Wi-Fi Kontrollü 4 Tekerlekli Robot: 6 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Bu proje için Wi-Fi Ağı üzerinden kontrol edilecek ESP8266 kullanan 4 Tekerlekli Robot geliştireceğiz. Robot, sıradan bir internet tarayıcısından, HTML tasarımlı bir arayüz kullanılarak veya ayrıca bir android mobil uygulamadan kontrol edilebilir. ESP8266 yongası, yalnızca kullanımı kolay değil, aynı zamanda yerleşik Wi-Fi bağlantısıyla gelen güçlü ve ucuz bir mikro denetleyicidir. Bu, robotları bilgisayarınızdan veya mobil cihazınızdan uzaktan kontrol etmek için mükemmel bir çiptir.

Bu çipi projemize dahil etmek için bu mikrodenetleyiciye dayalı çeşitli geliştirme kartları kullanabiliriz.

1. Adafruit Feather Huzzah - Adafruit tarafından yapılmıştır ve kolay erişilebilir talimat ve desteğe sahiptir. Kartın üzerinde li-po pil şarj cihazı var, bu nedenle taşınabilir projelerde gerçekten kullanışlı olacak.

2. NodeMCU ESP8266 - Kart açık kaynak kodludur ve mükemmel belgelere sahiptir, bu nedenle başlamak çok kolay olacaktır.

3. Sparkfun ESP8266 - Daha uzun bir Wi-Fi aralığı için bir güç anahtarı ve harici bir anten eklenmiş Huzzah gibidir.

4. Wemos D1 Mini - Tüm kartların en küçüğüdür ancak bunun performans üzerinde herhangi bir etkisi yoktur.

Projem için Wi-Fi Kontrollü 4 Tekerlekli Robot yapmak için Wemos D1 Mini kullanıyorum. Ancak herhangi bir ESP8266 geliştirme kartını kullanabilir ve aynı Arduino kodunu herhangi bir değişiklik gerekmeden kullanabilirsiniz. Bu proje için bir PCB tasarladım ancak devreyi uygulamak için bir nokta pcb kartı kullanabilir veya hatta kendi pcb'nizi tasarlayabilirsiniz.

Ve DIY için ideal olduğu için yukarıdaki resimde gösterildiği gibi 4WD Robotik Şasi Kiti kullanacağız ve basit mekanik yapıya sahip en ekonomik robot araç kiti.

Bu kitin özellikleri: -

1. Şanzımanlı dört ayrı BO plastik motorla birlikte gelir, manevra kabiliyeti için iyidir.

2. Büyük, sağlam akrilik şasi, DIY için harika genişletilebilirlik sağlar.

3. Dört tekerlekten çekişli akıllı araç şasi kiti. Kurulumu çok kolay, tamamen otonom bir robot oluşturmak için mikro denetleyici (Arduino gibi) ve sensör modülleri eklemeniz yeterli

Adım 1: Bileşen Listesi

Wemos D1 Mini [Adet – 1]

L293d Motor Sürücü IC [Miktar – 2]

PCF8574 Bağlantı Noktası Genişletici IC [Miktar – 1]

12V Lityum İyon Pil [Adet – 1]

Wi-Fi Kontrollü Robot PCB [Miktar – 1]

4WD Robot Akıllı Araba Şasi Kiti [Adet – 1]

Adım 2: Projenin Beyni - ESP8266 Geliştirme Kurulu (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini, ESP-8266 Chip'e dayalı 4MB flaşlı mini bir Wi-Fi geliştirme kartıdır.

• 11 adet dijital giriş/çıkış pinine sahiptir, tüm pinler interrupt/pwm/I2C/one-wire desteklidir (D0 hariç)
• 1 analog girişe sahiptir (3,2V maksimum giriş)
• Programlama için bir Mikro USB bağlantısının yanı sıra bir güç kaynağına sahiptir.

Bu kart ESP8266'ya dayalı olduğundan Arduino IDE uyumludur, bu nedenle Arduino kullanılarak programlanabilir veya Lua derleyicisi kullanılarak da programlanabilir. Ayrıca hem seri hem de OTA programlamayı destekler.

Wemos D1 Mini'yi Arduino IDE kullanarak programlayacağız. Kartı Arduino IDE kullanarak programlamak için aşağıdaki gereksinimlerin karşılanması gerekir.

Gereklilik:-

• CH340G sürücüsü
• Arduino web sitesinden En Son Arduino IDE'yi yükleyin.
• Programlama için bir mikro usb kablosu

Sürücüyü ve arduino yazılımını kurduktan sonra Arduino ortamından ESP8266 çipini programlayabilmemiz için Arduino IDE içerisine “Arduino core for ESP8266 WiFi chip” kurmanız gerekmektedir. Bu ESP8266 Arduino çekirdeği, tanıdık Arduino işlevlerini ve kitaplıklarını kullanarak eskizler yazmanıza ve bunları harici bir mikro denetleyiciye gerek duymadan doğrudan ESP8266'da çalıştırmanıza olanak tanır.

ESP8266 Arduino çekirdeği, TCP ve UDP kullanarak WiFi üzerinden iletişim kurmak, HTTP, mDNS, SSDP ve DNS sunucuları kurmak, OTA güncellemeleri yapmak, flash bellekte bir dosya sistemi kullanmak, SD kartlar, servolar, SPI ve I2C çevre birimleri ile çalışmak için kütüphanelerle birlikte gelir..

Esp8266 arduino çekirdeğinin nasıl kurulacağı hakkında bir fikir edinmek için aşağıdaki belgeyi indirin.

Adım 3: Motor Sürücüsü - L293d

Motor Sürücüsü, iki motorun çalışma hızını ve yönünü aynı anda kontrol etmenizi sağlayan motorlar için bir IC'dir.

L293d, 5 V ila 36 V arasındaki voltajlarda çift yönlü sürücü akımları sağlamak üzere tasarlanmıştır. L293D, aynı anda 2 DC motoru çalıştırabilir.

L293D, 16 Pinli bir Motor Sürücü IC'sidir. Her motor için 4 INPUT pini, 4 OUTPUT pini ve 2 ENABLE pini bulunmaktadır.

L293D Özellikleri:

Kanal başına 600mA çıkış akımı kapasitesi

Bireysel kanallar için Saat ve Saat yönünün tersine yön kontrolü

L293d Pin Açıklaması:

• Pin 1: Enable1 HIGH olduğunda, IC'nin sol kısmı çalışacaktır, yani pin 3 ve pin 6'ya bağlı motor dönecektir.
• Pin 2: Giriş 1, bu pin YÜKSEK olduğunda akım çıkış 1'den akacaktır.
• Pin 3: Çıkış 1, bu pin motorun bir terminaline bağlıdır.
• Pim 4/5: GND pimleri
• Pin 6: Çıkış 2, bu pin motorun bir terminaline bağlıdır.
• Pin 7: Giriş 2, bu pin YÜKSEK olduğunda akım çıkış 2'den akacaktır.
• Pin 8: VCC2, bu pin bağlı motorlara maksimum 5V'dan 36V'a kadar güç beslemesi vermek için kullanılır.
• Pin 9: Enable 2 HIGH olduğunda, IC'nin Sağ kısmı çalışacaktır, yani pin 11 ve pin 14 ile bağlanan motor dönecektir.
• Pin 10: Giriş 4, bu pin YÜKSEK olduğunda akım çıkış 4'ten akacaktır.
• Pin 11: Çıkış 4, bu pin motorun bir terminaline bağlıdır.
• Pin 12/13: GND pinleri
• Pin 14: Çıkış 3, bu pin motorun bir terminaline bağlanır.
• Pin 15: Giriş 3, bu pin YÜKSEK olduğunda akım çıkış 3'ten akacaktır.
• Pim 16: VCC1, IC'ye mantık beslemesi için, yani 5V.

Böylece, her bir motoru kontrol etmek için 3 dijital pine ihtiyacınız olduğunu görebilirsiniz (hız kontrolü için bir pin ve yön kontrolü için iki pin). Bir L293d iki DC motoru kontrol ediyorsa, dört DC Motoru kontrol etmek için iki L293d IC'ye ihtiyacımız olacaktır. Bu proje için plastik BO Motorlar kullanacağız. Böylece, dört DC motorun tümünü hem hız hem de yön kontrolü ile bağımsız olarak kontrol etmek için 12 dijital pime ihtiyacımız olacağını görüyorsunuz.

Ancak Wemos D1 mini'nin yalnızca 11 Dijital I/O pinine ve 1 Analog pinine sahip olduğunu görürseniz. Bu sorunu çözmek için dört etkinleştirme pinini (ilk L293d'nin iki etkinleştirme pini ve diğer L293d'nin iki etkinleştirme pini) doğrudan Wemos Digital pinlerine bağlayacağız, sekiz giriş pininin tamamı (ilk L293d'nin dördü ve diğer L293d'nin dördü) I2C aracılığıyla PCF8574 (G/Ç bağlantı noktası genişletici) kullanarak.

Adım 4: PCF8574 - bir G/Ç Bağlantı Noktası Genişletici

Wemos D1 Mini'de (yani ESP8266) giriş/çıkış pinlerinde eksiklik var. 8 bit G/Ç genişletici olan PCF8574 gibi G/Ç genişletici IC kullanarak dijital giriş/çıkış pinlerini artırabiliriz.

PCF8574A G/Ç genişletici kullanmanın avantajlarından biri, yalnızca iki veri hattı gerektiren I2C veri yolunu kullanmasıdır, bunlar saat (SCK) ve veri (SDA). Bu nedenle, bu iki hat ile aynı çipin sekiz pinine kadar kontrol edebilirsiniz. Her PCF8574'ün üç adres pinini değiştirerek toplam 64 pini kontrol edebiliriz.

İki hatlı çift yönlü veri yolu (I2C) için bu 8 bitlik giriş/çıkış (G/Ç) genişletici, 2.5V ila 6V VCC çalışması için tasarlanmıştır. PCF8574 cihazı, I2C arabirimi [seri saat (SCL), seri veri (SDA)] aracılığıyla çoğu mikro denetleyici ailesi için genel amaçlı uzaktan G/Ç genişletmesi sağlar.

Cihaz, LED'leri doğrudan sürmek için yüksek akım sürücü özelliğine sahip mandallı çıkışlar dahil olmak üzere 8 bit yarı çift yönlü G/Ç bağlantı noktasına (P0–P7) sahiptir. Her yarı çift yönlü G/Ç, bir veri yönü kontrol sinyali kullanılmadan bir giriş veya çıkış olarak kullanılabilir. Güç açıldığında, G/Ç'ler yüksektir.

İki L293d IC ile PCF8574'ün bağlantı şeması için aşağıdaki "PCF8574_With_L293d" pdf dosyasına bakın

Adım 5: Şemalar

PCB tasarımı için Kicad kullandım.

Kendi pcb'nizi tasarlamak veya bir nokta pcb kartına uygulamak için aşağıdaki şematik pdf'yi indirin.

6. Adım: Kod

Aşağıdaki Wi-Fi Erişim Noktasına bağlanın:-

// Kullanıcı Tanımlı Ağ Kimlik Bilgilericonst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* şifre = "Otomatik@111";

Yukarıdaki erişim noktasına bağlandıktan sonra bir web tarayıcısında aşağıdaki bağlantıya gidin:-

192.168.4.1

Aşağıdaki mesajı alacaksınız: -

"Robot'tan merhaba!"

192.168.4.1/fw

Robotun ilerlemesini sağlayacak

192.168.4.1/bk

Robotun geriye doğru hareket etmesine neden olur.

192.168.4.1/lt

Robotun sola hareket etmesine neden olacak

192.168.4.1/rt

Robotun doğru hareket etmesine neden olur

192.168.4.1/st

Robotun durmasına neden olacak

İsterseniz robotu Robo India tarafından yapılan Android uygulaması üzerinden de kontrol edebilirsiniz.

{Playstore'da Robo India tarafından yapılan "WiFi Robot Controller" android uygulamasını arayın}

[Not: Hiçbir şekilde Robo Hindistan ile bağlantım yok ve bu reklam için değil, bu benim kişisel projem!]

Projenin Çalışma Videosu: -