Роботы являются одними из самых популярных устройств, конструируемыми энтузиастами в микроконтроллерной технике. Мы на нашем сайте уже рассматривали проекты различных роботов на основе платы Arduino Uno:
- робот, следующий вдоль линии;
- робот, управляемый с помощью DTMF сигналов;
- робот, управляемый с компьютера;
- робот, управляемый с помощью жестов рук и акселерометра;
- робот, управляемый по Bluetooth.
А в этой статье мы рассмотрим создание робота на основе Arduino Uno, управляемого по WiFi со смартфона с помощью приложения Blynk App. Для демонстрации работы этого робота мы используем мобильное приложение для Android под названием “Blynk”. Blynk – это совместимое приложение с Arduino, удобное для создания различных проектов для интернета вещей (IoT based project). Это приложение можно скачать из Google Play Store, его легко установить и настроить.
Шаги для настройки приложения Blynk
1. Сначала скачайте его из Google Play Store и установите его на свой мобильный телефон с Android.
2. После этого необходимо создать аккаунт если у вас его нет. Также вы можете использовать Gmail аккаунт (если он у вас есть).
3. Теперь выберите Arduino Board и задайте имя для своего проекта.
4. Запишите код авторизации токена (Auth Token Code) или просто перешлите его на свой Email аккаунт и затем скопируйте и вставьте его в свою программу (скетч) для Arduino.
5. Запишите свой Auth Token Code в программе (скетче) для Arduino.
// You should get Auth Token in the Blynk App.
// Go to the Project Settings (nut icon).
char auth[] = "caa17a11c0124d4083d0eaa995f45917";
6. Затем кликните на «создать кнопку» (create button) в приложении Blynk.
7. Теперь выберите Joystick Widget, Click on Joystick, Configure the Joystick (более подробно смотрите в видео в конце статьи) и нажмите кнопку возвращения назад back button.
 |
 |
 |
8. После этого нажмите кнопку Play в верхнем правом углу экрана.
Более подробно процессы настройки приложения Blynk показаны в видео в конце статьи.
Необходимые компоненты
- Плата Arduino Uno (купить на AliExpress).
- Wi-Fi модуль ESP8266 (купить на AliExpress).
- Драйвер двигателей L293D (купить на AliExpress).
- Электродвигатели постоянного тока.
- USB кабель.
- Источник питания.
- Соединительные провода.
- Батарейки.
- Потенциометр 10 кОм (опционально).
- Шасси робота с колесами.
- Мобильный телефон с Android.
- Приложение Blynk.
Работа схемы
Схема устройства представлена на следующем рисунке.
Микросхема драйвера двигателей L293D используется для управления двигателями постоянного тока. Входные контакты микросхемы драйвера мотора непосредственно подключены к контактам 8, 9, 10 и 11 платы Arduino. Электродвигатели постоянного тока подключены к выходным контактам микросхемы L293D. Для питания схемы и двигателей постоянного тока мы использовали батарейку на 9 Вольт.
Структурная схема работы устройства показана на следующем рисунке.
Работа схемы достаточно проста – нам в приложении Blynk на смартфоне необходимо просто перемещать джойстик в том направлении, в котором мы хотим чтобы двигался робот. Если мы отпустим кнопку джойстика в приложении, то его рычаг переместится в центр и робот остановится.
Приложение Blynk передает значения двух осей джойстика плате Arduino при помощи Wi-Fi соединения. Плата Arduino принимает эти значения, сравнивает их с заранее определенными значениями и по результатам сравнения выдает команды на движения робота.
Исходный код программы
Код программы практически полностью готов в среде Arduino IDE. Нам необходимо просто скачать Blynk Library для Arduino. И после внесения ряда изменений мы получим программу для управления роботом по Wi-Fi.
В программе мы первым делом должны подключить все необходимые библиотеки, затем мы должны войти в строку авторизации (auth string) в токене авторизации (Auth Token) от приложения Blynk. Далее мы подсоединяем последовательный контакт модуля Wi-Fi к Arduino с помощью библиотеки последовательной связи. RX подсоединяем к контакту 2, а TX – к контакту 3.
#define BLYNK_PRINT Serial // поместите это в комментарий чтобы отключить печать и сэкономить пространство
#include <ESP8266_SoftSer.h>
#include <BlynkSimpleShieldEsp8266_SoftSer.h>
// Set ESP8266 Serial object
#include <SoftwareSerial.h>
SoftwareSerial EspSerial(2, 3); // RX, TX
ESP8266 wifi(EspSerial);
// You should get Auth Token in the Blynk App (вы должны получить Auth Token в приложении Blynk)
// Go to the Project Settings (nut icon). (зайдите в настройки проекта)
char auth[] = "caa17a11c0124d4083d0eaa995f45917";
Затем мы должны сконфигурировать контакты 8,9,10,11 в режим работы на вывод данных чтобы через них передавать инструкции роботу куда ему двигаться, а также запрограммировать функции для движения робота в заданных направлениях: void forward(), void backward(),void right() and void left().
После этого в функции setup мы должны инициализировать все необходимые устройства, задать направление работы контактов, инициализировать последовательную связь, ввести имя пользователя и пароль для Wi-Fi соединения.
void setup()
{
// установить бодовую скорость передачи
Serial.begin(9600);
delay(10);
// установка бодовой скорости для ESP8266
// 9600 рекомендовано для библиотеки Software Serial
EspSerial.begin(9600);
delay(10);
Blynk.begin(auth, wifi, "username", "password"); // имя пользователя и пароль для wifi
pinMode(m11, OUTPUT);
pinMode(m12, OUTPUT);
pinMode(m21, OUTPUT);
pinMode(m22, OUTPUT);
}
После этого мы в программе должны проверить ряд условий для управления роботом. Здесь мы выбрали виртуальный контакт 1 (V1) чтобы получать информацию о требуемом направлении движения от приложения Blynk. Поскольку мы выбрали соответствующую опцию в приложении, то мы можем получать значения осей x и y на этом же самом контакте.
BLYNK_WRITE(V1)
{
int x = param[0].asInt();
int y = param[1].asInt();
if(y>220)
forward();
else if(y<35)
backward();
else if(x>220)
right();
else if(x<35)
left();
else
Stop();
}
Далее мы просто должны использовать функцию blynk в цикле loop.
void loop()
{
Blynk.run();
}
Далее приведен полный текст программы.
|
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 |
#define BLYNK_PRINT Serial // Comment this out to disable prints and save space #include <ESP8266_SoftSer.h> #include <BlynkSimpleShieldEsp8266_SoftSer.h> // Set ESP8266 Serial object #include <SoftwareSerial.h> SoftwareSerial EspSerial(2, 3); // RX, TX ESP8266 wifi(EspSerial); // You should get Auth Token in the Blynk App. // Go to the Project Settings (nut icon). char auth[] = "caa17a11c0124d4083d0eaa995f45917"; #define m11 8 #define m12 9 #define m21 10 #define m22 11 void forward() { digitalWrite(m11, HIGH); digitalWrite(m12,LOW); digitalWrite(m21,HIGH); digitalWrite(m22,LOW); } void backward() { digitalWrite(m11, LOW); digitalWrite(m12,HIGH); digitalWrite(m21,LOW); digitalWrite(m22,HIGH); } void right() { digitalWrite(m11, HIGH); digitalWrite(m12,LOW); digitalWrite(m21,LOW); digitalWrite(m22,LOW); } void left() { digitalWrite(m11, LOW); digitalWrite(m12,LOW); digitalWrite(m21,HIGH); digitalWrite(m22,LOW); } void Stop() { digitalWrite(m11, LOW); digitalWrite(m12,LOW); digitalWrite(m21,LOW); digitalWrite(m22,LOW); } void setup() { // Set console baud rate Serial.begin(9600); delay(10); // Set ESP8266 baud rate // 9600 is recommended for Software Serial EspSerial.begin(9600); delay(10); Blynk.begin(auth, wifi, "username", "password"); // wifi username and password pinMode(m11, OUTPUT); pinMode(m12, OUTPUT); pinMode(m21, OUTPUT); pinMode(m22, OUTPUT); } BLYNK_WRITE(V1) { int x = param[0].asInt(); int y = param[1].asInt(); // Do something with x and y /* Serial.print("X = "); Serial.print(x); Serial.print("; Y = "); Serial.println(y);*/ if(y>220) forward(); else if(y<35) backward(); else if(x>220) right(); else if(x<35) left(); else Stop(); } void loop() { Blynk.run(); } |
