ربات چهارپا ESP8266 WIFI AP کنترل شده: 15 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

این آموزش ساخت یک ربات 12 DOF یا چهار پا (چهارپا) با استفاده از سرو SG90 با درایور سرو است و می توان آن را با استفاده از وب سرور WIFI از طریق مرورگر تلفن هوشمند کنترل کرد.

هزینه کل این پروژه حدود 55 دلار آمریکا است (برای قطعات الکترونیکی و قاب روبات پلاستیکی)

مرحله 1: قاب را آماده کنید

همه شی سه بعدی برای بارگیری @ www.myminifactory.com یا www.thingiverse.com رایگان است

آن را با استفاده از پشتیبانی مواد برای قسمتی مانند پا ، لگن و ران چاپ کنید

لیست قسمت های چاپ شده:

1 برابر بدنه پایه

جلد 1 برابر

نگهدارنده باتری 1 برابر

4 برابر باسن (نوع A و B)

4x Thight (نوع A & B)

4x پا (نوع A & B)

4x Shield

بوش 12x + پیچ 12x2 میلی متر

مرحله 2: قاب Robot را مونتاژ کنید

برای مونتاژ قاب ، مرحله به مرحله فیلم بالا را دنبال کنید ، پیچ برای سوراخ اندازه 2 میلی متر است

مرحله 3: قطعات الکترونیکی (Wemos D1 Mini)

انواع زیادی از NodeMCU در بازار وجود دارد و اساساً عملکرد یکسانی دارند ، برای این پروژه من Wemos D1 Mini را انتخاب می کنم.

این قسمت به عنوان یک وب سرور برای چهارپایه ما به عنوان نقطه دسترسی عمل می کند.

آنچه شما نیاز دارید این است که فقط به Quadruped AP متصل شوید و تمام حرکت ربات خود را کنترل کنید ، و شاید برای پروژه آینده تمام داشبورد سنسورهای مورد نیاز شما را نمایش دهد…

این D1 mini ، یک برد کوچک WIFI بر اساس ESP-8266EX است. و دارای 11 پین ورودی/خروجی دیجیتال است ، همه پین ها دارای وقفه/pwm/I2C/تک سیم پشتیبانی شده (به جز D0) 1 ورودی آنالوگ (حداکثر ورودی 3.3 ولت) و اتصال Micro USB

نحوه شروع کار در:

1. برای Arduino 1.6.7 از وب سایت Arduino نصب کنید.
2. برای Arduino شروع کنید و پنجره Preferences را باز کنید.
3. در قسمت URL های مدیران تابلوهای اضافی. می توانید چندین نشانی اینترنتی اضافه کنید و آنها را با کاما جدا کنید.
4. Tools → Board: xxx → Boards Manager را باز کرده و esp8266 را توسط ESP8266 Community نصب کنید (و فراموش نکنید که بعد از نصب ، برد ESP8266 خود را از منوی Tools> Board انتخاب کنید).

برای جزئیات بیشتر می توانید فیلم بالا را بررسی کنید

برای جستجو در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

برای این پروژه تنها چیزی که نیاز دارید اتصال این پین است:

1. پین NodeMCU RX به پین Arduino Nano TX متصل می شود
2. پین NodeMCU TX به پین Arduino Nano RX متصل می شود
3. پین NodeMCU G به DC-DC mini 5v Stepdown (-) پین خروجی خارج می شود
4. پین NodeMCU5V به پین خروجی DC-DC mini 5v Stepdown (+) متصل می شود

PS: برای برنامه نویسی این برد باید تمام پین متصل به arduino و DC-DC را قطع کنید ، در غیر این صورت با خطا روبرو می شوید…

مرحله 4: قطعات الکترونیکی (آردوینو نانو)

مشابه NodeMCU ، برای برد آردوینو می توانید از هر برد مناسب برای شما مانند Arduino Pro Mini ، Arduino Nano یا موارد دیگر استفاده کنید.

اما برای این پروژه من Arduino Nano را انتخاب می کنم ، زیرا نیازی به پین استفاده شده ندارم ، کوچک است و برای برنامه نویسی به FTDI نیاز ندارم.

برای جستجو در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

برای این پروژه فقط از موارد زیر استفاده می کنم:

1. پین Arduino nano RX به پین NodeMCU TX متصل می شود
2. پین Arduino nano TX به پین NodeMCU RX متصل می شود
3. پین Ardiono nano A4 به پین PCA9685 SDA متصل می شود
4. پین آردوینو نانو A5 به پین SCA PCA9685 متصل می شود
5. پین Arduino nano GND به DC-DC mini 5v Stepdown (-) وصل می شود
6. پین آردوینو نانو 5 ولت به پین خروجی DC-DC mini 5v Stepdown (+) وصل می شود

برای جزئیات بیشتر به طرح بالا مراجعه کنید

PS: برای برنامه نویسی این برد باید تمام پین متصل به NodeMCU و DC-DC را قطع کنید ، در غیر این صورت با خطا مواجه خواهید شد…

مرحله 5: قطعات الکترونیکی (Tower Pro 9g Micro Servo)

این محبوب ترین مینی سروو است. وزن آن تنها 9 گرم است و گشتاور آن 1.5 کیلوگرم بر سانتی متر است. از نظر اندازه بسیار قوی است مناسب برای ربات های نوع تیر

PS: این سروو فقط می تواند زاویه 180 درجه را بچرخاند

ویژگی های کلیدی:

• بدنه شفاف

• سبک وزن

• مشخصات نویز کمتر:

• ابعاد: 22.6 21 21.8 11. 11.4 میلی متر

• طول سیم اتصال: 150 میلی متر

• سرعت کارکرد (4.8 ولت بدون بار): 0.12 ثانیه / 60 درجه

• گشتاور استال (4.8 ولت): 1.98 کیلوگرم بر سانتی متر

• محدوده دما: 30 تا 60 درجه سانتیگراد (-22 تا 140 درجه سانتیگراد)

• عرض نوار مرده: 4 usec

• ولتاژ کار: 3.5 - 8.4 ولت

برای جستجوی سرو SG90 در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

مرحله 6: قطعات الکترونیکی (درایور 16 کانال 12 بیتی PWM/Servo - رابط I2C - PCA9685 برای آردوینو)

آیا می خواهید ربات واکر بسازید؟ اما فقط با استفاده از میکروکنترلر تعداد محدودی خروجی PWM وجود دارد و شما در حال تمام شدن هستید! با Adafruit 16-channel 12-bit PWM/Servo Driver-I2C رابط کاربری ندارد. با استفاده از این خروجی pwm و سروو ، می توانید 16 خروجی PWM رایگان را فقط با دو پین کنترل کنید! آیا نیاز به اجرای بیش از 16 خروجی PWM دارید؟ مشکلی نیست. تا 62 مورد از این زیبایی ها را تا حداکثر 992 خروجی PWM با هم زنجیره کنید.

این برد/تراشه از آدرس I2C 7 بیتی بین 0x60-0x80 استفاده می کند ، با بلوز ترمینال برای ورودی برق قابل انتخاب است (یا می توانید از شکستهای 0.1 اینچی در کنار آن استفاده کنید) حفاظت از قطبیت معکوس در ورودی بلوک ترمینال سبز قدرت خوب LED 3 اتصالات پین را در گروه های 4 نفره قرار دهید تا بتوانید 16 سرو را به طور همزمان وصل کنید (شاخه های سرو کمی بزرگتر از 0.1 اینچ هستند بنابراین می توانید 4 عدد را در کنار یکدیگر روی 0.1 "header" Chain -able "design قرار دهید نقطه ای برای قرار دادن بزرگ خازن در خط V+ (در صورت نیاز به آن) مقاومت 220 اهم در تمام خطوط خروجی برای محافظت از آنها ، و باعث می شود که چراغ های LED برای راننده PWM 6 پین i2c کنترل شده با ساعت مجهز به پین کوچک ، جهش دهنده های لحیم کاری را بی اهمیت جلوه دهند. بر خلاف خانواده TLC5940 ، نیازی به ارسال پیوسته سیگنال برای اتصال میکروکنترلر خود ندارید ، این دستگاه کاملاً رایگان است! این سازگار با 5V است ، به این معنی که می توانید آن را از میکروکنترلر 3.3V کنترل کرده و همچنان با خیال راحت تا خروجی 6V رانندگی کنید (این برای زمانی که می خواهید L سفید یا آبی را کنترل کنید خوب است EDs با 3.4+ ولتاژ رو به جلو) 6 پین را انتخاب کنید تا بتوانید تا 62 مورد از آنها را در یک گذرگاه i2c ، در مجموع 992 خروجی ، سیم کشی کنید - این تعداد زیادی سروو یا LED است فرکانس قابل تنظیم PWM تا حدود 1.6 کیلوهرتز 12 بیتی وضوح برای هر خروجی-برای سرووها ، این بدان معناست که وضوح تصویر 4 در نرخ بروزرسانی 60 هرتز قابل تنظیم با فشار و یا خروجی خروجی خروجی پین را فعال می کند تا همه خروجی ها به سرعت غیرفعال شوند.

برای جستجو در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

در این پروژه ما فقط به 12 CH برای همه پاها نیاز داریم (3CH در هر پا) ، این پین PCA9685 را به Arduino Nano وصل کنید:

1. PCA9685 VCC به DC-DC mini 5v Stepdown (+) پین خروجی خارج می شود
2. PCA9685 GND به DC-DC mini 5v Stepdown (-) پین خروجی خارج می شود
3. PCA9685 Servo (PWM) power V+ به UBEC (+) پین خروجی خارج می شود
4. PCA9685 Servo (PWM) power GND به UBEC (-) پین خروجی خارج می شود
5. PCA9685 SDA pinto arduino nano A4 pin
6. پین PCA9685 SCL به پین arduino nano A5
7. PCA9685 CH0 به Front Right Thight ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
8. PCA9685 CH1 به پای راست جلو ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
9. PCA9685 CH2 به قسمت جلو راست ران ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
10. PCA9685 CH4 به Back Right Thight ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
11. PCA9685 CH5 به پشت راست ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
12. PCA9685 CH6 به پشت راست ران ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
13. PCA9685 CH8 تا Front Left Thight ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
14. PCA9685 CH9 به پای چپ جلو ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
15. PCA9685 CH10 تا قسمت جلو سمت چپ ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
16. PCA9685 CH12 به عقب چپ عقب ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
17. PCA9685 CH13 به پشت پای چپ ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.
18. PCA9685 CH14 به قسمت پشت چپ ، لطفاً رنگ کابل را با رنگ سوکت PCA9685 (زرد ، قرمز ، قهوه ای/مشکی) مطابقت دهید.

PS: برخی از PCA9685 سوکت کد رنگی ندارند ، بنابراین مطمئن شوید که کابل زرد از سرو SG90 به پین داده PWM ، کابل قرمز به V+ پین و سیاه/قهوه ای به پین GND می رود

مرحله 7: اتصال PWM به Servo Pin

برای مشاهده نگاشت پین بین PCA9685 و سرووها ، روی تصویر بالا کلیک کرده و بزرگنمایی کنید

PS: شما فقط از 12CH از 16 CH برای این پروژه استفاده می کنید ، بنابراین هنوز 4CH برای توسعه مانند قرار دادن سرو رادار یا قرار دادن سلاح nerf blaster روی آن باقی مانده است … فقط یک کد اضافی در arduino و NodeMCU قرار دهید

مرحله 8: قطعات الکترونیکی (UBEC)

3A-UBEC یک تنظیم کننده DC-DC با حالت سوئیچ است که با بسته باتری لیتیوم 2-6 سلولی (یا باتری NiMh /NiCd 5-18 سلولی) عرضه می شود و یک ولتاژ ایمن ثابت برای گیرنده ، ژیروسکوپ و سروو شما را خروجی می دهد. برای هلیکوپتر RC بسیار مناسب است. در مقایسه با حالت خطی UBEC ، بازده کلی UBEC حالت سوئیچ بیشتر است.

در این پروژه ما از آن برای تغذیه همه سرویس ها استفاده می کنیم ، دارای فیلتر است ، بنابراین نویز را کاهش می دهد که می تواند باعث خرابی موتور شود و آمپر بالایی دارد که برای بالا بردن بار روبات کافی است.

برای جستجو در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

اتصال پین:

1. UBEC (+) RED پین خروجی به PCA9685 Servo (PWM) power V+
2. UBEC (-) BLACK پین خروجی به PCA9685 Servo (PWM) power GND
3. UBEC (+) RED ورودی به پین باتری (+)
4. UBEC (-) ورودی BLACK به پین سوئیچ

مرحله 9: قطعات الکترونیکی (DC-DC Mini Stepdown)

تقریباً عملکرد مشابهی با UBEC دارد ، اما این یکی فقط ماژول ساده DC-DC است. دارای پتانسیومتر است که می توانیم خروجی V (+) را از 1 ولت به 17 ولت تنظیم کنیم و فیلتر ندارد.

برای جستجوی آن در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

PS: پس به خاطر داشته باشید ، قبل از استفاده از آن لطفاً V (+) را با استفاده از متر ولتاژ DC به خروجی 5V تنظیم کنید

اتصال پین:

1. مقیاس کوتاه (+) IN به (+) باتری
2. مقیاس کوتاه (-) IN به پین سوئیچ
3. مقیاس کوچک (+) OUT به موازات پین NodeMCU (5V) ، Arduino nano (5V) و PCA9685 (VCC)
4. مقیاس کوچک (-) OUT به موازات پین NodeMCU (G) ، Arduino nano (GND) و PCA9685 (GND)

مرحله 10: سایر قطعات الکترونیکی

چیزی که به آن احتیاج دارید (سیم کشی زنانه تا زن (20 عدد یا کمتر) (جستجوی سیم Aliexpress Jumper)

سوئیچ فشار قفل خودکار یا می توانید از نوع دیگری از سوئیچ استفاده کنید (جستجوی سوئیچ خود قفل Aliexpress)

و یک جفت اتصال JST از باتری به سوئیچ و UBEC/DC-DC stepdown (جستجوی اتصال Aliexpress JST)

مرحله 11: منبع تغذیه

منابع زیادی وجود دارد که می توانید از آنها استفاده کنید ، برای من ترجیح می دهم از باتری لیپو 3S قابل شارژ استفاده کنم. جریان 11 ، 1 ولت و ظرفیت 500 میلی آمپر ساعت یا بیشتر دارد (نه چندان زیاد که می تواند سبک تر باشد).

اما استفاده از 3S lipo نیاز به شارژر دارد و ارزان نیست ، بنابراین … می توانید از منبع تغذیه دیگری مانند باتری AAA ، از سری 6 باتری AAA استفاده کنید تا بتواند منبع تغذیه 9 ولت تولید کند و من فکر می کنم این قدرت کافی برای این ربات است.

برای جستجوی باتری Lipo 3S در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

برای جستجوی شارژر Lipo اینجا را کلیک کنید

برای جستجوی نگهدارنده باتری 6xAAA در Aliexpress اینجا را کلیک کنید

مرحله 12: نمودار سیم

برای مشاهده تمام نمودار سیم برای این پروژه ، روی تصویر بالا کلیک کرده و بزرگنمایی کنید

PS: در برخی قسمتها به لحیم کاری احتیاج دارید و یک سر لاستیکی کوچک کنید تا اتصال آن بین کلید قدرت ، UBEC و DC-DC کاهش یابد.

مرحله 13: کدگذاری و حالت اولیه

آردوینو نانو را با استفاده از مینی USB به کابل پورت USB وصل کنید (اما فراموش نکنید که همه پین ها را به wemos D1 mini و DC-DC وصل کنید) و "spider_driver_open_v3_ESP8266_Rev280918.ino" را باز کرده و آن را به آردوینو نانو فلش کنید ، اما " فراموش نکنید که برد arduino را در Arduino nano انتخاب کرده و پورت صحیح را انتخاب کنید.

بعد Wemos D1 mini را با استفاده از micro USB به USB به رایانه وصل کنید (همچنین فراموش نکنید که همه پین ها را به DC-DC stepdown و Arduino nano قطع کنید). سپس "QuadrupetV2_310319_fix_connection_issue.ino" را باز کرده و آن را روی برد فلش کنید ، اما قبل از آن برد مورد نظر را ترجیح داده و پورت صحیح را انتخاب کنید (جزئیات بیشتر لطفاً به مرحله 3 بازگردید)

پس از اتمام کار ، می توانید همه پین ها را بین arduino nano ، wemos D1 mini و DC-DC مجدداً وصل کنید و ربات را برای تنظیم ژست اولیه صحیح تنظیم کنید.

حالت اولیه (تصویر بالا را ببینید) تمام پا را تا آنجا که ممکن است به تصویر بالا نزدیک کنید.

پس از روشن کردن ربات ، اگر موقعیت پا با تصویر بالا یکسان نباشد:

1. سروو هورن را جدا کرده و شاخ سرو را از سرو جدا کنید.
2. با حالت اولیه پا را بچرخانید تا به اندازه کافی نزدیک شود
3. بوق سرو را دوباره وصل کنید و دوباره آن را خدمه کنید
4. این کار را برای همه بازی های از دست رفته انجام دهید

PS:

1. QuadrupetV2_310419_fix_connection_issue.ino قبلاً مشکلاتی مانند اتصال سخت (wifi) و خرابی صفحه وب را برطرف کرده است ، برای کسانی که برنامه قدیمی را قبل از 31-3-2019 فلش کرده اند لطفاً آن را در بالا بارگیری کنید.

2. کتابخانه اضافی نیاز به نصب دارد (آن را در پوشه کتابخانه کپی کنید)

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

مرحله 14: کنترل ربات

از آنجا که این ربات به نقطه دسترسی WIFI تبدیل شده است ، تنها چیزی که نیاز دارید این است:

1. قدرت بخشیدن به ربات
2. تنظیمات wifi را در تلفن هوشمند خود باز کنید
3. اتصال به نقطه دسترسی SpiderRobo با رمز عبور "12345678" است
4. مرورگر وب را در تلفن هوشمند خود باز کنید و https://192.168.4.1 را تایپ کنید

اکنون ربات شما آماده است تا فرمان شما را بگیرد…

مرحله 15: برای افرادی که با باز کردن صفحه وب یا اتصال به AP مشکل دارند

من این شماره را برطرف کرده ام لطفاً دوباره از مرحله 13 بالا بارگیری کنید (ثابت @ 31-4-2019)

برخی از کلونهای Wemos D1 دارای ESP بد یا معیوب هستند و باعث می شوند:- اتصال به AP سخت است

- باز نشدن صفحه

- بارگیری به پایان نرسید

برای جزئیات بیشتر ویدیوی من را در بالا بررسی کنید…