Robot Roda 4 Terkendali Wi-Fi: 6 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Untuk proyek ini, kami akan mengembangkan Robot Roda 4 menggunakan ESP8266 yang akan dikendalikan melalui Jaringan Wi-Fi. Robot dapat dikendalikan dari browser internet biasa, menggunakan antarmuka yang dirancang HTML atau juga dari aplikasi seluler android. Chip ESP8266 adalah mikrokontroler yang kuat & murah, yang tidak hanya mudah digunakan tetapi juga dilengkapi dengan konektivitas Wi-Fi onboard. Ini adalah chip yang sempurna untuk mengontrol robot dari jarak jauh dari komputer atau perangkat seluler Anda.

Untuk memasukkan chip ini ke dalam proyek kami, kami dapat menggunakan berbagai papan pengembangan berdasarkan mikrokontroler ini.

1. Adafruit Feather Huzzah - Ini dibuat oleh Adafruit dan memiliki instruksi dan dukungan yang mudah didapat. Ini memiliki pengisi daya baterai li-po di papan itu sendiri, sehingga akan sangat berguna dalam proyek portabel.

2. NodeMCU ESP8266 - Board adalah open source dan memiliki dokumentasi yang sangat baik sehingga akan sangat mudah untuk memulai.

3. Sparkfun ESP8266 - Ini seperti Huzzah dengan tambahan sakelar daya dan antena eksternal untuk jangkauan Wi-Fi yang lebih panjang.

4. Wemos D1 Mini - Ini adalah yang terkecil dari semua papan tetapi ini tidak berpengaruh pada kinerja.

Untuk proyek saya, saya menggunakan Wemos D1 Mini untuk membuat Robot Roda 4 Terkendali Wi-Fi. Tetapi Anda dapat menggunakan papan pengembangan ESP8266 apa pun dan menggunakan kode Arduino yang sama tanpa perubahan apa pun. Saya telah merancang PCB untuk proyek ini tetapi Anda dapat menggunakan papan PCB titik untuk mengimplementasikan rangkaian atau bahkan mendesain PCB Anda sendiri.

Dan kami akan menggunakan Kit Chassis Robot 4WD seperti yang ditunjukkan pada gambar di atas karena sangat ideal untuk DIY dan merupakan kit mobil robot paling ekonomis dengan struktur mekanis sederhana.

Fitur kit ini:-

1. Dilengkapi dengan empat motor plastik BO terpisah dengan gearbox yang bagus untuk kemampuan manuver.

2. Sasis akrilik yang besar dan kokoh memungkinkan kemampuan yang luar biasa untuk Anda kembangkan ke DIY.

3. Kit sasis mobil pintar penggerak empat roda. Sangat mudah dipasang, cukup tambahkan mikrokontroler (seperti Arduino), dan modul sensor untuk membuat robot yang sepenuhnya otonom

Langkah 1: Daftar Komponen

Wemos D1 Mini [Jumlah – 1]

IC Driver Motor L293d [Jumlah – 2]

IC Port Expander PCF8574 [Jumlah – 1]

Baterai Lithium Ion 12V [Jumlah – 1]

PCB Robot Terkendali Wi-Fi [Jumlah – 1]

Kit Chassis Mobil Pintar Robot 4WD [Jumlah – 1]

Langkah 2: Otak Proyek - Dewan Pengembangan ESP8266 (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini adalah papan pengembangan Wi-Fi mini dengan flash 4MB berdasarkan Chip ESP-8266.

• Memiliki 11 pin input/output digital, semua pin memiliki dukungan interupsi/pwm/I2C/satu kabel (kecuali D0)
• Memiliki 1 input analog (input maks 3.2V)
• Memiliki koneksi Micro USB untuk pemrograman serta power supply.

Board ini berbasis ESP8266 sehingga kompatibel dengan Arduino IDE, sehingga dapat diprogram menggunakan Arduino atau dapat juga diprogram menggunakan compiler Lua. Ini juga mendukung pemrograman serial dan OTA.

Kami akan memprogram Wemos D1 Mini menggunakan Arduino IDE. Untuk memprogram board menggunakan Arduino IDE, persyaratan berikut harus dipenuhi.

Persyaratan:-

• Pengemudi CH340G
• Instal Arduino IDE Terbaru dari situs web Arduino.
• Kabel micro usb untuk pemrograman

Setelah menginstal driver dan perangkat lunak arduino Anda perlu menginstal "inti Arduino untuk chip WiFi ESP8266" di dalam Arduino IDE sehingga kami dapat memprogram chip ESP8266 dari lingkungan Arduino. Inti Arduino ESP8266 ini memungkinkan Anda menulis sketsa menggunakan fungsi dan pustaka Arduino yang sudah dikenal, dan menjalankannya langsung di ESP8266, tanpa memerlukan mikrokontroler eksternal.

ESP8266 Arduino core dilengkapi dengan library untuk berkomunikasi melalui WiFi menggunakan TCP dan UDP, mengatur server HTTP, mDNS, SSDP, dan DNS, melakukan pembaruan OTA, menggunakan sistem file dalam memori flash, bekerja dengan kartu SD, servos, periferal SPI dan I2C.

Unduh dokumen berikut untuk mendapatkan ide tentang cara menginstal inti arduino Esp8266.

Langkah 3: Pengemudi Motor - L293d

Driver Motor adalah IC untuk motor yang memungkinkan Anda untuk mengontrol kecepatan dan arah kerja dua motor secara bersamaan.

L293d dirancang untuk memberikan arus penggerak dua arah pada tegangan dari 5 V hingga 36 V. L293D dapat menggerakkan 2 motor DC secara bersamaan.

L293D adalah IC Driver Motor 16 Pin. Ada 4 pin INPUT, 4 pin OUTPUT dan 2 pin ENABLE untuk setiap motor.

Fitur L293D:

Kemampuan arus keluaran 600mA per saluran

Jam dan kontrol arah berlawanan arah jarum jam untuk masing-masing saluran

Deskripsi Pin dari L293d:

• Pin 1: Ketika Enable1 HIGH, bagian kiri IC akan bekerja, yaitu motor yang terhubung dengan pin 3 dan pin 6 akan berputar.
• Pin 2: Input 1, ketika pin ini HIGH arus akan mengalir melalui output 1.
• Pin 3: Output 1, pin ini terhubung dengan satu terminal motor.
• Pin 4/5: Pin GND
• Pin 6: Output 2, pin ini terhubung dengan satu terminal motor.
• Pin 7: Input 2, ketika pin ini HIGH arus akan mengalir melalui output 2.
• Pin 8: VCC2, pin ini digunakan untuk memberikan catu daya ke motor yang terhubung dari 5V hingga maksimum 36V tergantung pada Motor yang terhubung.
• Pin 9: Ketika Enable 2 HIGH, bagian kanan IC akan bekerja, yaitu motor yang terhubung dengan pin 11 dan pin 14 akan berputar.
• Pin 10: Input 4, ketika pin ini HIGH arus akan mengalir melalui output 4.
• Pin 11: Output 4, pin ini terhubung dengan satu terminal motor.
• Pin 12/13: pin GND
• Pin 14: Output 3, pin ini terhubung dengan satu terminal motor.
• Pin 15: Input 3, saat pin ini HIGH arus akan mengalir melalui output 3.
• Pin 16: VCC1, untuk catu daya logika ke IC yaitu 5V.

Dengan demikian, Anda dapat melihat bahwa Anda memerlukan 3 pin digital untuk mengontrol setiap motor (satu pin untuk kontrol kecepatan dan dua pin untuk kontrol arah). Jika satu L293d mengontrol dua motor DC maka kita akan membutuhkan dua IC L293d untuk mengontrol empat Motor DC. Kami akan menggunakan BO Motors plastik untuk proyek ini. Jadi, Anda lihat kami akan membutuhkan 12 pin digital untuk mengontrol keempat motor DC secara independen dengan kontrol kecepatan dan arah.

Namun jika melihat Wemos D1 mini hanya memiliki 11 pin Digital I/O dan 1 pin Analog. Untuk mengatasi masalah ini kita akan menghubungkan empat pin aktifkan (dua pin aktifkan L293d pertama dan dua pin aktifkan L293d lainnya) ke pin Wemos Digital secara langsung sementara kedelapan pin input (empat L293d pertama dan empat L293d lainnya) menggunakan PCF8574 (ekspander port I/O) melalui I2C.

Langkah 4: PCF8574 - sebuah I/O Port Expander

Wemos D1 Mini (yaitu ESP8266) memiliki kekurangan pin input/output. Kita dapat meningkatkan pin input/output digital menggunakan IC expander I/O seperti PCF8574, yang merupakan expander I/O 8 bit.

Salah satu keuntungan menggunakan PCF8574A I/O expander adalah menggunakan bus I2C yang hanya membutuhkan dua jalur data yaitu clock (SCK) dan data (SDA). Oleh karena itu, dengan dua jalur ini, Anda dapat mengontrol hingga delapan pin dari chip yang sama. Dengan mengubah tiga pin alamat dari masing-masing PCF8574 kita dapat mengontrol 64 pin secara keseluruhan.

Ekspander input/output (I/O) 8-bit untuk bus dua arah dua jalur (I2C) ini dirancang untuk operasi VCC 2.5V hingga 6V. Perangkat PCF8574 menyediakan perluasan I/O jarak jauh tujuan umum untuk sebagian besar keluarga mikrokontroler melalui antarmuka I2C [jam serial (SCL), data serial (SDA)].

Perangkat ini memiliki port I/O semu dua arah 8-bit (P0–P7), termasuk output latched dengan kemampuan penggerak arus tinggi untuk menggerakkan LED secara langsung. Setiap quasi-bidirectional I/O dapat digunakan sebagai input atau output tanpa menggunakan sinyal kontrol arah data. Saat dihidupkan, I/Os tinggi.

Lihat file pdf "PCF8574_With_L293d" di bawah ini untuk diagram koneksi PCF8574 dengan dua IC L293d

Langkah 5: Skema

Saya telah menggunakan Kicad untuk mendesain PCB.

Unduh pdf skema di bawah ini untuk mendesain pcb Anda sendiri atau menerapkannya pada papan dot pcb.

Langkah 6: Kode

Hubungkan ke Titik Akses Wi-Fi berikut: -

// Kredensial Jaringan Buatan Penggunaconst char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* kata sandi = "Otomatiskan@111";

Setelah terhubung ke titik akses di atas, buka tautan di bawah ini di browser web: -

192.168.4.1

Anda akan mendapatkan pesan berikut:-

"halo dari Robot!"

192.168.4.1/fw

Ini akan menyebabkan robot bergerak maju

192.168.4.1/bk

Ini akan menyebabkan robot bergerak mundur

192.168.4.1/lt

Ini akan menyebabkan robot bergerak ke kiri

192.168.4.1/rt

Ini akan menyebabkan robot bergerak ke kanan

192.168.4.1/st

Ini akan menyebabkan robot berhenti

Jika mau, Anda juga dapat mengontrol robot melalui aplikasi Android buatan Robo India.

{Telusuri aplikasi android "WiFi Robot Controller" di playstore buatan Robo India}

[Catatan: Dengan cara apa pun saya tidak terhubung dengan Robo India dan ini bukan untuk iklan, ini adalah proyek pribadi saya!]

Video Kerja Proyek: -