ESP8266 - Auto

Eines der coolsten Dinge, die man ausprobieren kann, wenn man gerade erst mit dem ESP8266 anfängt, ist es, ein Roboterauto zu bauen. In diesem Leitfaden lernen wir, wie man den ESP8266 verwendet, um ein Roboterauto zu bauen und es mit einer IR-Fernbedienung zu steuern. In einem anderen Tutorial lernen wir, wie man ein Bluetooth-Roboterauto baut.

Erforderliche Hardware

1	×	ESP8266 NodeMCU
1	×	USB-Kabel Typ-A zu Typ-C (für USB-A PC)
1	×	USB-Kabel Typ-C zu Typ-C (für USB-C PC)
1	×	RC Car
1	×	L298N Motortreiber-Modul
1	×	IR-Fernbedienungs-Kit
1	×	CR2025 Batterie (für IR-Fernbedienung)
1	×	1.5V AA Battery (for ESP8266 and Car)
1	×	Verbindungskabel
1	×	Breadboard
1	×	(Empfohlen) Schraubklemmen-Erweiterungsboard für ESP8266
1	×	(Empfohlen) Stromverteiler für ESP8266 Typ-C

Oder Sie können die folgenden Kits kaufen:

1	×	DIYables Sensor-Kit (30 Sensoren/Displays)
1	×	DIYables Sensor-Kit (18 Sensoren/Displays)

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Über Robot Car

Im ESP8266-Kontext wird das Roboterauto oft unter verschiedenen Namen bezeichnet, wie zum Beispiel Roboterauto, RC-Auto, Fernsteuerungsauto, Smart Car oder DIY-Auto. Es kann aus der Ferne ohne Kabel betrieben werden. Sie können entweder eine spezielle Fernbedienung verwenden, die Infrarotlicht nutzt, oder eine Smartphone-App über Bluetooth oder WLAN. Das Roboterauto kann nach links oder rechts fahren und auch vorwärts oder rückwärts fahren.

Ein 2WD (Zweiradantrieb) Auto für den ESP8266 ist ein kleines Roboterfahrzeug, das Sie mit einem ESP8266-Board bauen und steuern können. Es besteht typischerweise aus den folgenden Komponenten:

Chassis: Die Basis oder der Rahmen des Autos, an dem alle anderen Komponenten montiert sind.
Wheels: Die beiden Räder, die dem Auto Fortbewegung ermöglichen. Sie sind mit zwei DC-Motoren verbunden.
Motors: Zwei Gleichstrommotoren werden verwendet, um die beiden Räder anzutreiben.
Motor Driver: Die Motortreiberplatine ist eine wesentliche Komponente, die als Schnittstelle zwischen dem ESP8266 und den Motoren dient. Sie empfängt Signale vom ESP8266 und liefert die notwendige Leistung und Steuerung für die Motoren.
ESP8266 Board: Das Gehirn des Autos. Es liest Eingaben von Sensoren und Benutzerbefehle und steuert entsprechend die Motoren.
Power Source: Das 2WD-Auto benötigt eine Stromquelle, in der Regel Batterien und einen Batteriehalter, um die Motoren und das ESP8266-Board mit Strom zu versorgen.
Wireless receiver: Drahtloser Empfänger: Ein Infrarot-, Bluetooth- oder WiFi-Modul für die drahtlose Kommunikation mit einer Fernbedienung oder einem Smartphone.
Optional Components: Optionale Komponenten: Je nach Komplexität Ihres Projekts können Sie verschiedene optionale Komponenten hinzufügen, wie z. B. Sensoren (z. B. Ultraschallsensoren zur Hindernisvermeidung, Linienfolgesensoren) und mehr.

In diesem Tutorial verwenden wir, um es einfach zu machen:

2WD Auto-Kit (einschließlich Fahrgestell, Räder, Motoren, Batteriefach)
L298N Motortreiber
Infrarot-Kit (einschließlich IR-Controller und IR-Empfänger)

Überprüfen Sie die Hardwareliste oben auf dieser Seite.

Wie es funktioniert

ESP8266 verbindet sich über das L298N-Motorentreiber-Modul mit den DC-Motoren des Roboterautos.
ESP8266 verbindet sich mit einem IR-Empfänger.
Die Batterie versorgt ESP8266, DC-Motoren, Motorentreiber und IR-Empfänger.
Benutzer drücken die Tasten UP/DOWN/LEFT/RIGHT/OK auf der IR-Fernbedienung.
ESP8266 empfängt die UP/DOWN/LEFT/RIGHT/OK-Befehle über den IR-Empfänger.
ESP8266 steuert das Auto so, dass es VORWÄRTS/RÜCKWÄRTS/LINKS/RECHTS/STOP bewegt wird, indem er den DC-Motor über den Motorentreiber steuert.

Verdrahtungsdiagramm

Dieses Bild wurde mit Fritzing erstellt. Klicken Sie, um das Bild zu vergrößern.

Weitere Informationen finden Sie unter ESP8266-Pinbelegung und wie man ESP8266 und andere Komponenten mit Strom versorgt.

Normalerweise benötigt es zwei Energiequellen:

Ein weiteres für den Motor (indirekt über das L298N-Modul).
Ein weiteres für das ESP8266-Board, das L298N-Modul und den IR-Empfänger.

Es gibt jedoch eine Methode, dies zu vereinfachen, indem Sie nur eine Stromquelle für alles verwenden. Das erreichen Sie, indem Sie vier 1,5-V-Batterien verwenden (insgesamt 6 V). So können Sie es tun:

Verbinden Sie die Batterien mit dem L298N-Modul wie im Diagramm gezeigt.
Setzen Sie zwei Jumper ein, die die ENA- und ENB-Pins auf 5 Volt am L298N-Modul verbinden.
Entfernen Sie einen Jumper mit der Bezeichnung 5VEN, der im Diagramm mit einem gelben Kreis markiert ist.
Verkabeln Sie den Rest entsprechend dem Diagramm oben.

ESP8266-Code

/* * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wurde von newbiely.de entwickelt * Dieser ESP8266 NodeMCU Code wird der Öffentlichkeit ohne jegliche Einschränkung zur Verfügung gestellt. * Für vollständige Anleitungen und Schaltpläne besuchen Sie bitte: * https://newbiely.de/tutorials/esp8266/esp8266-car */ #include <DIYables_IRcontroller.h> // DIYables_IRcontroller library #define IR_RECEIVER_PIN D1 // The ESP8266 pin connected to IR receiver #define IN1_PIN D2 // The ESP8266 pin connected to the IN1 pin L298N #define IN2_PIN D5 // The ESP8266 pin connected to the IN2 pin L298N #define IN3_PIN D6 // The ESP8266 pin connected to the IN3 pin L298N #define IN4_PIN D7 // The ESP8266 pin connected to the IN4 pin L298N DIYables_IRcontroller_17 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // debounce time is 200ms void setup() { Serial.begin(9600); irController.begin(); pinMode(IN1_PIN, OUTPUT); pinMode(IN2_PIN, OUTPUT); pinMode(IN3_PIN, OUTPUT); pinMode(IN4_PIN, OUTPUT); } void loop() { Key17 key = irController.getKey(); if (key != Key17::NONE) { switch (key) { case Key17::KEY_UP: Serial.println("MOVING FORWARD"); CAR_moveForward(); break; case Key17::KEY_DOWN: Serial.println("MOVING BACKWARD"); CAR_moveBackward(); break; case Key17::KEY_LEFT: Serial.println("TURNING LEFT"); CAR_turnLeft(); break; case Key17::KEY_RIGHT: Serial.println("TURNING RIGHT"); CAR_turnRight(); break; case Key17::KEY_OK: Serial.println("STOP"); CAR_stop(); break; default: Serial.println("WARNING: unused key:"); break; } } } void CAR_moveForward() { digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, HIGH); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_moveBackward() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, HIGH); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, HIGH); } void CAR_turnLeft() { digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_turnRight() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, HIGH); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_stop() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); }

Schnelle Schritte

Um mit dem ESP8266 in der Arduino-IDE zu beginnen, befolgen Sie diese Schritte:

Schau dir das Tutorial Anleitung zur Einrichtung der ESP8266-Umgebung in der Arduino IDE an, falls dies dein erstes Mal mit ESP8266 ist.
Schließe das ESP8266-Board mit einem USB-Kabel an deinen Computer an.
Öffne die Arduino IDE auf deinem Computer.
Wähle das richtige ESP8266-Board aus, z. B. NodeMCU 1.0 (ESP-12E Modul), und den entsprechenden COM-Port.
Installiere die DIYables_IRcontroller-Bibliothek in der Arduino IDE, indem du dieser Anleitung folgst.
Vernetze die Verdrahtung gemäß dem oben gezeigten Diagramm.
Trenne das Kabel vom Vin-Anschluss des ESP8266, da wir den ESP8266 beim Hochladen des Codes über das USB-Kabel mit Strom versorgen werden.
Drehe das Auto um, sodass die Räder oben sind.
Kopiere den bereitgestellten Code und öffne ihn in der Arduino IDE.
Klicke auf die Schaltfläche Upload in der Arduino IDE, um den Code auf den ESP8266 zu übertragen.
Verwende die IR-Fernbedienung, um das Auto vorwärts, rückwärts, nach links, nach rechts zu bewegen oder zu stoppen.
Prüfe, ob sich die Räder gemäß deinen Befehlen richtig bewegen.
Falls sich die Räder in die falsche Richtung bewegen, vertausche die Drähte des DC-Motors am L298N-Modul.
Du kannst die Ergebnisse auch im Serial Monitor der Arduino IDE sehen.

COM6

Send

CAR - MOVING FORWARD CAR - MOVING BACKWARD CAR - TURNING LEFT CAR - TURNING RIGHT CAR - STOP

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

Wenn alles gut läuft, ziehe das USB-Kabel vom ESP8266 ab, und dann verbinde das Kabel wieder mit dem Vin-5V-Pin. Dadurch erhält der ESP8266 Strom aus der Batterie.
Drehe das Auto wieder in seine normale Position, sodass die Räder den Boden berühren.
Viel Spaß beim Steuern des Autos!

Code-Erklärung

Sie finden die Erklärung in den Kommentaren des obigen Arduino-Codes.

Sie können mehr über den Code erfahren, indem Sie sich die folgenden Tutorials ansehen:

ESP8266 - Infrared Remote Control tutorial
ESP8266 - DC motor tutorial

Sie können dieses Projekt erweitern, indem Sie:

Hinzufügen von Hindernisvermeidungssensoren, um das Auto sofort zu stoppen, wenn ein Hindernis erkannt wird.
Hinzufügen einer Funktion zur Steuerung der Geschwindigkeit des Autos (siehe ESP8266 - DC motor Tutorial). Der bereitgestellte Code steuert das Auto mit voller Geschwindigkeit.

Video Tutorial

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