ESP8266 WIFI AP Robot Berkaki Empat Terkendali: 15 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Ini adalah tutorial membuat robot 12 DOF atau empat kaki (quadruped) menggunakan servo SG90 dengan driver servo dan dapat dikontrol menggunakan WIFI Web server melalui browser smartphone

Total biaya untuk proyek ini adalah sekitar US $55 (Untuk bagian Elektronik dan Bingkai Robot Plastik)

Langkah 1: Siapkan Bingkai

Semua objek 3D gratis untuk diunduh @ www.myminifactory.com atau www.thingiverse.com

Cetak menggunakan bahan pendukung untuk beberapa bagian seperti Kaki, Pinggul dan Paha

Daftar bagian yang dicetak:

1x tubuh dasar

1x Penutup

1x Dudukan baterai

4x Pinggul (tipe A & B)

4x Ketat (tipe A & B)

4x Kaki (tipe A & B)

4x Perisai

12x Bushing + sekrup 12x 2mm

Langkah 2: Pasang Bingkai Robot

ikuti langkah demi langkah video di atas untuk merakit bingkai, sekrup untuk lubang ukuran 2mm

Langkah 3: Suku Cadang Elektronik (Wemos D1 Mini)

Varian NodeMCU yang beredar di pasaran sangat banyak dan pada dasarnya memiliki fungsi yang sama, untuk project ini saya memilih Wemos D1 Mini.

Bagian ini akan berfungsi sebagai Web Server untuk berkaki empat kami sebagai Access Point.

Yang Anda butuhkan hanyalah terhubung ke Quadruped AP dan mengontrol semua pergerakan robot Anda, dan mungkin untuk proyek mendatang ia akan menampilkan semua dasbor sensor yang Anda butuhkan…

Mini D1 ini, adalah papan WIFI mini berdasarkan ESP-8266EX. dan memiliki 11 pin input/output digital, semua pin memiliki dukungan interupsi/pwm/I2C/satu kabel (kecuali D0) 1 input analog (input maks 3.3V) koneksi Micro USB

Cara memulai di:

1. Instal untuk Arduino 1.6.7 dari situs web untuk Arduino.
2. Mulai untuk Arduino dan buka jendela Preferensi.
3. ke bidang URL Manajer Papan Tambahan. Anda dapat menambahkan beberapa URL, memisahkannya dengan koma.
4. Buka Tools→Board:xxx→Boards Manager dan instal esp8266 oleh ESP8266 Community (dan jangan lupa untuk memilih board ESP8266 Anda dari menu Tools > Board setelah instalasi).

Untuk lebih jelasnya bisa cek video diatas

Klik di sini untuk mencari di Aliexpress

Untuk proyek ini yang Anda butuhkan hanyalah menghubungkan Pin ini:

1. Pin NodeMCU RX terhubung ke pin Arduino Nano TX
2. Pin NodeMCU TX terhubung ke pin Arduino Nano RX
3. NodeMCU G pin terhubung ke DC-DC mini 5v Stepdown (-) Output pin out
4. Pin NodeMCU5V terhubung ke DC-DC mini 5v Stepdown (+) Pin output keluar

PS: Untuk memprogram board ini Anda harus melepaskan semua pin yang terpasang pada arduino dan DC-DC step down, jika tidak, Anda akan mendapatkan kesalahan…

Langkah 4: Komponen Elektronik (Arduino Nano)

Sama dengan NodeMCU, untuk papan arduino Anda dapat menggunakan papan apa saja yang cocok untuk Anda seperti Arduino Pro Mini, Arduino Nano atau lainnya.

Namun untuk project ini saya memilih Arduino Nano, karena tidak membutuhkan banyak pin yang saya gunakan, kecil dan tidak membutuhkan FTDI untuk memprogramnya.

klik Di Sini untuk mencari di Aliexpress

Untuk proyek ini saya hanya menggunakan:

1. Pin Arduino nano RX terhubung ke pin NodeMCU TX
2. Pin Arduino nano TX terhubung ke pin NodeMCU RX
3. Pin Ardiono nano A4 terhubung ke pin SDA PCA9685
4. Pin Arduino nano A5 terhubung ke pin SCL PCA9685
5. Pin Arduino nano GND terhubung ke DC-DC mini 5v Stepdown (-) Output pin out
6. Pin Arduino nano 5V terhubung ke DC-DC mini 5v Stepdown (+) Pin output keluar

lihat skema di atas untuk lebih jelasnya

PS: Untuk memprogram board ini, Anda harus melepas semua pin yang terpasang pada NodeMCU dan step down DC-DC, jika tidak, Anda akan mendapatkan error…

Langkah 5: Suku Cadang Elektronik (Tower Pro 9g Micro Servo)

Ini adalah servo mini paling populer. Hanya berbobot 9 gram dan memberi Anda torsi 1,5 kg/cm. Cukup kuat untuk ukurannya. Cocok untuk robot tipe balok.

PS: Servo ini hanya dapat memutar sudut 180 derajat

Fitur utama:

• Tubuh tembus pandang

• Ringan

• Lebih sedikit noise Spesifikasi:

• Dimensi: 22,6 x 21,8 x 11,4 mm

• Panjang kabel konektor: 150 mm

• Kecepatan pengoperasian (4,8 V tanpa beban): 0,12 detik / 60 derajat

• Torsi berhenti (4,8 V): 1,98 kg/cm

• Kisaran suhu: 30 hingga 60°C (-22 hingga 140℉)

• Lebar pita mati: 4 penggunaan

• Tegangan operasi: 3,5 - 8,4 Volt

Klik Di Sini untuk mencari servo SG90 di Aliexpress

Langkah 6: Komponen Elektronik (16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - Antarmuka I2C - PCA9685 untuk Arduino)

Ingin membuat robot walker? tetapi hanya menggunakan mikrokontroler memiliki jumlah keluaran PWM yang terbatas, dan Anda akan kehabisan! Tidak dengan antarmuka Adafruit 16-Channel 12-bit PWM/Servo Driver - I2C. Dengan pelarian driver pwm dan servo ini, Anda dapat mengontrol 16 output PWM yang berjalan bebas hanya dengan dua pin! Perlu menjalankan lebih dari 16 output PWM? Tidak masalah. Satukan hingga 62 keindahan ini hingga menghasilkan 992 output PWM yang luar biasa.

Papan/chip ini menggunakan alamat 7-bit I2C antara 0x60-0x80, dapat dipilih dengan jumper Blok terminal untuk input daya (atau Anda dapat menggunakan breakout 0,1" di samping) Perlindungan polaritas terbalik pada input blok terminal Hijau power-good LED 3 pin konektor dalam kelompok 4 sehingga Anda dapat memasang 16 servos sekaligus (colokan Servo sedikit lebih lebar dari 0,1" sehingga Anda hanya dapat menumpuk 4 di samping satu sama lain pada header 0,1" Desain "Chain-able" Tempat untuk menempatkan besar kapasitor pada jalur V+ (jika Anda membutuhkannya) Resistor seri 220 ohm pada semua jalur keluaran untuk melindunginya, dan untuk membuat LED penggerak menjadi sepele Solder jumper untuk 6 alamat pilih pin driver PWM yang dikontrol i2c dengan jam bawaan. Tidak seperti keluarga TLC5940, Anda tidak perlu terus mengirimkan sinyal yang mengikat mikrokontroler Anda, ini benar-benar bebas berjalan! Ini sesuai dengan 5V, yang berarti Anda dapat mengontrolnya dari mikrokontroler 3.3V dan masih dengan aman mengemudi hingga output 6V (ini bagus untuk saat Anda ingin mengontrol putih atau biru L ED dengan 3,4+ tegangan maju) 6 pin pilih alamat sehingga Anda dapat menghubungkan hingga 62 pin ini pada satu bus i2c, total 992 output - itu banyak servos atau LED Frekuensi yang dapat disesuaikan PWM hingga sekitar 1,6 KHz 12-bit resolusi untuk setiap output - untuk servos, itu berarti resolusi sekitar 4us pada kecepatan pembaruan 60Hz Output push-pull atau open-drain yang dapat dikonfigurasi Output memungkinkan pin untuk menonaktifkan semua output dengan cepat.

klik Di Sini untuk mencari di Aliexpress

Dalam proyek ini kita hanya membutuhkan 12 CH untuk semua kaki (3CH per kaki), sambungkan pin PCA9685 ini ke Arduino Nano:

1. PCA9685 VCC ke DC-DC mini 5v Stepdown (+) Output pin out
2. PCA9685 GND ke DC-DC mini 5v Stepdown (-) Output pin out
3. PCA9685 Servo (PWM) power V+ ke UBEC (+) Output pin out
4. PCA9685 Servo (PWM) power GND ke UBEC (-) Output pin out
5. PCA9685 SDA pin ke pin arduino nano A4
6. Pin SCL PCA9685 ke pin arduino nano A5
7. PCA9685 CH0 Ke Paha Kanan Depan, silahkan sesuaikan warna kabel dengan warna socket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
8. PCA9685 CH1 untuk Kaki Kanan Depan, harap sesuaikan warna kabel dengan warna socket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
9. PCA9685 CH2 untuk Pinggul Kanan Depan, harap sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
10. PCA9685 CH4 Ke Paha Kanan Belakang, silahkan sesuaikan warna kabel dengan warna socket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
11. PCA9685 CH5 untuk Kaki Kanan Belakang, mohon sesuaikan warna kabel dengan warna socket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
12. PCA9685 CH6 untuk Pinggul Kanan Belakang, mohon sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
13. PCA9685 CH8 Ke Paha Kiri Depan, silahkan sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
14. PCA9685 CH9 untuk Kaki Kiri Depan, harap sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
15. PCA9685 CH10 untuk Pinggul Kiri Depan, harap sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
16. PCA9685 CH12 Ke Paha Kiri Belakang, mohon sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
17. PCA9685 CH13 untuk Kaki Kiri Belakang, harap sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)
18. PCA9685 CH14 ke Pinggul Kiri Belakang, harap sesuaikan warna kabel dengan warna soket PCA9685 (Kuning, Merah, Coklat/Hitam)

PS: Beberapa PCA9685 tidak memiliki soket kode warna, jadi pastikan kabel Kuning dari servo SG90 masuk ke pin data PWM, kabel Merah ke pin V+, dan Hitam/Coklat ke pin GND

Langkah 7: Koneksi Pin PWM ke Servo

Klik dan perbesar gambar di atas untuk melihat pemetaan pin antara PCA9685 dan servos

PS: Anda hanya menggunakan 12CH dari 16 CH untuk proyek ini, jadi Anda masih memiliki 4CH tersisa untuk ekspansi seperti memasang servo radar atau memasang senjata nerf blaster di atasnya… Cukup masukkan kode tambahan di arduino dan NodeMCU

Langkah 8: Bagian Elektronik (UBEC)

3A-UBEC adalah regulator DC-DC mode sakelar yang disertakan dengan paket baterai lithium 2-6 sel (atau baterai NiMh / NiCd 5-18 sel) dan menghasilkan tegangan aman yang konsisten untuk receiver, gyro, dan servo Anda. Sangat cocok untuk helikopter RC. Dibandingkan dengan mode linier UBEC, efisiensi keseluruhan mode sakelar UBEC lebih tinggi.

Dalam proyek ini kami menggunakannya untuk menyalakan semua servo, memiliki penyaringan sehingga akan mengurangi kebisingan yang dapat mempengaruhi kesalahan motor dan memiliki Amp yang tinggi yang cukup untuk mengangkat beban robot.

klik Di Sini untuk mencari di Aliexpress

Sambungan pin:

1. UBEC (+) MERAH Output pin ke PCA9685 Servo (PWM) power V+
2. UBEC (-) BLACK Output pin ke PCA9685 Servo (PWM) power GND
3. UBEC (+) MERAH Masukan ke Baterai (+) pin
4. UBEC (-) input HITAM ke pin sakelar

Langkah 9: Suku Cadang Elektronik (DC-DC Mini Stepdown)

Ini hampir memiliki fungsi yang sama dengan UBEC, tetapi yang ini hanya modul step down DC-DC sederhana. Memiliki potensio meter yang dapat kita atur output V (+) dari 1V ke 17V dan tidak memiliki filtering.

klik Di Sini untuk mencari di Aliexpress

PS: jadi ingat, sebelum menggunakannya harap sesuaikan output V (+) ke 5V menggunakan Volt meter DC

Sambungan pin:

1. Mini stepdown (+) IN ke (+) Baterai
2. Mini stepdown (-) IN ke pin sakelar
3. Mini stepdown (+) OUT secara paralel dengan pin NodeMCU (5V), Arduino nano (5V) dan PCA9685 (VCC)
4. Mini stepdown (-) OUT secara paralel dengan pin NodeMCU (G), Arduino nano (GND) dan PCA9685 (GND)

Langkah 10: Bagian Elektronik Lainnya

Yang Anda butuhkan adalah sekitar (20 kabel atau kurang) kabel jumper wanita ke wanita (pencarian kabel Jumper AliExpress)

Sakelar dorong kunci mandiri atau Anda dapat menggunakan sakelar jenis lain (pencarian sakelar penguncian mandiri Aliexpress)

dan sepasang konektor JST dari baterai ke sakelar dan stepdown UBEC/DC-DC (pencarian Konektor JST AliExpress)

Langkah 11: Sumber Daya

Ada banyak sumber daya yang dapat Anda gunakan, bagi saya saya lebih suka menggunakan baterai lipo 3S yang dapat diisi ulang. Ini memiliki Arus 11, 1 Volt dan kapasitas 500mAh atau lebih (tidak terlalu banyak sehingga bisa lebih ringan).

Tetapi menggunakan 3S lipo membutuhkan charger dan itu tidak murah, jadi… Anda dapat menggunakan sumber daya lain seperti baterai AAA, Anda dapat menggunakan baterai seri 6 AAA sehingga dapat menghasilkan sumber daya sekitar 9V dan saya pikir itu cukup daya untuk robot ini.

Klik Di Sini untuk mencari baterai Lipo 3S di Aliexpress

Klik Di Sini untuk mencari Lipo Charger

Klik Di Sini untuk mencari dudukan Baterai 6xAAA di Aliexpress

Langkah 12: Diagram Kawat

Klik dan perbesar gambar di atas untuk melihat semua diagram kawat untuk proyek ini

PS: Anda perlu menyolder di beberapa bagian dan memasang kepala karet menyusut untuk menutupnya untuk koneksi antara sakelar daya, UBEC dan DC-DC step down.

Langkah 13: Coding dan Pose Awal

Hubungkan arduino nano menggunakan kabel mini USB ke port USB (tapi jangan lupa lepaskan semua pin ke wemos D1 mini dan DC-DC stepdown) dan Buka "spider_driver_open_v3_ESP8266_Rev280918.ino" dan flash ke Arduino nano, tetapi jangan' jangan lupa pilih board arduino ke arduino nano dan pilih port yang benar.

Selanjutnya sambungkan Wemos D1 mini ke komputer menggunakan micro USB to USB (jangan lupa juga untuk melepas semua pin ke DC-DC stepdown dan Arduino nano). Kemudian buka " QuadrupetV2_310319_fix_connection_issue.ino " dan flash ke board, tetapi sebelum itu pilih board yang benar sesuai preferensi dan pilih port yang benar (lebih detail silakan kembali ke langkah 3)

Setelah semua selesai, Anda dapat memasang kembali semua pin antara arduino nano, wemos D1 mini dan DC-DC stepdown dan menyalakan robot untuk menyesuaikan pose awal yang benar.

POSE AWAL (Lihat gambar di atas) atur kembali semua kaki sedekat mungkin dengan gambar di atas.

Setelah Anda menghidupkan robot, jika posisi kaki tidak sama dengan gambar di atas maka yang Anda butuhkan adalah:

1. buka klakson servo dan lepaskan klakson servo dari servo.
2. putar kaki sampai cukup dekat dengan pose awal
3. pasang kembali klakson servo dan awak lagi
4. lakukan untuk semua pertandingan miss leg

PS:

1. QuadrupetV2_310419_fix_connection_issue.ino sudah memperbaiki beberapa masalah seperti sulit terhubung (wifi) dan render halaman web gagal, bagi yang mem-flash program yang lebih lama sebelum 31-3-2019 silakan unduh lagi di atas

2. ada beberapa perpustakaan tambahan yang perlu diinstal (salin ke folder perpustakaan)

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

Langkah 14: Mengontrol Robot

Karena robot ini menjadi Access Point WIFI maka yang Anda butuhkan hanyalah:

1. Menghidupkan robot
2. Buka pengaturan wifi di ponsel cerdas Anda
3. Hubungkan ke Access Point SpiderRobo dengan kata sandi "12345678"
4. Buka browser web di ponsel cerdas Anda dan ketik

Sekarang Robot Anda siap untuk mengambil perintah Anda …

Langkah 15: Untuk Siapa Memiliki Masalah Dengan Membuka Halaman Web atau Menghubungkan ke AP

SAYA TELAH MEMPERBAIKI MASALAH INI SILAHKAN UNDUH LAGI DARI LANGKAH 13 DI ATAS (perbaiki @ 31-4-2019)

beberapa mini clone Wemos D1 memiliki ESP yang buruk atau cacat, dan itu menyebabkan: - Sulit untuk terhubung ke AP

- Gagal membuka halaman

- Memuat tidak selesai

Untuk lebih jelasnya cek video saya di atas…