वाई-फाई नियंत्रित 4-पहिया रोबोट: 6 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

इस परियोजना के लिए, हम ESP8266 का उपयोग करके एक 4-पहिया रोबोट विकसित करेंगे, जिसे वाई-फाई नेटवर्क पर नियंत्रित किया जाएगा। HTML डिज़ाइन किए गए इंटरफ़ेस का उपयोग करके या Android मोबाइल एप्लिकेशन से भी रोबोट को एक साधारण इंटरनेट ब्राउज़र से नियंत्रित किया जा सकता है। ESP8266 चिप एक शक्तिशाली और सस्ता माइक्रोकंट्रोलर है, जो न केवल उपयोग में आसान है, बल्कि ऑनबोर्ड वाई-फाई कनेक्टिविटी के साथ भी आता है। यह आपके कंप्यूटर या मोबाइल डिवाइस से दूर से रोबोट को नियंत्रित करने के लिए एकदम सही चिप है।

इस चिप को अपनी परियोजना में शामिल करने के लिए हम इस माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित विभिन्न विकास बोर्डों का उपयोग कर सकते हैं।

1. एडफ्रूट फेदर हुजाह - यह एडफ्रूट द्वारा बनाया गया है और इसमें आसानी से निर्देश और समर्थन उपलब्ध है। इसमें बोर्ड पर ही ली-पो बैटरी चार्जर है, इसलिए यह पोर्टेबल प्रोजेक्ट्स में वास्तव में काम आएगा।

2. NodeMCU ESP8266 - बोर्ड खुला स्रोत है और इसके पास उत्कृष्ट दस्तावेज हैं, इसलिए इसे शुरू करना बहुत आसान होगा।

3. स्पार्कफुन ईएसपी8266 - यह एक लंबी वाई-फाई रेंज के लिए एक पावर स्विच और एक बाहरी एंटीना के साथ हुज़ाह की तरह है।

4. Wemos D1 Mini - यह सभी बोर्डों में सबसे छोटा है लेकिन इसका प्रदर्शन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

अपने प्रोजेक्ट के लिए, मैं वाई-फाई नियंत्रित 4-व्हील रोबोट बनाने के लिए Wemos D1 Mini का उपयोग कर रहा हूं। लेकिन आप किसी भी ESP8266 विकास बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं और बिना किसी बदलाव के उसी Arduino कोड का उपयोग कर सकते हैं। मैंने इस परियोजना के लिए एक पीसीबी डिजाइन किया है लेकिन आप सर्किट को लागू करने के लिए एक डॉट पीसीबी बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं या अपना खुद का पीसीबी भी डिजाइन कर सकते हैं।

और हम 4WD रोबोटिक चेसिस किट का उपयोग करेंगे जैसा कि ऊपर की छवि में दिखाया गया है क्योंकि यह DIY के लिए आदर्श है और सरल यांत्रिक संरचना के साथ सबसे किफायती रोबोट कार किट है।

इस किट की विशेषताएं:-

1. गियरबॉक्स के साथ चार अलग-अलग बीओ प्लास्टिक मोटर्स के साथ आता है यह गतिशीलता के लिए अच्छा है।

2. बड़े, मजबूत ऐक्रेलिक चेसिस आपके लिए DIY के लिए महान विस्तार की अनुमति देता है।

3. चार पहिया ड्राइव स्मार्ट कार चेसिस किट। स्थापित करना बहुत आसान है, पूरी तरह से स्वायत्त रोबोट बनाने के लिए बस माइक्रो-कंट्रोलर (जैसे Arduino), और सेंसर मॉड्यूल जोड़ें

चरण 1: घटक सूची

Wemos D1 मिनी [मात्रा - 1]

L293d मोटर चालक आईसी [मात्रा - 2]

PCF8574 पोर्ट एक्सपैंडर आईसी [मात्रा - 1]

12V लिथियम आयन बैटरी [मात्रा - 1]

वाई-फाई नियंत्रित रोबोट पीसीबी [मात्रा - 1]

4WD रोबोट स्मार्ट कार चेसिस किट [मात्रा - 1]

चरण 2: परियोजना का मस्तिष्क - ESP8266 विकास बोर्ड (Wemos D1 Mini)

Wemos D1 Mini एक मिनी वाई-फाई डेवलपमेंट बोर्ड है जिसमें ESP-8266 चिप पर आधारित 4MB फ्लैश है।

• 11 डिजिटल इनपुट/आउटपुट पिन हैं, सभी पिनों में इंटरप्ट/pwm/I2C/वन-वायर समर्थित है (D0 को छोड़कर)
• 1 एनालॉग इनपुट (3.2V अधिकतम इनपुट) है
• प्रोग्रामिंग के साथ-साथ बिजली की आपूर्ति के लिए एक माइक्रो यूएसबी कनेक्शन है।

यह बोर्ड जैसा कि ESP8266 पर आधारित है, इसलिए Arduino IDE संगत है, इसलिए इसे Arduino का उपयोग करके प्रोग्राम किया जा सकता है या Lua कंपाइलर का उपयोग करके भी प्रोग्राम किया जा सकता है। यह सीरियल और ओटीए प्रोग्रामिंग दोनों का भी समर्थन करता है।

हम Arduino IDE का उपयोग करके Wemos D1 Mini की प्रोग्रामिंग करेंगे। Arduino IDE का उपयोग करके बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए निम्नलिखित आवश्यकताओं को पूरा करना होगा।

आवश्यकता:-

• CH340G ड्राइवर
• Arduino वेबसाइट से नवीनतम Arduino IDE स्थापित करें।
• प्रोग्रामिंग के लिए एक माइक्रो यूएसबी केबल

ड्राइवर और arduino सॉफ़्टवेयर को स्थापित करने के बाद आपको Arduino IDE के अंदर "ESP8266 WiFi चिप के लिए Arduino कोर" स्थापित करने की आवश्यकता है ताकि हम Arduino वातावरण से ESP8266 चिप को प्रोग्राम कर सकें। यह ESP8266 Arduino कोर आपको परिचित Arduino फ़ंक्शंस और लाइब्रेरी का उपयोग करके स्केच लिखने देता है, और उन्हें सीधे ESP8266 पर चलाता है, किसी बाहरी माइक्रोकंट्रोलर की आवश्यकता नहीं होती है।

ESP8266 Arduino कोर टीसीपी और यूडीपी का उपयोग करके वाईफाई पर संचार करने के लिए पुस्तकालयों के साथ आता है, HTTP, एमडीएनएस, एसएसडीपी और डीएनएस सर्वर स्थापित करता है, ओटीए अपडेट करता है, फ्लैश मेमोरी में फाइल सिस्टम का उपयोग करता है, एसडी कार्ड, सर्वो, एसपीआई और आई 2 सी परिधीय के साथ काम करता है।.

Esp8266 arduino कोर को स्थापित करने के तरीके के बारे में एक विचार प्राप्त करने के लिए निम्न दस्तावेज़ डाउनलोड करें।

चरण 3: मोटर चालक - L293d

मोटर चालक मोटर्स के लिए एक आईसी है जो आपको दो मोटरों की कार्य गति और दिशा को एक साथ नियंत्रित करने की अनुमति देता है।

L293d को 5 V से 36 V तक के वोल्टेज पर द्विदिश ड्राइव धाराएं प्रदान करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। L293D 2 DC मोटर्स को एक साथ चला सकता है।

L293D एक 16 पिन मोटर चालक आईसी है। प्रत्येक मोटर के लिए 4 इनपुट पिन, 4 आउटपुट पिन और 2 सक्षम पिन हैं।

L293D विशेषताएं:

प्रति चैनल 600mA आउटपुट वर्तमान क्षमता

अलग-अलग चैनलों के लिए घड़ी और एंटी-क्लॉकवाइज दिशा नियंत्रण।

L293d का पिन विवरण:

• पिन 1: जब Enable1 हाई होता है, तो IC का बायां हिस्सा काम करेगा, यानी पिन 3 और पिन 6 से जुड़ी मोटर घूमेगी।
• पिन 2: इनपुट 1, जब यह पिन हाई होता है तो आउटपुट 1 के बावजूद करंट प्रवाहित होगा।
• पिन 3: आउटपुट 1, यह पिन मोटर के एक टर्मिनल से जुड़ा है।
• पिन 4/5: जीएनडी पिन
• पिन 6: आउटपुट 2, यह पिन मोटर के एक टर्मिनल से जुड़ा है।
• पिन 7: इनपुट 2, जब यह पिन हाई होता है तो आउटपुट 2 के बावजूद करंट प्रवाहित होगा।
• पिन 8: VCC2, इस पिन का उपयोग कनेक्टेड मोटर्स को 5V से 36V तक बिजली की आपूर्ति देने के लिए किया जाता है, जो मोटर कनेक्टेड पर निर्भर करता है।
• पिन 9: जब इनेबल 2 हाई हो, तो IC का राइट पार्ट काम करेगा, यानी पिन 11 और पिन 14 से जुड़ी मोटर घूम जाएगी।
• पिन १०: इनपुट ४, जब यह पिन हाई होता है तो आउटपुट ४ के बावजूद करंट प्रवाहित होगा।
• पिन 11: आउटपुट 4, यह पिन मोटर के एक टर्मिनल से जुड़ा होता है।
• पिन 12/13: जीएनडी पिन
• पिन 14: आउटपुट 3, यह पिन मोटर के एक टर्मिनल से जुड़ा है।
• पिन 15: इनपुट 3, जब यह पिन हाई होता है तो आउटपुट 3 के बावजूद करंट प्रवाहित होगा।
• पिन 16: VCC1, IC यानी 5V को लॉजिक सप्लाई पावर के लिए।

इस प्रकार, आप देख सकते हैं कि प्रत्येक मोटर को नियंत्रित करने के लिए आपको 3 डिजिटल पिन की आवश्यकता होती है (गति नियंत्रण के लिए एक पिन और दिशा नियंत्रण के लिए दो पिन)। यदि एक L293d दो DC मोटर्स को नियंत्रित करता है तो हमें चार DC मोटर्स को नियंत्रित करने के लिए दो L293d IC की आवश्यकता होगी। हम इस परियोजना के लिए प्लास्टिक बीओ मोटर्स का उपयोग करने जा रहे हैं। इस प्रकार, आप देखते हैं कि गति और दिशा नियंत्रण दोनों के साथ सभी चार डीसी मोटर्स को स्वतंत्र रूप से नियंत्रित करने के लिए हमें 12 डिजिटल पिन की आवश्यकता होगी।

लेकिन अगर आप देखें Wemos D1 mini में केवल 11 Digital I/O pins और 1 Analog pin है। इस समस्या को हल करने के लिए हम चार सक्षम पिन (पहले L293d के दो सक्षम पिन और अन्य L293d के दो सक्षम पिन) को सीधे Wemos डिजिटल पिन से जोड़ने जा रहे हैं, जबकि सभी आठ इनपुट पिन (पहले L293d के चार और अन्य L293d के चार) I2C के माध्यम से PCF8574 (एक I/O पोर्ट विस्तारक) का उपयोग करना।

चरण 4: PCF8574 - एक I/O पोर्ट विस्तारक

Wemos D1 Mini (यानी ESP8266) में इनपुट/आउटपुट पिन की कमी है। हम PCF8574 जैसे I/O विस्तारक IC का उपयोग करके डिजिटल इनपुट/आउटपुट पिन बढ़ा सकते हैं, जो कि 8 बिट I/O विस्तारक है।

PCF8574A I/O विस्तारक का उपयोग करने के लाभों में से एक यह है कि यह I2C बस का उपयोग करता है, जिसके लिए केवल दो डेटा लाइनों की आवश्यकता होती है, वे घड़ी (SCK) और डेटा (SDA) हैं। इसलिए, इन दो पंक्तियों के साथ, आप एक ही चिप के आठ पिन तक नियंत्रित कर सकते हैं। प्रत्येक PCF8574 के तीन एड्रेस पिन को बदलकर हम कुल 64 पिन को नियंत्रित कर सकते हैं।

दो-पंक्ति द्विदिश बस (I2C) के लिए यह 8-बिट इनपुट/आउटपुट (I/O) विस्तारक 2.5V से 6V VCC संचालन के लिए डिज़ाइन किया गया है। PCF8574 डिवाइस I2C इंटरफ़ेस [सीरियल क्लॉक (SCL), सीरियल डेटा (SDA)] के माध्यम से अधिकांश माइक्रोकंट्रोलर परिवारों के लिए सामान्य-उद्देश्य वाले दूरस्थ I/O विस्तार प्रदान करता है।

डिवाइस में 8-बिट अर्ध-द्वि-दिशात्मक I/O पोर्ट (P0-P7) है, जिसमें सीधे एलईडी ड्राइविंग के लिए उच्च-वर्तमान ड्राइव क्षमता वाले लैच्ड आउटपुट शामिल हैं। डेटा-दिशा नियंत्रण सिग्नल के उपयोग के बिना प्रत्येक अर्ध-द्विदिश I/O को इनपुट या आउटपुट के रूप में उपयोग किया जा सकता है। चालू होने पर, I/Os उच्च होते हैं।

दो L293d IC के साथ PCF8574 के कनेक्शन आरेख के लिए नीचे "PCF8574_With_L293d" पीडीएफ फाइल देखें

चरण 5: स्कैमैटिक्स

मैंने पीसीबी डिजाइनिंग के लिए किकाड का इस्तेमाल किया है।

अपना खुद का पीसीबी डिजाइन करने के लिए या डॉट पीसीबी बोर्ड पर इसे लागू करने के लिए नीचे दिए गए योजनाबद्ध पीडीएफ को डाउनलोड करें।

चरण 6: कोड

निम्नलिखित वाई-फाई एक्सेस प्वाइंट से कनेक्ट करें: -

// उपयोगकर्ता परिभाषित नेटवर्क क्रेडेंशियल्सकॉन्स्ट char* ssid = "WiFi_Robot";

const char* पासवर्ड = "ऑटोमेट@111";

उपरोक्त एक्सेस प्वाइंट से जुड़ने के बाद वेब ब्राउजर में नीचे दिए गए लिंक पर जाएं:-

192.168.4.1

आपको निम्न संदेश प्राप्त होगा:-

"रोबोट से नमस्ते!"

192.168.4.1/fw

यह रोबोट को आगे बढ़ने का कारण बनेगा

192.168.4.1/बीके

यह रोबोट को पीछे की ओर ले जाने का कारण बनेगा

192.168.4.1/lt

यह रोबोट को बाईं ओर ले जाने का कारण बनेगा

192.168.4.1/rt

यह रोबोट को दाईं ओर ले जाने का कारण बनेगा

192.168.4.1/st

इससे रोबोट रुक जाएगा

आप चाहें तो रोबो इंडिया द्वारा बनाए गए एंड्रॉइड ऐप के जरिए भी रोबोट को कंट्रोल कर सकते हैं।

{रोबो इंडिया द्वारा बनाए गए प्लेस्टोर पर "वाईफाई रोबोट कंट्रोलर" एंड्रॉइड ऐप खोजें}

[नोट: किसी भी तरह से मैं रोबो इंडिया से जुड़ा नहीं हूं और यह विज्ञापन के लिए नहीं है, यह मेरा निजी प्रोजेक्ट है!]

परियोजना का कार्य वीडियो: -