ESP8266 WIFI AP Controlat Quadruped Robot: 15 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest és un tutorial per fabricar un robot de 12 DOF o de quatre potes (quadrúpedes) mitjançant servo SG90 amb servo controlador i es pot controlar mitjançant el servidor web WIFI mitjançant el navegador del telèfon intel·ligent

El cost total d’aquest projecte és d’uns 55 $ EUA (per a la peça electrònica i el marc del robot de plàstic)

Pas 1: prepareu el marc

Tot l’objecte 3D es pot descarregar gratuïtament @ www.myminifactory.com o www.thingiverse.com

Imprimiu-lo fent servir material de suport per a algunes parts, com ara Peus, malucs i cuixes

Llista de la peça impresa:

1x cos base

1x Coberta

1x Suport de bateria

4x malucs (tipus A i B)

4x Thight (tipus A i B)

4x peu (tipus A i B)

4x Escut

12x boixa + cargol 12x 2mm

Pas 2: Muntatge del marc del robot

seguiu el vídeo pas a pas per muntar el marc, el cargol és per a un forat de 2 mm

Pas 3: peces electròniques (Wemos D1 Mini)

Hi ha moltes variants de NodeMCU al mercat i bàsicament tenen la mateixa funcionalitat, per a aquest projecte he escollit Wemos D1 Mini.

Aquesta part servirà com a servidors web per als nostres quadrúpedes com a punt d'accés.

El que necessiteu és connectar-vos a l'AP quadrúpede i controlar tot el moviment del vostre robot, i potser per al futur projecte mostrarà tots els taulers de sensors que necessiteu …

Aquest mini D1, és una mini placa WIFI basada en ESP-8266EX. i té 11 pins d'entrada / sortida digitals, tots els pins tenen interrupció / pwm / I2C / compatible amb un cable (excepte D0) 1 entrada analògica (entrada màxima de 3,3 V) una connexió Micro USB

Com començar a:

1. Instal·leu per Arduino 1.6.7 des del lloc web Arduino.
2. Comenceu per Arduino i obriu la finestra Preferències.
3. al camp URL de l'administrador de taulers addicionals. Podeu afegir diversos URL separant-los amb comes.
4. Obriu Eines → Tauler: xxx → Gestor de taules i instal·leu esp8266 per la comunitat ESP8266 (i no oblideu seleccionar la vostra placa ESP8266 al menú Eines> Tauler després de la instal·lació).

Per obtenir més informació, podeu consultar el vídeo anterior

Feu clic aquí per cercar a Aliexpress

Per a aquest projecte, només cal que connecteu aquest Pin:

1. El pin NodeMCU RX es connecta al pin Arduino Nano TX
2. El pin NodeMCU TX es connecta al pin Arduino Nano RX
3. El pin NodeMCU G es connecta al pin de sortida DC-DC mini 5v Stepdown (-)
4. El pin NodeMCU5V es connecta al pin de sortida DC-DC mini 5v Stepdown (+)

PD: per programar aquesta placa, heu de desconnectar tots els pins connectats a l'arduino i el pas DC-DC, en cas contrari rebreu un error …

Pas 4: peces electròniques (Arduino Nano)

Igual que amb NodeMCU, per a la placa arduino, podeu utilitzar qualsevol placa que us convingui, com Arduino Pro Mini, Arduino Nano o altres.

Però per a aquest projecte he triat Arduino Nano, perquè no necessito gaire de pin que he utilitzat, és petit i no necessita FTDI per programar-lo.

feu clic aquí per cercar a Aliexpress

Per a aquest projecte només faig servir:

1. El pin Arduino nano RX es connecta al pin NodeMCU TX
2. El pin Arduino nano TX es connecta al pin NodeMCU RX
3. El pin Ardiono nano A4 es connecta al pin SDA PCA9685
4. El pin Arduino nano A5 es connecta al pin SCL PCA9685
5. El pin GND Arduino nano es connecta al pin de sortida DC-DC mini 5v Stepdown (-)
6. El pin Arduino nano 5V es connecta al pin de sortida DC-DC mini 5v Stepdown (+)

consulteu l'esquema anterior per obtenir més informació

PD: per programar aquesta placa, heu de desconnectar tots els pins connectats al pas NodeMCU i DC-DC, en cas contrari rebreu un error …

Pas 5: peces electròniques (servomotor Tower Pro 9g)

Aquest és el mini servo més popular. Només pesa 9 grams i us proporciona un parell d’1,5 kg / cm. Bastant fort quant a la seva mida. Apte per a robots de tipus feix.

PS: aquest servo només pot girar un angle de 180 graus

Característiques clau:

• Cos translúcid

• Lleuger

• Especificacions de menys soroll:

• Dimensions: 22,6 x 21,8 x 11,4 mm

• Longitud del cable del connector: 150 mm

• Velocitat de funcionament (4,8 V sense càrrega): 0,12 seg / 60 graus

• Parell de parada (4,8 V): 1,98 kg / cm

• Rang de temperatura: 30 a 60 ° C (-22 a 140 ℉)

• Amplada de banda morta: 4 usec

• Voltatge de funcionament: 3,5 - 8,4 volts

Feu clic aquí per cercar el servo SG90 a Aliexpress

Pas 6: peces electròniques (controlador PWM / Servo de 16 canals de 12 bits - Interfície I2C - PCA9685 per Arduino)

Voleu fer robot caminador? però utilitzar només un microcontrolador té un nombre limitat de sortides PWM, i us trobareu a punt. No amb l’Adafruit PWM / Servo Driver de 12 canals de 16 canals: interfície I2C. Amb aquesta connexió de controladors pwm i servo, podeu controlar 16 sortides PWM de funcionament lliure amb només dos pins! Necessiteu executar més de 16 sortides PWM? Cap problema. Encadeneu fins a 62 d’aquestes belleses per obtenir fins a 992 sortides PWM excepcionals.

Aquesta placa / xip utilitza una adreça I2C de 7 bits entre 0x60-0x80, seleccionable amb ponts Bloc de terminal per a l’entrada d’alimentació (o podeu utilitzar els brots de 0,1 "al costat) Protecció contra polaritat inversa a l’entrada del bloc de borns LED verd de bona alimentació 3 connectors pin en grups de 4 perquè pugueu connectar 16 servos alhora (els endolls servo són lleugerament més amples de 0,1 ", de manera que només podeu apilar 4 un al costat de l'altre en capçalera de 0,1" Disseny capaç de cadenar "Un lloc per col·locar un gran condensador a la línia V + (en cas que ho necessiteu) resistències de la sèrie de 220 ohm a totes les línies de sortida per protegir-les i per fer LEDs trivials Saltadors de soldadura per als 6 pins seleccionats amb controlador PWM controlat per i2c amb un rellotge incorporat. A diferència de la família TLC5940, no cal que enviïs senyal contínuament perquè lligui el microcontrolador, ja que funciona totalment gratuït. Compatible amb 5V, cosa que significa que el podeu controlar des d’un microcontrolador de 3,3V i, tot i així, conduir fins a 6V sortides (és bo per quan es vol controlar L blau o blau EDs amb 3.4+ tensions directes) 6 pins de selecció d’adreces perquè pugueu connectar-ne fins a 62 en un únic bus i2c, un total de 992 sortides, és a dir, molts servos o LED Freqüència ajustable PWM fins a aproximadament 1,6 KHz a 12 bits resolució per a cada sortida: per a servos, això significa una resolució d’uns 4us a una velocitat d’actualització de 60Hz Sortida configurable push-pull o open-drain La sortida permet el pin per desactivar ràpidament totes les sortides.

feu clic aquí per cercar a Aliexpress

En aquest projecte només necessitem 12 CH per a totes les potes (3CH per pota), connecteu aquest pin PCA9685 a Arduino Nano:

1. PCA9685 VCC al pin de sortida DC-DC mini 5v Stepdown (+)
2. PCA9685 GND al DC-DC mini 5v Stepdown (-) Pin de sortida
3. Servo PCA9685 (PWM) de potència V + a UBEC (+) Pin output output
4. Servo PCA9685 (PWM) alimentació GND a UBEC (-) Pin de sortida sortit
5. PCA9685 SDA pintava el pin arduino nano A4
6. PCA9685 PIN SCL al pin arduino nano A5
7. PCA9685 CH0 a la part davantera dreta, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
8. PCA9685 CH1 al peu dret davanter, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
9. PCA9685 CH2 a la part davantera dreta del maluc, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
10. PCA9685 CH4 a la part posterior dreta, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
11. PCA9685 CH5 al peu dret posterior, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
12. PCA9685 CH6 a la part posterior dreta del maluc, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
13. PCA9685 CH8 al frontal esquerre esquerre, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
14. PCA9685 CH9 al peu esquerre esquerre, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
15. PCA9685 CH10 al frontal esquerre esquerre, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
16. PCA9685 CH12 a la part posterior esquerra, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
17. PCA9685 CH13 al peu esquerre posterior, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)
18. PCA9685 CH14 a la part posterior esquerra del maluc, si us plau, feu coincidir el color del cable amb el color de la presa PCA9685 (groc, vermell, marró / negre)

PD: Alguns PCA9685 no tenen sòcol de codi de color, així que assegureu-vos que el cable groc del servo SG90 passa al pin de dades PWM, el cable vermell al pin V + i el negre / marró al pin GND

Pas 7: connexió PWM a pin de servo

Feu clic i amplieu la imatge de sobre per veure el mapatge de pins entre PCA9685 i els servos

PD: només utilitzeu 12 canals de 16 canals per a aquest projecte, de manera que encara us queden 4 canals per ampliar, com ara posar un servo radar o posar-hi alguna arma nerf blaster … Simplement poseu un codi addicional a l’arduino i a NodeMCU

Pas 8: peces electròniques (UBEC)

El 3A-UBEC és un regulador DC-DC en mode de commutació subministrat amb un paquet de bateries de liti de 2-6 cèl·lules (o bateria NiMh / NiCd de 5 a 18 cèl·lules) i proporciona una tensió segura constant per al vostre receptor, giroscopi i servos. És molt adequat per a helicòpters RC. En comparació amb el mode lineal UBEC, l’eficiència general del mode de commutació UBEC és superior.

En aquest projecte, l’utilitzem per alimentar tots els servos, té filtrat de manera que reduirà el soroll que pot provocar l’error del motor i té un ampli elevat suficient per elevar la càrrega del robot.

feu clic aquí per cercar a Aliexpress

Connexió de pin:

1. UBEC (+) VERMELL Pin de sortida a la potència Servo (PWM) PCA9685 V +
2. UBEC (-) NEGRE Pin de sortida a la potència GND del Servo PCA9685 (PWM)
3. UBEC (+) VERMELL Entrada al pin de la bateria (+)
4. Entrada UBEC (-) NEGRE al pin del commutador

Pas 9: peces electròniques (DC-DC Mini Stepdown)

Gairebé té la mateixa funció que UBEC, però aquest només és un mòdul simple DC-DC step down. Té un potensímetre que permet ajustar la sortida V (+) d’1V a 17V i no té filtratge.

feu clic aquí per cercar-lo a Aliexpress

PS: així que recordeu-vos, abans d’utilitzar-lo, ajusteu la sortida V (+) a 5V mitjançant un mesurador de voltatge continu

Connexió de pin:

1. Mini stepdown (+) IN a la bateria (+)
2. Mini stepdown (-) IN al pin del commutador
3. Mini stepdown (+) OUT en paral·lel al pin NodeMCU (5V), Arduino nano (5V) i PCA9685 (VCC)
4. Mini stepdown (-) OUT en paral·lel al pin NodeMCU (G), Arduino nano (GND) i PCA9685 (GND)

Pas 10: altra part electrònica

El que necessiteu és al voltant (20 cables o menys) de filferro de femella a femella (cerca de filferro de pont Aliexpress)

Interruptor automàtic de bloqueig automàtic o podeu utilitzar un altre tipus d’interruptor (cerca d’interruptors autoblocants d’Aliexpress)

i un parell de connectors JST, des de la bateria fins al commutador i el pas descendent UBEC / DC-DC (cerca de connectors JST Aliexpress)

Pas 11: font d'alimentació

Hi ha molta font d'energia que podeu utilitzar, per a mi prefereixo utilitzar una bateria recarregable lipo 3S. Té un corrent d’11,1 volts i una capacitat de 500 mAh o més (no massa perquè pugui ser més lleuger).

Però si utilitzeu lipo 3S necessiteu un carregador i no és barat, així que … podeu fer servir altres fonts d’alimentació com la bateria AAA, podeu fer una bateria de 6 AAA de sèrie perquè pugui produir al voltant de 9V i crec que és suficient per a aquest robot.

Feu clic aquí per cercar la bateria Lipo 3S a Aliexpress

Feu clic aquí per cercar Lipo Charger

Feu clic aquí per buscar el suport de bateria 6xAAA a Aliexpress

Pas 12: diagrama de filferro

Feu clic i amplieu la imatge superior per veure tot el diagrama de filferro d’aquest projecte

PD: necessiteu una mica de soldadura en alguna part i col·loqueu un capçal de goma encongit per segellar-lo per a la connexió entre l’interruptor d’alimentació, l’UBEC i el pas DC-DC.

Pas 13: Codificació i postura inicial

Connecteu l’arduino nano mitjançant un cable de port USB a un port USB (però no oblideu desconnectar tots els pins del wemos D1 mini i DC-DC stepdown) i obriu "spider_driver_open_v3_ESP8266_Rev280918.ino" i feu-lo arribar a l'Arduino nano, però no ho feu No oblideu seleccionar la placa arduino a Arduino nano i seleccionar el port correcte.

A continuació, connecteu el Wemos D1 mini a l’ordinador mitjançant micro USB a USB (no us oblideu de desconnectar tots els pins a DC-DC stepdown i Arduino nano). Que obriu "QuadrupetV2_310319_fix_connection_issue.ino" i feu-lo passar al tauler, però abans seleccioneu el tauler correcte amb preferència i seleccioneu el port correcte (més detalls, torneu al pas 3)

Després de tot, podeu tornar a connectar tots els passadors entre arduino nano, wemos D1 mini i DC-DC stepdown i engegar el robot per ajustar la posició inicial correcta.

POST INICIAL (Vegeu la imatge superior) reajusteu tota la cama el més a prop possible de la imatge anterior.

Després d’engegar el robot, si la posició de la cama no és la mateixa que la imatge superior a la que necessita és:

1. descargoleu el Servo Horn i desconnecteu el servo Horn del servo.
2. gireu la cama fins que estigui prou a prop amb la postura inicial
3. torneu a col·locar el servocorn i torneu-lo a col·locar
4. fes-ho per tots els faltes de partit

PD:

1. QuadrupetV2_310419_fix_connection_issue.ino ja ha solucionat algun problema, com ara la connexió difícil (wifi) i la renderització de pàgines web, per a qui fa flash el programa anterior abans del 31-3-2019, descarregueu-lo de nou a dalt

2. cal instal·lar alguna biblioteca addicional (copieu-la a la carpeta de la biblioteca)

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

Pas 14: Control del robot

Com que aquest robot s’ha convertit en punt d’accés WIFI, només cal que:

1. Posada en funcionament del robot
2. Obriu la configuració del wifi al telèfon intel·ligent
3. Connecteu-vos al punt d'accés SpiderRobo amb la contrasenya "12345678"
4. Obriu el navegador web al vostre telèfon intel·ligent i escriviu

Ara el vostre robot està llest per prendre el vostre comandament …

Pas 15: per a qui tingui un problema amb l'obertura de la pàgina web o la connexió a l'AP

HEM CORREGUT AQUEST NÚMERO, PER FAVOR, DESCARREGEU-LO DE NOU DEL PAS 13 anterior (corregiu el @ 31-4-2019)

alguns dels mini clons de Wemos D1 tenen un ESP defectuós o defectuós, cosa que provoca: - Difícil de connectar a l'AP

- No s'ha pogut obrir la pàgina

- La càrrega no s'ha acabat

Per obtenir més informació, consulteu el meu vídeo anterior …