Управление с андроида по wifi. Управление машинкой через WiFi с помощью ESP8266 NodeMCU

В этой статье информация о том как собрать свой танк, оснащенный Web Камерой и управляемый посредством Wifi роутера.

Необходимые материалы:

1. Web Camera
2. Роутер TP-Link TL-MR3020
3. Сервоприводы SG90 - 2шт
4. Camera Platform Anti-Vibration
5. Аккумулятор 7.2V 5000mah
6. Аккумулятор 5V 2000mah
7. Nano 3.0 Atmel ATmega328
8. L298N motor driver
9. Провода, термотрубки, USB хаб, диоды и другое.
10. Платформа на ваш вкус, я выбрал DD1-1

Сборка нашего монстра
Настройка Роутера MR3020.
Первым делом начнем с роутера. Я долго думал что выбрать OR-WRT или CyberWRT. OR-WRT гибок в настройках, но все редактирование и внесения своих настроек осуществляется через терминал с помощи программы Putty. А так как Я боялся на тот момет работать через терминал, Я выбрал где есть графический интерфейс это CyberWRT, плюс возможно подключение через USB порт.
Для того что бы изменить прошивку нашего роутера, нужно скачать прошивку CyberWrt MR3020.

Как мы скачали, делаем следующее:

1) Включить роутер и подождать загрузки.
2) Зайти и залогиниться на 192.168.0.254 (по умолчанию admin\admin)
3) Найти в меню слева System Tools, там пункт System Upgrade и залить прошивку через веб-форму
4) Дождаться перезагрузки (порядка 4х минут)
Роутер готов к настройке.

Можно выбрать один из режимов: «Точка доступа» и «Клиент Wi-Fi сети». Для настройки режима Клиента:
- выберите режим «Клиент Wi-Fi сети»
- IP адрес Вашего устройства (по этому адресу будет доступно Ваше устройство. Постарайтесь выбрать незанятый IP. Например: 192.168.1.100)
- Маска подсети (255.255.255.0)
- Шлюз (например, IP Вашего домашнего роутера или шлюза - 192.168.1.1)
- Тип шифрования (тип шифрования, используемый в Вашей домашней сети)
- Пароль (пароль, для доступа к Вашей домашней сети)

Если сделали все правильно, то у вас пойдет RSS строка в нижней части экрана.

Когда все заработала, у вас появятся раздел модули, там вы находите модуль "РОБОТ". Устанавливайте. Готово.

Подключение L298N, Arduino Nano, MR3020, Камера и другое

На картинке все наглядно показано, но на всякий случай напишу.

Вывод Arduino DIGITAL 4 - к IN1 пину модуля.
Вывод Arduino DIGITAL 5 - к IN2 пину модуля.
Вывод Arduino DIGITAL 6 - к IN3 пину модуля.
Вывод Arduino DIGITAL 7 - к IN4 пину модуля.
Вывод Arduino GND - к GND клеме модуля.
GND клема модуля - Минус аккумулятора.
7.2V клема модуля - Плюс аккумулятора.
RM клема модуля - Правый моторчик.
LM клема модуля - Левый моторчик.
USB порт Arduino - Подключаем к USB хаб
Web Камера - Подключаем к USB хаб
USB хаб - Подключаем к USB роутера

Питание так скажем логистики, осуществляется вторым аккумулятором. Емкость 2000 mA/h 5v, дабы не спалить роутер. Да и с двумя аккумуляторами робот стабильней работает. Так вот, его мы подключаем просто в разъем микро USB. Через USB хаб который подключен к роутету питанию уже получает и камера и наша ардуинка.

Скетч для Arduino Nano
Вам необходима скачать библиотеку CyberLib , она предназначена только для Atmega 328.

/* Версия 1.5 WIFI Tanka на DD1-1 Реализовано: 1) Движение камеры по X и Y 2) Гудок 3) Фары 4) Звук при включении */ #include // Подключаем библиотеку #include // Подключаем библиотеку сервоприводов Servo myservo1; Servo myservo2; long previousMillis; // Нужно для таймера int LedStep = 0; // Счетчик для LED int i; #define robot_go {D4_High; D5_Low; D6_Low; D7_High;} #define robot_back {D4_Low; D5_High; D6_High; D7_Low;} #define robot_stop {D4_Low; D5_Low; D6_Low; D7_Low;} #define robot_rotation_right {D4_High; D5_Low; D6_High; D7_Low;} #define robot_rotation_left {D4_Low; D5_High; D6_Low; D7_High;} #define LED_ON {D13_High;} #define LED_OFF {D13_Low;} #define Headlamp_ON {D8_Low;} #define Headlamp_OFF {D8_High;} #define Buzzer {tone(11, 494, 500);} #define init {D4_Out; D5_Out; D6_Out; D7_Out; D8_Out; D13_Out;} uint8_t inByte; void setup() { myservo1.attach(9); // Подключение сервоприводов к порту myservo2.attach(10); // Подключение сервоприводов к порту D11_Out; D11_Low; // Динамик Headlamp_OFF; // Фары выкл по умолчанию for(uint8_t i=0; i<12; i++) beep(80, random(100, 2000)); //звуковое оповещение готовности робота init; // Инициализация портов //Buzzer; // Инициализация портов динамика UART_Init(57600);// Инициализация порта для связи с роутером wdt_enable (WDTO_500MS); } void loop() { unsigned long currentMillis = millis(); // Обновление таймера if (LedStep == 0 && currentMillis - previousMillis > 500){ // Задержка 0,5 сек. previousMillis = currentMillis; // обновление таймер LED_ON; // Включить LedStep = 1; // Счетчик шагов } if (LedStep == 1 && currentMillis - previousMillis > 500){ // Задержка 0,5 сек. previousMillis = currentMillis; // обновление таймер LED_OFF; // Выключить LedStep = 2; // Счетчик шагов } if (LedStep == 2 && currentMillis - previousMillis > 500){ // Задержка 0,5 сек. LedStep = 0; // Счетчик шагов } if (UART_ReadByte(inByte)) //Еесли что то пришло { switch (inByte) // Смотрим какая команда пришла { case "x": // Остоновка робота robot_stop; break; case "W": // Движение вперед robot_go; break; case "D": // Повопорт влево robot_rotation_left; break; case "A": // Поворот вправо robot_rotation_right; break; case "S": // Движение назад robot_back; break; case "U": // Серво поднимается myservo1.write(i -= 20); break; case "J": // Серво опускается myservo1.write(i += 20); break; case "H": // Серво поворачивается влево myservo2.write(i += 20); break; case "K": // Серво поворачивается вправо myservo2.write(i -= 20); break; case "Y": // Серво поворачивается 85 myservo1.write(85); myservo2.write(85); break; case "F": // Включить фары Headlamp_ON; break; case "V": // Выключить фары Headlamp_OFF; break; case "I": // Гудок Buzzer; break; } } wdt_reset(); }

Внесение изменений в роутер
Для того что бы управлять камерами были внесены изменения в библиотеку роутера. Вам нужно будет скачать измененный код и заменить исходные файлы ним.

В этой статье представлена пошаговая инструкция, которая поможет вам самостоятельно создать приложение для Android-смартфона, предназначенное для управления чем-либо через Bluetooth. Для демонстрации мы подробно разберем пример мигания светодиодом на Arduino по командам с телефона или планшета. В результате выполнения наших инструкций вы научитесь делать вот так:

Для управления домашним роботом достаточно добавить кнопок и обработать их команды на стороне Arduino.

Что для этого потребуется

1. Любая Arduino-совместимая плата
2. Bluetooth-модуль
3. Устройство на котором установлена ОС Android

В качестве Bluetooth-модуля лучше всего использовать HC-05. Его легко купить в китайском интернет магазине или на eBay. Модуль питается от 3.3 В, но его линии I/O могут работать и с 5-вольтовой логикой, что позволяет подключать его UART к Arduino.

Bluetooth-модуль HC-05

Подключение Bluetooth-модуля к Arduino

Так теперь нам нужно подключить нашу Arduino с Bluetooth. Если на Arduino нет вывода с 3.3В, а только 5В то нужен будет поставить стабилизатор чтобы снизить питание. Назначение выводов HC-05 легко найти в интернете. Для использования рекомендуем вам сделать плату с выведенными линиями питания, Rx и Tx. Подключение к Arduino необходимо производить в следующем порядке:

• вывод Arduino 3.3В или (5В через стабилизатор!) — к 12 пину модуля Bluetooth
• вывод Arduino GND — к 13 пину модуля Bluetooth
• вывод Arduino TX — к 2 пину модуля RX Bluetooth
• вывод Arduino RX — к 1 пину модуля TX Bluetooth

После подключения необходимо проверить работоспособность Bluetooth модуля. Подключим Светодиод к 12 выводу Arduino и загрузим на плату следующий скетч:

Char incomingByte; // входящие данные int LED = 12; // LED подключен к 12 пину void setup() { Serial.begin(9600); // инициализация порта pinMode(LED, OUTPUT); //Устанавливаем 12 вывод как выход Serial.println("Press 1 to LED ON or 0 to LED OFF..."); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { //если пришли данные incomingByte = Serial.read(); // считываем байт if(incomingByte == "0") { digitalWrite(LED, LOW); // если 1, то выключаем LED Serial.println("LED OFF. Press 1 to LED ON!"); // и выводим обратно сообщение } if(incomingByte == "1") { digitalWrite(LED, HIGH); // если 0, то включаем LED Serial.println("LED ON. Press 0 to LED OFF!"); } } }

Передавать прошивки, обновления и прочие данные путём паяльника и проводов – не лучшее решение для Ардуино. Однако микроконтроллеры для arduino wi-fi стоят недёшево, да и нужда в них есть далеко не всегда, отчего пользователи предпочитают их не использовать в своих проектах без надобности.

Но вот очередной китайский продукт захватил рынок, wi-fi jammer esp8266 своими руками можно присоединить к плате Ардуино или другой системе, и вы получите стабильное соединение с рядом других преимуществ. Так давайте разберёмся с arduino uno wi-fi, и стоит ли покупать данный модуль, а также, что вообще собой представляет подобный микроконтроллер на wi-fi ардуино.

Сейчас большая часть пользователей ардуино уже не беспокоится о цене подобных девайсов, хотя ещё 3 года назад arduino wi-fi модуль считался роскошью. Всё это благодаря wi-fi jammer esp8266, производители которого ввели на рынок совершенно новый продукт, поражающей своей функциональностью и, одновременно с тем, являющийся достаточно дешёвым, что внесло весомую лепту и создало конкуренцию в этом направлении.

Таким образом, arduino wi-fi esp8266 сейчас считается самым доступным модулем на рынке, как и все его собратья. Так, цена на зарубежных площадках стартует от 2-х долларов, что позволяет пачками закупать данные модули и не перепрошивать их тысячу раз, перепаивая контакты, чтобы сохранить работоспособность.

Сначала данный wi-fi модуль ардуино использовался, в основном, как arduino wi-fi shield, так как являлся наиболее дешёвым вариантом и ничем не уступал оригинальному. Устройство действительно практически легендарное, ведь весомых минусов за его стоимость не найти. Имеется множество библиотек, в том числе и пользовательских, а также поддерживает работу через Serial шины и простейшие АТ и АТ+ команды. Благодаря этому никакой семантики пресловутого С99, как это часто бывает с другими сторонними микроконтроллерами, изучать не нужно.

Соответственно, даже новичок разберётся за секунды, а профессионал сможет применить уже заготовленные библиотеки. Среди других достоинств отмечается:

1. Процессор на 160 МГц, однако он 32-битный, что накладывает определённый отпечаток на производительность. Но стоит помнить, что модуль всё же применяется в связке с платами Ардуино, которые сами по себе режут высокие частоты и съедают большую часть ресурсов неизвестно для чего.
2. Производитель, выпустивший wi-fi модуль esp8266, интересные проекты на этом не закончил, и сейчас имеется целая линейка микроконтроллеров проверенного качества.
3. Современные стандарты защиты сети. Конечно, WPA и WPA2 уже давно не столь безопасны, как хотелось бы, но их наличие не может не радовать в таком дешёвом контроллере.
4. 16 портов вывода, в том числе 10-битный, позволяющий поэкспериментировать с платой.

Что ещё важнее, с коробки вас ждёт постоянная память до 4 мегабайт, в зависимости от типа платы, а это в разы упрощает работу с большими библиотеками и даже некоторыми медиа-файлами. Ведь на большинстве плат ардуино и 1 мегабайт считается непозволительной роскошью.

Характеристики esp8266 wi-fi безусловно радуют, особенно в сравнении с его более дорогими конкурентами, но у пользователя, не имевшего ранее опыта с данными платами, возникнет вопрос о том, как же его подключить. Дело в том, что модуль имеет гораздо больше пинов, чем привыкли видеть новички, а, соответственно, у тех начинается паника. Однако, если разобраться в ситуации, то на деле в этом нет ничего сложного. Достаточно запастись припоем и паяльником и просто почитать инструкцию.

Как подключить Wi-Fi модуль к Arduino

Давайте же рассмотрим подключение esp8266 esp 12e и что такое esp8266 мост wi-fi uart. Ведь именно подключение и настройка модуля вызывают больше всего вопросов.

В первую очередь определитесь, какая версия микроконтроллера у вас на руках. В первой встраиваются светодиоды около пинов, а на второй, которую стали выпускать совсем недавно, сигнальные огни находятся около антенны.

Перед подключением стоит подгрузить последнюю прошивку, позволяющую увеличивать скорость обмена пакетами до 9600 единиц информации в секунду. А проверять соединение мы будем через кабель usb-ttl и соответствующий терминал от CoolTerm.

Пины для подключения вышеописанного кабеля стандартные, а вот питание идёт через 3.3 вольтовый пин с Ардуино. Важно помнить, что максимальную силу тока, которую подаёт плата, невозможно поставить выше 150 мА, а esp8266 esp 07 и esp8266 witty cloud wi-fi модуль для arduino требуют 240 Ма.

Однако, если другого источника тока нет, можете использовать и стандартный вариант от Ардуино, но мощность платы пострадает. Хотя, при не сильной загрузке, достаточно и 70 мА, будьте готовы к внезапным перезагрузкам микроконтроллера в пиковые моменты нагрузки и пишите софт соответственно, чтобы он фильтровал и разбивал файлы, не перегружая плату.

Еще один вариант подключения ниже. Важно - контакты RX-TX соединяются перекрестием. Так как уровни сигналов модуля ESP8266 3.3В, а Arduino 5В, нам нужно использовать резистивный делитель напряжения для преобразования уровня сигнала.

Прописываем Wi-Fi модуль в Arduino

Как известно, при должном опыте можно и шилд esp8266 ex 12e сопрячь со смартфоном, но у новичков и прописка esp8266 esp 12 в системе Ардуино вызывает трудности. На деле достаточно подключить модуль и проверить его работоспособность, скинув несколько штатных команд АТ через меню отладки.

Например, можно добавить мигание штатным светодиодом (для схемы подключения выше):

#define TXD 1 // GPIO1/TXD01 void setup() { pinMode(TXD, OUTPUT); } void loop() { digitalWrite(TXD, HIGH); delay(1000); digitalWrite(TXD, LOW); delay(1000); }

Как только плата подтвердит, что видит микроконтроллер в системе, можно начинать полноценную работу с ним. Однако стоит отметить, что если сама плата ардуино используется в проекте лишь для подключения данного контроллера – это иррационально.

Достаточно USB-UART преобразователя, так как esp8266 не использует «мозги» ардуино, а своей флеш-памяти ему вполне хватит для хранения пары базовых библиотек и прошивок. Соответственно, тратиться лишний раз на вспомогательную плату нет никакого смысла, если вы можете просто подпаять его к преобразователю и дальше использовать в проекте. При этом, подключив вспомогательный источник питания и не беспокоясь, что данные перестанут передаваться в самый ответственный момент из-за недостатка мощности системы.

Важное замечание! Для последней схемы скетч загружаем в Arduino как обычно, но так как модуль ESP8266 подключен к контактам 0 и 1, программирование становится невозможным. Компилятор будет показывать ошибку. Отсоедините провода идущие к ESP8266 от контактов 0 и 1, произведите программирование, а после верните контакты на место и нажмите кнопку сброса в Arduino.

И HTC Desire с прошивкой cyanogen 7.1.0 RC1 (Android 2.3.4). На всякий случай напомню, что все что будет описываться дальше - работает только начиная с Android 2.3.4 для телефонов и Android 3.1 для планшетов.

Тут стоит отметить что данный USB Host Shield не совсем удачный, особенно в сочетании с Arduino Mega 2560. Первая проблема заключалась в том что данная плата расширения сделана для Arduino UNO, а она отличается от Mega положениями контактов SPI, поэтому пришлось кидать перемычки (см. фото). Второй проблемой, хотя и вполне ожидаемой, стала потребность во внешнем источнике питания для работы этой платы расширения. Более удачной считается USB Host Shield 2.0 от Circuits@Home, но она и дороже.

Плата с перекинутыми SPI контактами

Настройка Arduino ПО