Pojazd dwukołowy sterowany ze smartfona przez WiFi (ESP8266)

Pojazd dwukołowy sterowany ze smartfona przez WiFi (ESP8266)

Zainspirowany kursem budowy robotów FORBOT jak i ElektroPrzewodnikiem postanowiłem skonstruować prostego i taniego dwukołowca, którego można sterować smartfonem przez WiFi. Opiszę tutaj proces budowy tego pojazdu w wersji sterowanej z wykorzystaniem aplikacji Blynk oraz przy założeniu, że pojazd znajduje się w zasięgu sieci WiFi (np. domowej). Założenie to upraszcza proces sterowania robotem, gdyż nie wymaga logowania się do AP (Access Point) tworzonego przez ESP8266 i sprawia że kod programu jest prosty. Wadą tego rozwiązania jest to, że nie można z robotem wyjść w teren.

Spis części

Do zbudowania prostego pojazdu potrzeba:

Całość powinna nas wynieść ok. 110 zł (bez baterii lub akumulatorków)

Przygotowanie

Do zaprogramowani dwukołowca będziemy potrzebowali środowiska Arduino IDE (najnowsza wersja do ściągnięcia na stronie: https://www.arduino.cc/en/Main/Software).

Aby móc w tym środowisku używać ESP8266 należy doinstalować odpowiednią bibliotekę. W tym celu należy w menu programu Arduino IDE wybrać File–>Preferences i w okienku ‚Additional Boards Manager URLs‚ wpisać: http://arduino.esp8266.com/stable/package_esp8266com_index.json.(patrz rys. 1)

Rys. 1 Okno Preferences w Arduino IDE

Następnie wybieramy w menu Tools–>Board–>Boards Manager, wpisujemy w okno wyszukiwania ‚ESP8266’  i instalujemy bibliotekę esp8266 (patrz rys. 2).

Rys. 2 Okno Boards Manager w Arduino IDE

Aby móc obsługiwać robota przy użyciu aplikacji Blynk należy zainstalować do środowiska Arduino IDE bibliotekę dla tego programu zgodnie z instrukcją ze strony producenta: http://www.blynk.cc/getting-started/. W skrócie: należy ściągnąć ZIPA z bibliotekami i zawartość skopiować do katalogu gdzie zainstalowane jest Arduino IDE.

Programowanie ESP8266

W celu wgrania programu (o którym w dalszej części opisu) do ESP8266 należy podłączyć je przez USB-UART do komputera według schematu przedstawionego na rys. 3.

Rys. 3 Schemat podłączenia ESP-12E (ESP8266) w celu wgrania programu

Czyli:

  • UART VCC — ESP VCC
  • UART GND — ESP GND
  • UART TXD — ESP RXD
  • UART RXD — ESP TXD
  • ESP GPIO0 — GND (tylko do programowania)

Należy mieć na uwadze to, że zasilanie jedynie przez USB-UART może nie wystarczyć dlatego dobrze jest dołączyć dodatkowe zasilanie. Ja zrobiłem to używając dodatkowego modułu zasilającego do płytki stykowej. Trzeba pamiętać, że ESP zasilać należy napięciem ok. 3.3 V (przy większych napięciach może ulec uszkodzeniu).

Po poprawnym podłączeniu ESP włączamy zasilanie (niebieska dioda w ESP powinna raz mignąć) i podłączamy USB-UART do portu USB w komputerze. W programie Arduino IDE wybieramy w menu Tools–>Board–>Generic ESP8266 Module oraz w menu Tools–>Port wybieramy odpowiedni port (COM’XX‚), do którego podłączony jest nasz programator USB-UART. Dodatkowo w menu Tools ustawiamy Flash size: „4M (1M SPIFFS)” lub Flash size: „4M (3M SPIFFS)”. Resztę ustawień możemy pozostawić bez zmian (u mnie: Flash mode: „DIO”, Flash Frequency: „40MHz”, CPU Frequency: „80MHz”, Debug port: „Disable”, Debug Level: „None”, Reset Method: „ck”, Upload Speed: „115200”).

Podłączenie ESP do mostka H

Po wgraniu programu (o którym w dalszej części opisu) do ESP8266 należy połączyć je ze sterownikiem silników według schematu przedstawionego na rys. 4.

Rys. 4 Schemat podłączenia ESP do sterownika silników

Czyli GPIO2 i GPIO4 będą sterować kanałem B, natomiast GPIO13 i GPIO14 będą sterować kanałem A. Podanie stanu wysokiego na wejście MODE sterownika powoduje że będzie on działał w trybie PHASE/ENABLE.

I tyle. U mnie połączenie wygląda jak na rys. 5.

Rys. 5 Połączenie ESP do sterownika silników

Aplikacja Blynk

Po zainstalowaniu aplikacji należy stworzyć nowy projekt pod nazwą np. ‚samochod’ i wstawić z bocznego menu jeden przycisk, jeden suwak pionowy i jeden suwak poziomy jak pokazano na rys. 6.

Rys. 6 Aplikacja Blynk – projekt

Następnie wprowadzamy ustawienia dodanych elementów. Przycisk powinien zwracać wartość 1 lub 0 na wirtulanym pinie V0. Suwak pionowy będzie zwracać  wartości z zakresu (-100,100) na wirtualnym pinie V1 a suwak poziomy wartości (-50,50) na wirtulanym pinie V2 (patrz rys. 7).

Rys. 7 Aplikacja Blynk – ustawienia

Program

Kod programu z komentarzami znajduje się poniżej. W programie założono że sterowanie odbywać się będzie z aplikacji Blynk.

Pojazd w akcji

Złożony i zaprogramowany pojazd w akcji można zobaczyć na filmie:

Ocena: 5/5 (głosów: 9)
Nettigo - patron działu Elektronika

Podobne posty

11 komentarzy do “Pojazd dwukołowy sterowany ze smartfona przez WiFi (ESP8266)

  • Trochę namieszałeś przy podłączaniu ESP.
    Zastosowany przez Ciebie adapter ma już dwa rezystory, łączące GPIO15 do masy oraz CH_PD do Vcc (trzeci rezystor to po prostu zwora 0Ω na zasilaniu) – czyli oba piny należy zostawić niepodłączone. Do prawidłowego działania należy podłączyć GPIO0 do VCC poprzez rezystor (np. 10k), a tylko na czas programowania zwierać go do masy. RST jeśli go nie używamy można podłączyć do CH_PD, lub również przez rezystor do Vcc.
    Co do ustawień Arduino: chyba też o czymś zapomniałeś. Oprócz portu należy ustawić ilość pamięci Flash. W przypadku ESP-12E możesz użyć 4M/3M lub 4M/1M – przy domyślnych ustawieniach (512k) są niewielkie szanse na działanie. Reszta ustawień może być domyślna.
    Popraw artykuł, to wtedy ocenię.

    Odpowiedz
        • Czyli jak zmieniłeś rozmiar flasha (i tylko to), zadziałało?
          Czy używałeś jakiegoś bardzo dużego programu (wiele bibliotek)?
          Bardzo dziwne, jak napisałem nigdy nie miałem problemu z ustawieniem rozmiaru flash i sami developerzy Arduino dla ESP8266 twierdzą, że będzie działać.

          Odpowiedz
          • Dokładnie, tylko to.
            Tak jak pisałem – omyłkowo zostawiłem ze dwa czy trzy razy 512k (często zmieniam ustawienia między ESP8266 a UNO/Pro, a Arduino IDE nie zawsze pamięta poprzednie ustawienia po ponownej zmianie). Efekt – upload poszedł normalnie, natomiast po uruchomieniu mogłem podziwiać efekty działania watchdoga.
            Od tej pory po prostu zwracam uwagę na ustawienia po przełączeniu.
            Nie wnikałem w szczegóły, ale może jest jakaś znacząca różnica między 4M a 1M/512k. Zresztą developerzy o ile zauważyłem twierdzili że będzie działać na 1M a nie pisali nic o 4M, poza tym twierdzili dwa lata temu – a w światku ESP8266 Arduino czas płynie bardzo szybko :)
            Co do wielkości – nic poważnego, szkic po skompilowaniu miał jakiś 230 k, czyli bez problemu powinien się zmieścić.

            Odpowiedz
    • Sprawdziłem i wprowadziłem poprawki: dodałem opis ustawień Arduino, usunąłem zbędne połączenia do GPIO15 i CH_PD oraz dodałem połączenie GPIO0 do VCC przez rezystor. Oprócz opisu zaktualizowałem rys. 3, 4 i 5. Zmieniłem również sposób zasilania sterownika silników. Teraz zasilam go bezpośrednio z 6V (można do 2V do 7V). Dla lepszej stabilności dodałem również kondensator 100nF przed podłączeniem do ESP zgodnie z sugestią na stronie: https://github.com/esp8266/Arduino/blob/master/doc/boards.md
      Mam nadzieje, że teraz wygląda lepiej. Jeszcze raz dziękuję za uwagi.

      Odpowiedz
  • A takie pytanie. Czy nie warto pokombinować i spróbować ustawić ESP jako AP i się z nim łączyć przez telefon i wtedy zadziała to w terenie?

    Odpowiedz
    • Oczywiście można tak zrobić. Tylko kod programu się trochę skomplikuje i aby sterować pojazdem trzeba się będzie logować do sieci utworzonej przez ESP. Ale, tak jak piszesz, zaletą będzie możliwość wyjścia w teren. Właśnie, w ramach zabawy, obudowuje silniki i sterownik klockami Lego, oraz używam Wemosa (który własnie dotarł z Chin) aby ograniczyć ilość okablowania i mam zamiar wrzucić niedługo opis wersji pojazdu, który będzie mógł działać w terenie.

      Odpowiedz

Odpowiedz

anuluj

Nie przegap nowych projektów!

Zapisując się na nasz Newsletter będziesz miał pewność, że nie przegapisz żadnego nowego projektu opublikowanego w Majsterkowie!

Od teraz nie przegapisz żadnego projektu!