روبوت رباعي الأرجل ESP8266 WIFI AP: 15 خطوة (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:39

هذا برنامج تعليمي لإنشاء روبوت 12 DOF أو رباعي الأرجل باستخدام مؤازرة SG90 مع برنامج تشغيل مؤازر ويمكن التحكم فيه باستخدام خادم الويب WIFI عبر متصفح الهاتف الذكي

تبلغ التكلفة الإجمالية لهذا المشروع حوالي 55 دولارًا أمريكيًا (للجزء الإلكتروني وإطار الروبوت البلاستيكي)

الخطوة 1: تحضير الإطار

كل الكائنات ثلاثية الأبعاد مجانية للتنزيل @ www.myminifactory.com أو www.thingiverse.com

اطبعها باستخدام مواد الدعم لبعض الأجزاء مثل القدم والوركين والفخذين

قائمة الجزء المطبوع:

1x الجسم الأساسي

غطاء 1x

حامل بطارية 1x

4x الوركين (النوع A و B)

4x Thight (النوع A & B)

4x قدم (النوع أ و ب)

4x درع

12x جلبة + برغي 12x 2mm

الخطوة 2: تجميع إطار الروبوت

اتبع الفيديو خطوة بخطوة أعلاه لتجميع الإطار ، المسمار هو ثقب بحجم 2 مم

الخطوة 3: الأجزاء الإلكترونية (Wemos D1 Mini)

هناك الكثير من متغيرات NodeMCU في السوق ولديها نفس الوظيفة بشكل أساسي ، لذلك اخترت Wemos D1 Mini.

سيكون هذا الجزء بمثابة خوادم ويب لنقطة الوصول الرباعية.

ما تحتاجه هو فقط الاتصال بـ Quadruped AP والتحكم في كل حركة الروبوت الخاص بك ، وربما بالنسبة للمشروع المستقبلي ، سيعرض جميع لوحة أجهزة الاستشعار التي تحتاجها …

هذا D1 mini ، عبارة عن لوحة WIFI صغيرة تعتمد على ESP-8266EX. ويحتوي على 11 دبوس إدخال / إخراج رقمي ، وجميع المسامير بها مقاطعة / pwm / I2C / سلك واحد مدعوم (باستثناء D0) إدخال تناظري واحد (إدخال 3.3 فولت كحد أقصى) اتصال Micro USB

كيف تبدأ في:

1. قم بالتثبيت لـ Arduino 1.6.7 من موقع Arduino على الويب.
2. ابدأ في Arduino وافتح نافذة التفضيلات.
3. في حقل عناوين URL الإضافية لمدير اللوحات. يمكنك إضافة عدة عناوين URL ، مع الفصل بينها بفاصلات.
4. افتح Tools → Board: xxx → Boards Manager وقم بتثبيت esp8266 بواسطة ESP8266 Community (ولا تنس تحديد لوحة ESP8266 الخاصة بك من Tools> Board menu بعد التثبيت).

لمزيد من التفاصيل يمكنك التحقق من الفيديو أعلاه

انقر هنا للبحث في Aliexpress

بالنسبة لهذا المشروع ، كل ما تحتاجه هو توصيل هذا الدبوس:

1. يتصل دبوس NodeMCU RX بدبوس Arduino Nano TX
2. يتصل دبوس NodeMCU TX بدبوس Arduino Nano RX
3. يتصل دبوس NodeMCU G بـ DC-DC mini 5v Stepdown (-) خرج دبوس الإخراج
4. يتصل دبوس NodeMCU5V بـ DC-DC mini 5v Stepdown (+) مخرج دبوس الإخراج

ملاحظة: لبرمجة هذه اللوحة ، يجب عليك فصل كل الدبوس المتصل بـ arduino وتنحي DC-DC ، وإلا ستحصل على خطأ …

الخطوة 4: الأجزاء الإلكترونية (اردوينو نانو)

نفس الشيء مع NodeMCU ، بالنسبة للوحة اردوينو ، يمكنك استخدام أي لوحة تناسبك مثل Arduino Pro Mini أو Arduino Nano أو غير ذلك.

لكن بالنسبة لهذا المشروع ، اخترت Arduino Nano ، لأنك لا تحتاج إلى الكثير من الدبوس الذي استخدمته ، فهي صغيرة ولا تحتاج إلى FTDI لبرمجتها.

انقر هنا للبحث في Aliexpress

بالنسبة لهذا المشروع ، أستخدم فقط:

1. يتصل دبوس Arduino nano RX بدبوس NodeMCU TX
2. يتصل دبوس Arduino nano TX بدبوس NodeMCU RX
3. يتصل دبوس Ardiono nano A4 بمسمار PCA9685 SDA
4. يتصل دبوس Arduino nano A5 بمسمار PCA9685 SCL
5. يتصل دبوس Arduino nano GND بـ DC-DC mini 5v Stepdown (-) خرج دبوس الإخراج
6. يتصل دبوس Arduino nano 5V بـ DC-DC mini 5v Stepdown (+) مخرج دبوس الإخراج

انظر المخطط أعلاه لمزيد من التفاصيل

ملاحظة: لبرمجة هذه اللوحة ، يجب أن تفصل كل الدبوس المتصل بـ NodeMCU وتنحي DC-DC ، وإلا ستحصل على خطأ …

الخطوة 5: الأجزاء الإلكترونية (Tower Pro 9g Micro Servo)

هذه هي المؤازرة المصغرة الأكثر شعبية. يزن 9 جرام فقط ويعطيك عزم دوران 1.5 كجم / سم. قوي جدا فيما يتعلق بحجمه. مناسبة للروبوتات من نوع الشعاع.

ملاحظة: يمكن لهذه المؤازرة فقط أن تدور بزاوية 180 درجة

دلائل الميزات:

• جسم شفاف

• وزن خفيف

• مواصفات ضوضاء أقل:

• الأبعاد: 22.6 × 21.8 × 11.4 ملم

• طول سلك الموصل: 150 مم

• سرعة التشغيل (4.8 فولت بدون حمل): 0.12 ثانية / 60 درجة

• عزم الدوران (4.8 فولت): 1.98 كجم / سم

• نطاق درجة الحرارة: 30 إلى 60 درجة مئوية (-22 إلى 140 درجة مئوية)

• عرض النطاق الميت: 4 استخدامات

• جهد التشغيل: 3.5 - 8.4 فولت

انقر هنا للبحث عن أجهزة SG90 في Aliexpress

الخطوة 6: الأجزاء الإلكترونية (16-Channel 12-bit PWM / Servo Driver - واجهة I2C - PCA9685 لـ Arduino)

تريد أن تجعل الروبوت ووكر؟ لكن استخدام متحكم دقيق فقط لديه عدد محدود من مخرجات PWM ، وتجد نفسك ينفد! ليس مع Adafruit 16-Channel 12-bit PWM / Servo Driver - واجهة I2C. مع هذا الاختراق لبرنامج التشغيل pwm والمؤازرة ، يمكنك التحكم في 16 مخرجًا من مخرجات PWM التي يتم تشغيلها مجانًا باستخدام دبابيس فقط! هل تحتاج إلى تشغيل أكثر من 16 مخرجات PWM؟ لا مشكلة. قم بتجميع ما يصل إلى 62 من هذه الجمال للحصول على ما يصل إلى 992 من مخرجات PWM المتميزة.

تستخدم هذه اللوحة / الشريحة عنوان I2C ذو 7 بت بين 0x60-0x80 ، ويمكن تحديده مع وصلات العبور. موصلات الدبوس في مجموعات من 4 حتى تتمكن من توصيل 16 مؤازرة في وقت واحد (المقابس المؤازرة أعرض قليلاً من 0.1 "لذا يمكنك فقط تكديس 4 بجوار بعضها البعض على تصميم 0.1" رأس "قابل للتسلسل" مكان لوضع كبير مكثف على خط V + (في حال احتجت إليه) مقاومات سلسلة 220 أوم على جميع خطوط الإخراج لحمايتها ، ولجعل مصابيح LED للقيادة تافهة لاعبا اللحام لـ 6 عناوين حدد برنامج تشغيل PWM الذي يتحكم فيه i2c مع ساعة مدمجة. على عكس عائلة TLC5940 ، لا تحتاج إلى إرسال إشارة بشكل مستمر لربط وحدة التحكم الدقيقة الخاصة بك ، فهو يعمل مجانًا تمامًا! إنه متوافق مع 5 فولت ، مما يعني أنه يمكنك التحكم فيه من متحكم 3.3 فولت ولا يزال بإمكانك القيادة بأمان حتى مخرجات 6 فولت (هذا مفيد عندما تريد التحكم في اللون الأبيض أو الأزرق L. EDs مع 3.4+ الفولتية الأمامية) 6 دبابيس تحديد العناوين حتى تتمكن من توصيل ما يصل إلى 62 منها في ناقل i2c واحد ، أي ما مجموعه 992 مخرجًا - وهذا كثير من المؤازرة أو LEDs ، تردد قابل للتعديل PWM يصل إلى حوالي 1.6 كيلو هرتز 12 بت الدقة لكل ناتج - بالنسبة إلى الماكينات ، فهذا يعني دقة 4us بمعدل تحديث 60 هرتز قابل للتكوين دفع سحب أو إخراج مفتوح الصرف تمكين الإخراج دبوس لتعطيل جميع المخرجات بسرعة.

انقر هنا للبحث في Aliexpress

في هذا المشروع ، نحتاج فقط إلى 12 CH لجميع الأرجل (3CH لكل ساق) ، قم بتوصيل دبوس PCA9685 هذا بـ Arduino Nano:

1. PCA9685 VCC إلى DC-DC mini Stepdown (+) خرج دبوس الإخراج
2. PCA9685 GND إلى DC-DC mini 5v Stepdown (-) خرج دبوس الإخراج
3. PCA9685 مؤازر (PWM) طاقة V + إلى UBEC (+) خرج دبوس
4. PCA9685 سيرفو (PWM) طاقة GND إلى UBEC (-) خرج دبوس
5. PCA9685 SDA بينتو اردوينو نانو A4 دبوس
6. دبوس PCA9685 SCL إلى دبوس اردوينو نانو A5
7. PCA9685 CH0 إلى الجزء الأمامي الأيمن ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
8. PCA9685 CH1 للقدم اليمنى الأمامية ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
9. PCA9685 CH2 إلى الورك الأيمن الأمامي ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
10. PCA9685 CH4 إلى الجزء الخلفي الأيمن ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
11. PCA9685 CH5 للقدم اليمنى الخلفية ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
12. PCA9685 CH6 إلى الورك الأيمن الخلفي ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
13. PCA9685 CH8 إلى الجزء الأمامي الأيسر Thight ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
14. PCA9685 CH9 للقدم اليسرى الأمامية ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
15. PCA9685 CH10 إلى الورك الأيسر الأمامي ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
16. PCA9685 CH12 إلى الجزء الخلفي الأيسر Thight ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
17. PCA9685 CH13 للقدم اليسرى الخلفية ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)
18. PCA9685 CH14 إلى الورك الأيسر الخلفي ، يرجى مطابقة لون الكابل مع لون المقبس PCA9685 (أصفر ، أحمر ، بني / أسود)

ملاحظة: لا تحتوي بعض أجهزة PCA9685 على مقبس رمز لوني ، لذا تأكد من أن الكبل الأصفر من مضاعفات SG90 ينتقل إلى دبوس بيانات PWM ، وينتقل الكبل الأحمر إلى دبوس V + ، وينتقل Black / Brown إلى دبوس GND

الخطوة 7: اتصال PWM إلى Servo Pin

انقر فوق الصورة أعلاه وقم بتكبيرها لرؤية تعيين الدبوس بين PCA9685 والمضاعفات

ملاحظة: U تستخدم 12CH فقط من 16 CH لهذا المشروع ، لذلك لا يزال لديك 4CH للتوسع مثل وضع أجهزة الرادار أو وضع بعض سلاح nerf blaster عليه … فقط ضع رمزًا إضافيًا في arduino و NodeMCU

الخطوة 8: الأجزاء الإلكترونية (UBEC)

3A-UBEC عبارة عن منظم DC-DC في وضع التبديل مزود بحزمة بطارية ليثيوم 2-6 خلايا (أو بطارية من 5 إلى 18 خلية NiMh / NiCd) ويخرج جهدًا آمنًا ثابتًا لجهاز الاستقبال الخاص بك ، والدوران ، والمؤازرة. انها مناسبة جدا لطائرة هليكوبتر RC. بالمقارنة مع الوضع الخطي UBEC ، تكون الكفاءة الإجمالية لوضع التبديل UBEC أعلى.

في هذا المشروع ، نستخدمه لتشغيل جميع الماكينات ، فهو يحتوي على ترشيح بحيث يقلل من الضوضاء التي يمكن أن تؤثر على خلل المحرك ولديه أمبير مرتفع يكفي لرفع حمل الروبوت.

انقر هنا للبحث في Aliexpress

اتصال دبوس:

1. UBEC (+) RED خرج دبوس إلى PCA9685 Servo (PWM) power V +
2. UBEC (-) خرج دبوس أسود إلى PCA9685 Servo (PWM) طاقة GND
3. UBEC (+) RED الإدخال إلى دبوس البطارية (+)
4. UBEC (-) إدخال أسود إلى دبوس التبديل

الخطوة 9: الأجزاء الإلكترونية (DC-DC Mini Stepdown)

لها نفس الوظيفة تقريبًا مع UBEC ، ولكن هذه الوحدة عبارة عن وحدة تنحي بسيطة DC-DC فقط. إنه يحتوي على مقياس جهد يمكننا من ضبط خرج V (+) من 1 فولت إلى 17 فولت ولا يحتوي على ترشيح.

انقر هنا للبحث عنه على Aliexpress

ملاحظة: تذكر ، قبل استخدامه ، يرجى ضبط V (+) إلى خرج 5 فولت باستخدام مقياس التيار المستمر

اتصال دبوس:

1. تنحى صغير (+) دخل للبطارية (+)
2. تنحى صغير (-) في دبوس التبديل
3. تنحى صغير (+) خارج بالتوازي مع NodeMCU (5V) و Arduino nano (5V) و PCA9685 (VCC) pin
4. تنحى صغير (-) خارج بالتوازي مع NodeMCU (G) و Arduino nano (GND) و PCA9685 (GND) pin

الخطوة 10: جزء إلكتروني آخر

ما تحتاجه هو حوالي (20 كابلًا أو أقل) من الإناث إلى سلك الطائر الأنثوي (البحث عن سلك الطائر Aliexpress)

مفتاح دفع القفل الذاتي أو يمكنك استخدام نوع آخر من التبديل (البحث عن مفتاح القفل الذاتي من Aliexpress)

وزوج من موصل JST من البطارية للتبديل وتنحى UBEC / DC-DC (البحث في موصل JST من Aliexpress)

الخطوة 11: مصدر الطاقة

هناك الكثير من مصادر الطاقة التي يمكنك استخدامها ، بالنسبة لي أفضل استخدام بطارية lipo 3S قابلة لإعادة الشحن. لديها تيار 11 ، 1 فولت و 500 مللي أمبير أو أكثر (ليس كثيرًا لذا يمكن أن تكون أخف وزناً).

لكن استخدام 3S lipo يحتاج إلى شاحن وهو ليس رخيصًا ، لذا … يمكنك استخدام مصدر طاقة آخر مثل بطارية AAA ، يمكنك تسلسل 6 بطارية AAA حتى تتمكن من إنتاج مصدر طاقة 9V تقريبًا وأعتقد أن هذه طاقة كافية لهذا الروبوت.

انقر هنا للبحث عن بطارية Lipo 3S في Aliexpress

انقر هنا للبحث عن شاحن ليبو

انقر هنا للبحث عن حامل بطارية 6xAAA في Aliexpress

الخطوة 12: مخطط الأسلاك

انقر فوق الصورة أعلاه وقم بتكبيرها لرؤية كل مخطط الأسلاك لهذا المشروع

ملاحظة: تحتاج إلى بعض اللحام في جزء ما ووضع رأس مطاطي يتقلص لإغلاقه من أجل الاتصال بين مفتاح الطاقة وتنحي UBEC و DC-DC.

الخطوة 13: التشفير والوضع الأولي

قم بتوصيل اردوينو نانو باستخدام كابل منفذ USB صغير إلى USB (ولكن لا تنس فصل كل طرف إلى wemos D1 mini و DC-DC stepdown) وافتح "spider_driver_open_v3_ESP8266_Rev280918.ino" وقم بوميضه في Arduino nano ، لكن لا تفعل ذلك. لا تنس تحديد لوحة اردوينو في Arduino nano وتحديد المنفذ الصحيح.

بعد ذلك ، قم بتوصيل Wemos D1 mini بالكمبيوتر باستخدام micro USB إلى USB (لا تنس أيضًا فصل كل طرف إلى DC-DC stepdown و Arduino nano). من فتح "QuadrupetV2_310319_fix_connection_issue.ino" ووميضه على اللوحة ، ولكن قبل ذلك اختر اللوحة الصحيحة في التفضيل وحدد المنفذ الصحيح (مزيد من التفاصيل يرجى الرجوع إلى الخطوة 3)

بعد الانتهاء من كل شيء ، يمكنك إعادة توصيل كل الدبوس بين اردوينو نانو و wemos D1 mini و DC-DC stepdown وتشغيل الروبوت لضبط الوضع الأولي الصحيح.

الوضع الأولي (انظر الصورة أعلاه) أعد ضبط كل الساق في أقرب مكان ممكن للصورة أعلاه.

بعد تشغيل الروبوت ، إذا لم يكن وضع الساق متماثلاً مع الصورة أعلاه ، فإن كل ما تحتاجه هو:

1. قم بفك بوق المؤازرة وفصل بوق المؤازرة عن المؤازرة.
2. أدر الساق حتى تقترب بدرجة كافية من الوضع الأولي
3. أعد توصيل بوق المؤازرة وطاقمه مرة أخرى
4. افعل ذلك من أجل تفويت جميع مباريات مباراة الذهاب

ملاحظة:

1. تم بالفعل إصلاح بعض المشكلات QuadrupetV2_310419_fix_connection_issue.ino مثل صعوبة الاتصال (wifi) وفشل عرض صفحة الويب ، لمن يقوم بوميض البرنامج الأقدم قبل 31-3-2019 ، يرجى تنزيله مرة أخرى أعلاه

2. هناك بعض المكتبات الإضافية بحاجة إلى التثبيت (نسخها إلى مجلد المكتبة)

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

الخطوة 14: التحكم في الروبوت

نظرًا لأن هذا الروبوت أصبح WIFI Access Point ، فكل ما تحتاجه هو:

1. تشغيل الروبوت
2. افتح إعداد wifi على هاتفك الذكي
3. الاتصال بنقطة وصول SpiderRobo بكلمة مرور هي "12345678"
4. افتح متصفح الويب على هاتفك الذكي واكتب

الآن أصبح الروبوت الخاص بك جاهزًا لأخذ الأمر …

الخطوة 15: لمن لديه مشكلة في فتح صفحة ويب أو الاتصال بـ AP

لقد أصلحت هذه المشكلة ، يرجى تنزيلها مرة أخرى من الخطوة 13 أعلاه (الإصلاح @ 31-4-2019)

بعض نسخ Wemos D1 المصغرة بها ESP سيئة أو معيبة ، وتسبب: - صعوبة الاتصال بـ AP

- فشل في فتح الصفحة

- التحميل لا ينتهي

لمزيد من التفاصيل تحقق من الفيديو الخاص بي أعلاه …