó có đồng hồ đo potensio mà chúng ta có thể điều chỉnh đầu ra V (+) từ 1V đến 17V và không có bộ lọc.

bấm vào đây để tìm kiếm nó trên Aliexpress

PS: vì vậy hãy nhớ rằng, trước khi sử dụng, vui lòng điều chỉnh V (+) ra đầu ra 5V bằng cách sử dụng đồng hồ đo Volt DC

Kết nối pin:

1. Bước xuống nhỏ (+) IN đến (+) Pin
2. Bước xuống nhỏ (-) IN tới chốt công tắc
3. Mini stepdown (+) OUT song song với chân NodeMCU (5V), Arduino nano (5V) và PCA9685 (VCC)
4. Mini stepdown (-) OUT song song với chân NodeMCU (G), Arduino nano (GND) và PCA9685 (GND)

Bước 10: Phần điện tử khác

Những gì bạn cần là xung quanh (20 cáp hoặc ít hơn) dây jumper từ nữ đến nữ (tìm kiếm trên Aliexpress Jumper wire)

Công tắc đẩy tự khóa hoặc bạn có thể sử dụng loại công tắc khác (Aliexpress Tìm kiếm công tắc tự khóa)

và một cặp đầu nối JST từ pin để chuyển và bước xuống UBEC / DC-DC (Tìm kiếm Trình kết nối JST trên Aliexpress)

Bước 11: Nguồn điện

Có rất nhiều nguồn điện mà bạn có thể sử dụng, đối với tôi, tôi thích sử dụng pin lipo 3S có thể sạc lại. Nó có dòng điện 11, 1 Volt và dung lượng 500mAh trở lên (không quá nhiều nên có thể nhẹ hơn).

Nhưng sử dụng lipo 3S cần một bộ sạc và nó không hề rẻ, vì vậy… bạn có thể sử dụng nguồn điện khác như pin AAA, bạn có thể nối tiếp 6 pin AAA để nó có thể tạo ra nguồn điện khoảng 9V và tôi nghĩ đó là đủ năng lượng cho con robot này.

Nhấp vào đây để tìm kiếm pin Lipo 3S trong Aliexpress

Nhấp vào đây để tìm kiếm Bộ sạc Lipo

Nhấp vào đây để tìm kiếm giá đỡ pin 6xAAA trong Aliexpress

Bước 12: Sơ đồ dây

Nhấp và phóng to hình trên để xem tất cả sơ đồ dây cho dự án này

Tái bút: u cần hàn một số bộ phận và đặt một đầu co cao su để bịt kín nó cho kết nối giữa công tắc nguồn, UBEC và DC-DC bước xuống.

Bước 13: Mã hóa và tư thế ban đầu

Kết nối arduino nano bằng cách sử dụng cáp mini USB với cổng USB (nhưng đừng quên ngắt kết nối tất cả các pin với wemos D1 mini và DC-DC bước xuống) và Mở "spider_driver_open_v3_ESP8266_Rev280918.ino" và flash nó vào Arduino nano, nhưng đừng ' t quên chọn bo mạch arduino cho Arduino nano và chọn đúng cổng.

Tiếp theo là kết nối Wemos D1 mini với máy tính bằng micro USB to USB (cũng đừng quên ngắt kết nối tất cả các pin với DC-DC stepdown và Arduino nano). Hơn là mở "QuadrupetV2_310319_fix_connection_issue.ino" và flash nó vào bảng, nhưng trước đó hãy chọn đúng bảng theo sở thích và chọn đúng cổng (chi tiết hơn vui lòng quay lại bước 3)

Sau khi tất cả kết thúc, bạn có thể gắn lại tất cả các chốt vào giữa arduino nano, wemos D1 mini và bước xuống DC-DC và bật nguồn cho robot để điều chỉnh tư thế ban đầu chính xác.

MỤC ĐÍCH BAN ĐẦU (Xem hình trên) điều chỉnh lại tất cả các chân càng gần với hình trên càng tốt.

Sau khi bạn cấp nguồn cho rô bốt, nếu vị trí chân không giống với hình trên hơn tất cả những gì bạn cần là:

1. tháo Servo Horn và tháo còi servo ra khỏi servo.
2. xoay chân cho đến khi đủ gần với tư thế ban đầu
3. gắn lại còi servo và lái lại
4. làm điều đó cho tất cả các trận đấu bỏ lỡ

Tái bút:

1. QuadrupetV2_310419_fix_connection_issue.ino đã được khắc phục một số vấn đề như khó kết nối (wifi) và trang web không kết xuất được, đối với những người flash chương trình cũ hơn trước ngày 31-3-2019, vui lòng tải xuống lại ở trên

2. có một số thư viện bổ sung cần cài đặt (sao chép nó vào thư mục thư viện)

   • github.com/wimleers/flexitimer2
   • github.com/adafruit/Adafruit-PWM-Servo-Dri…
   • github.com/kroimon/Arduino-SerialCommand

Bước 14: Điều khiển Robot

Bởi vì robot này đã trở thành Điểm truy cập WIFI nên tất cả những gì bạn cần là:

1. Cung cấp năng lượng cho robot
2. Mở cài đặt Wi-Fi trên điện thoại thông minh của bạn
3. Kết nối với Điểm truy cập SpiderRobo với mật khẩu là "12345678"
4. Mở trình duyệt web trên điện thoại thông minh của bạn và nhập

Giờ đây, Robot của bạn đã sẵn sàng thực hiện lệnh của bạn…

Bước 15: Đối với những ai gặp sự cố khi mở trang web hoặc kết nối với AP

TÔI ĐÃ KHẮC PHỤC VẤN ĐỀ NÀY VUI LÒNG TẢI XUỐNG LẠI TỪ BƯỚC 13 TRÊN (fix @ 31-4-2019)

một số bản sao nhỏ của Wemos D1 có ESP không tốt hoặc bị lỗi và nó gây ra: - Khó kết nối với AP

- Không mở được trang

- Đang tải chưa kết thúc

Để biết thêm chi tiết, hãy xem video của tôi ở trên…