Переделать модель с радиоуправления на вай фай. Управление машинкой через WiFi с помощью ESP8266 NodeMCU. Небольшое отступление об удобстве организации работы с роутером
Подробное руководство о том как взять ESP8266, добавить немножко клея и пенопласта и подарить детям (и взрослым) массу удовольствий.
Руководство состоит из следующих частей:
Описание платы.
Мозгом корабля является купленная на Алиэкспресс плата. Данная отладочная плата является удобным средством для начала работы с WiFi модулем ESP8266-12.
На плате распаян сам модуль, а на штыревые разъёмы выведены все выводы модуля. К 6-ти выводам через токоограничительные резисторы припаяны красные светодиоды. Ещё к трём выводам припаян RGB светодиод.
Также присутствует стабилизатор 3,3 В, распаяны резисторы обвязки модуля, на входе ADC висит фоторезистор, присутствует джампер для перевода модуля в режим программирования.
Отдельно выведены выходы USART, причём маркировка Rx и Tx перепутаны местами.
Ко входу питания модуля припаян батарейный отсек на 3 батарейки. А в модуль уже загружена тестовая прошивка под управлением которой, насколько я помню, создаётся новая точка доступа. Подключившись к этой точке доступа можно управлять свечением светодиодов на плате. Если как для первого раза - то это прям волшебство какое то.
Предыстория постройки кораблика.
В процессе вялотекущего самообразования в сторону построения умного дома, год назад был закуплена эта плата (магазин в котором была сделана покупка сейчас закрыт). Вместе с ней взял ещё два голых модуля ESP8266-12 и с помощью запустил на них два термометра/измерителя влажности, которые до сих пор успешно работают. 
Далее попытался состыковать их с MajorDoMo - открытой и бесплатной системой управления Умным Домом. Но как то не пошло это дело,- забросил до поры.
В середине лета я наткнулся . Оказывается esp8266 можно программировать как любую ардуину!!! И ардуиновских библиотек под esp8266 портировано уже на все случаю жизни.
Для меня настал качественно новый этап освоения esp8266…
Вдоволь поигрался с библиотечными примерами и захотелось мне сделать нечто с практическим применением.
Решил собрать детям для дачного водоёма самоходный кораблик, да не простой, а такой чтоб управлять им можно было с любого смартфона!
Используемые материалы
На строительный материал корпуса были выбраны пылящиеся в кладовке куски пенопласта. 
В качестве двигателей использованы коллекторные моторы от ДВД проигрывателя. Для управления судна было решено использовать двухмоторный привод - уменьшая обороты левого/правого двигателя заставляем совершать поворот на лево или на право. 
Гребные винты - из куска жести.
На гребные валы замечательно подошли вязальные спицы (экспроприированные у супруги).
Для надёжного и гибкого соединения гребного вала с мотором хорошо подходят термоусадочные трубки разного диаметра.
В качестве подшипника скольжения гребного вала взят корпус простой шариковой ручки.
Также пригодились клей Dragon и клеевой термопистолет.
Для управления двигателями в загашнике нашлись два полевых транзистора выпаянных со старой материнской платы.
Источником питания послужили купленные в оффлайне аккумуляторы 18650.
Ещё понадобился маленький тумблер для подачи питания, несколько резисторов и макетная платка для соединения всего электричества между собой.
Изготовление корабля
Для резки пенопласта на скорую руку был собран ТермоЭлектроРезак состоящий из палки, двух длинных шурупов и куска тонкой проволоки. Проволоку лучше взять нихромовую, но у меня таковой не нашлось (а советский проволочный резистор ломать на это дело не хотелось) - поставил тоненькую стальную.
Запитал этот импровизированный станок от через . И тот и другой были куплены благодаря здешним обзорам.
Всего на этой фотографии пытливый взгляд может найти аж 10 товаров ранее обозреваемых на Муське. 
Регулируя напряжение на выходе DC-DC преобразователя, опытным путём необходимо установить такой нагрев проволоки ТермоЭлектроРезака, при котором пенопласт разрезается легко и непринуждённо.
В итоге получаем более - менее ровные куски пенопласта удобные для последующей сборки.
На корпус кораблика пошли два самых больших куска, склееные между собой клеем Дракон.
Гребные винты изготавливаются в несколько операций:
Нарезать из жести квадратную заготовку (у меня 20*20 мм)
- соединив рисками диагональные углы найти центр
- просверлить по центру отверстие (диаметр 3,5 мм)
- затянуть подходящим винтом с гайкой (М 3*20)
- зажав винт в патрон дрели, на малых оборотах подходящим острым предметом начертить(нацарапать) окружность
- вырезать ровный круг
- надрезать по имеющимся диагональным рискам круг на 2/3 радиуса и изогнуть под углом (30-45 градусов) 
Затем берём спицу. Отрезаем 25-30 мм кусок термоусадочной трубки диаметром чуть больше чем у спицы. Вращаем спицу с термоусадкой над маленьким пламенем газовой конфорки (или электрической) пока трубка не прогреется и плотно охватит спицу.
Далее отрезаем кусок трубки ещё большего диаметра,… и т.д. пока очередную трубку можно будет одеть на шестерню двигателя. Т.К. шестерня посажена на вал двигателя достаточно плотно, то она будет хорошо передавать крутящий момент гребному валу.
Берём последний кусок термоусадки и одеваем его одновременно на гребной вал и на двигатель.
После прогрева термоусадки получаем хорошее соединение.
Пора устанавливать двигатели в корпус.
Дрелью высверливаем в корпусе два отверстия под гребные валы. Со стороны днища вставляем подшипники скольжения. 
Выставляем двигатели и прокручивая вал, по наименьшему сопротивлению вращения, находим для каждого двигателя оптимальное положение.
Обильно закрепляем полученный результат термоклеем.
Одеваем гребные винты и закрепляем термоклеем. Для лучшего сцепления с клеем кончики спиц слегка помяты кусачками, а поверхности винтов около центра исцарапаны до шершавого состояния. 
Соединяем и спаиваем всё согласно схеме.
Питание с аккумуляторов подаётся через тумблер и дальше идёт на двигатели и на линейный стабилизатор 3,3 В. Второй вывод каждого двигателя подключен через полевой транзистор к минусу питания. Подавая с выхода ESP8266 за затвор полевого транзистора ШИМ сигнал различной скважности импульсов мы будем регулировать скорость вращения двигателя.
Напряжение питания также подаётся через резистивный делитель на вход ADC модуля ESP8266 для контроля состояния батареи.
Силовые транзисторы с резисторами обвязки, выключатель питания, стабилизатор, резистивный делитель для измерения напряжения батареи - всё размещено на макетной плате. К ней же припаяны плата с модулем ESP8266, выводы аккумулятора и двигателей.
К модулю подключен переходник USB-TTL.
Итак, всё готово для того чтобы вдохнуть в практически готовый кораблик искру жизни…
Программирование
О том как установить Arduino IDE и обеспечить в ней поддержку ESP8266 достаточно хорошо расписано в вышеупомянутой .
Для управления корабликом мы будем создавать на ESP8266 точку доступа и поднимать вэб сервер. Подключившись смартфоном к точке доступа и набрав в браузере адрес сервера (192.168.4.1) увидим страницу с элементами управления и телеметрией с борта нашего судна.
Дабы снизить нагрузку на ESP8266, уменьшить время отклика управляющих воздействий и повысить интерактивность я решил использовать технику AJAX запросов.
Выдержка из Википедии:
AJAX, Ajax (ˈeɪdʒæks, от англ. Asynchronous Javascript and XML - «асинхронный JavaScript и XML») - подход к построению интерактивных пользовательских интерфейсов веб-приложений, заключающийся в «фоновом» обмене данными браузера с веб-сервером. В результате, при обновлении данных веб-страница не перезагружается полностью, и веб-приложения становятся быстрее и удобнее.
В классической модели веб-приложения:
Браузер формирует и отправляет запрос серверу.
В ответ сервер генерирует совершенно новую веб-страницу и отправляет её браузеру и т. д. После чего браузер полностью перезагружает всю страницу.
При использовании AJAX:
Пользователь заходит на веб-страницу и нажимает на какой-нибудь её элемент.
Скрипт (на языке JavaScript) определяет, какая информация необходима для обновления страницы.
Браузер отправляет соответствующий запрос на сервер.
Сервер возвращает только ту часть документа, на которую пришёл запрос.
Скрипт вносит изменения с учётом полученной информации (без полной перезагрузки страницы).
Помучав некоторое время Гугл в поисках подходящей реализации моих хотелок, я набрёл на
в котором позаимствовал подходящий код
Первоначальный код
#include #include ESP8266WebServer server(80); const char* ssid="yourSSID"; const char* password="yourPASSWORD"; String webSite,javaScript,XML; unsigned long wait000=0UL,wait001=1000UL; int LED=16;const int sliderMAX=10; // This sets the number of sliders you wantint sliderVal={60},ESPval; void buildWebsite(){ buildJavascript(); webSite="\n"; webSite+="\n"; webSite+=" This is the ESP website ... \n"; webSite+="Runtime = \n"; webSite+="Сила сигнала a= \n"; webSite+= Sila ;// Сила сигнала WiFi webSite+=" \n"; webSite+="
| \n"; webSite+=" | Обороты = \n"; webSite+="Моторов = * | \n"; webSite+="
| \n"; webSite+=" | Направление = \n"; webSite+="Движения = | \n"; webSite+="
| \n"; webSite+=" | Корекция = \n"; webSite+="Моторов = | \n"; webSite+="
В коде довольно много пояснений, надеюсь всё будет понятно.
Двигатели кораблика управляются путём изменения положения ползунков трёх слайдеров на странице.
- Первый слайдер отвечает за скорость вращения моторов (и скорость движения кораблика соответственно). Если изменять положение ползунка этого слайдера от 20 до 100%, то будет меняться значение связанной со слайдером переменной ESPval. Значение переменной записывается в порты OUT1 и OUT2 ESP8266 (выводы которых идут на управляющие затворы полевых транзисторов) и обороты двигателей будут нарастать от 0 до максимума.
В диапазоне положений этого ползунка от 0 до 20% в порты записываются 0 и двигатели стоят.
- Второй слайдер отвечает за повороты (переменная ESPval). Если его ползунок находится в правом или левом положении, то значение скорости соответствующего двигателя будет снижаться на коэффициент 0,8 (константа Povorot). Двигатель будет притормаживаться, а кораблик поворачивать в нужную сторону.
- Третий слайдер (переменные ESPval и Trimer) нужен для нивелирования разности характеристик двигателей. В зависимости от положения слайдера можно притормаживать или ускорять один из двигателей.
К сожалению функционал измерения напряжения батареи довести до конца не удалось. В процессе наладки был сожжён вход ADC модуля (надо думать замкнул его на + батареи)…
Измерение мощности сигнала WiFi работает, но требуется более точная калибровка.
Для отладки использовалось подключение к домашней WiFi сети и вывод информации в последовательный порт. 
В рабочей же версии кода модулем поднимается отдельная точка доступа и вывода не нужен - соответствующие строки кода закомментированны.
Скетч компилировался в IDE версии 1.6.12.
Свободной памяти осталось более чем достаточно для воплощения в коде разных последующих хотелок.
Если у кого будут конструктивные дополнения/исправления по коду - прошу высказываться в комментариях.
Плавание
Сначала были пробные запуски в акватории ванной, по результатам которых были сделаны следующие доработки:
- 4 батарейки АА в источнике питания были безоговорочно заменены на 2 аккумулятора 18650
- к регулировкам скорости и поворота было добавлено триммирование одного из двигателей
- был увеличен шаг гребных винтов
Затем в ближайший выезд на дачу судно было было торжественно отправлено в плавание на большой воде.
Полевые испытания показали что в следующей версии необходимо:
- усилить мощность сигнала WiFi модуля путём добавления внешней антенны
- увеличить диаметр гребных винтов (или заказать винты на Алиэкспресс)
- увеличить притормаживание двигателей при поворотах с 20% до 40-50%
- доработать корпус для улучшения обтекания
- заменить двигатели на бесколлекторные
- сделать руль с приводом от сервомашинки
- прикрутить FPV
- добавить светодиодной иллюминации для ночных заплывов
- установить на палубу фейерверк и запускать его на середине пруда
- всё что душа пожелает…
Но эти доработки возможно воплотятся уже в новом сезоне.
Вот так, приложив немного времени и средств, любой рукодел средней продвинутости сможет собрать свою радиоуправляемую игрушку.
Без существенной переделки программы таким же нехитрым образом можно слепить управляемую машинку (или несколько машинок) для весёлых заездов по квартире долгими зимними вечерами.
Буду рад если этот опус вдохновит кого либо для занятий творчеством.
Планирую купить +87 Добавить в избранное Обзор понравился +131 +257В данном проекте описано создание Wi-Fi машинки с управлением моделькой автомобиля через интернет или при помощи ноутбука с Wi-Fi на расстоянии до 500м. На машинке установлена камера, работающая в реальном времени, что позволяет управлять машинкой глядя в экран ноутбука.
Некоторое время назад я нашел маршрутизатор Linksys WRT54GL. Он очень удобен для хака и модификации, т.к. он работает под управлением Linux. Для данного маршрутизатора была написана куча альтернативных прошивок. В этом проекте используется настраиваемая прошивка Linux Open-WRT. Кроме больших возможностей модификации программного обеспечения этого маршрутизатора, есть куча возможных аппаратных модификаций и хаков. То есть в моем распоряжении был дешевый и взламываемый маршрутизатор со встроенным Linux - я знал, что делать что-то с ним хорошо и удобно. Таким образом родилась идея Wi-Fi машинки.
Целью данной статьи является предоставить общий обзор проекта и показать некоторые особенности реализации программной и электронной части. Эта статья не является руководством по сборке машинки шаг за шагом, но имеет достаточно информации для людей с хорошей мотивацией и базовыми знаниями в электронике и программировании. Все программы написаны на условиях Открытого лицензионного соглашения GNU v2, так что код можно свободно использовать и улучшать.
Машинка
Добавление сетевой камеры, маршрутизатора, тяжелых батарей, дополнительных схем, и кучи проводов добавляют много лишнего веса, а большинство моделей для этого не предназначено. Поэтому из-за всех дополнений необходимо найти довольно большую радиоуправляемую машинку. В интернете можно найти б/у радиоуправляемые транспортные средства без пульта за 200-300 руб. Я купил несколько машинок для того, чтобы вытащить из них детали. Транспорт размера 1:10 или больше вполне подойдет, и вероятно вы не захотите меньше. Я купил эту машинку за 150 руб.
Я разобрал около 20 радиоуправляемых автомобилей. Почти в каждом из них используется чип Realtek RX2/TX2 или его полные аналоги с аналогичной цоколевкой. Документацию на них можно найти в интернете или по ссылкам. Это означает, что машинкой очень легко управлять при помощи штатной электроники без добавления собственных схем. Можно подключить микроконтроллер непосредственно к выводам (вперед, назад, влево, вправо) и управлять автомобилем. Возможность использования штатной электроники автомобиля экономит много сил и времени.
Я модифицировал свой WRT54GL так, что он имеет 2 последовательных порта и SD карту на 1Гб (работает как жесткий диск на 1 Гб). В этом проекте SD карта не используется, но используется один из последовательных портов. У моего маршрутизатора есть два последовательных порта: консольный порт и TTS/1, который мы и будем использовать. Для этого проекта я использую OpenWRT White Russian v0.9. Есть и более поздние версии, но для этого проекта нам они не нужны. В руководстве по компиляции программ (смотрите ниже), используется эта версия, поэтому я выбрал её.
Выбор микроконтроллера
Я оценил три различных микроконтроллера для этого проекта. Ниже показано краткое изложение оценки.
| Микроконтроллер |
PIC16F628A |
Arduino (ATmega168)
|
AVR Butterfly (ATmega169) |
|
Цена. |
Очень прост в программировании (C со множеством встроенных библиотек). |
Легче для программирования, чем PIC. |
|
|
Против |
Труден для программирования (ассемблер). |
Ошибки загрузчика (см. ниже). |
Я выбирал PIC16F628A по нескольким причинам:
- У меня их было много.
- Я имею небольшой опыт работы с ними.
- Я хотел маленькую плату, и плата PIC оказалась самой маленькой из всех 3 вариантов.
- Я хотел иметь полный контроль над действиями программы, и это вполне возможно при программировании на ассемблере.
Arduino (Freeduino MaxSerial) стал моим вторым выбором, который мне очень понравился простотой сборки и запуска. Также есть хорошая поддержка сообщества, и простота использования.
Первоначально я использовал отладочную плату AVR Butterfly. Она работала хорошо, пока один раз не разрядились батарейки. В загрузчике AVR Butterfly существует ошибка, которая подробно описана тут. Она портит код и не позволяет перепрограммировать его другим загрузчиком. Машинка работала в один день, а на другой нет. Потребовалось некоторое время, чтобы найти проблему и совсем немного времени, чтобы исправить её, поэтому я не стал дальше использовать эту плату в качестве системы управления. Я также обнаружил, что выходное напряжение на выводах может быть непредсказуемыми, так как кроме управления периферийными устройствами, они управляют ЖК-экраном.
Ниже приведён исходный код для PIC и Arduino. Оба были протестированы, так что используйте то, в чем вы лучше разбираетесь и чувствуете себя комфортнее. Arduino (Freeduino MaxSerial) является наиболее оптимальным вариантом для быстрого старта. Я купил его.
Управляющая схема
На самом деле в моей машинке используется две управляющие платы. Так сделано потому, что я сжег управляющие транзисторы на штатной плате машинки. К счастью, я смог отпаять их и RX2 чип (который также сгорел) и сохранить схему управления. Большинство игрушечных радиоуправляемых машинок используют около 6 проводов для управления двигателем. Это так, потому что в собранной машинке есть металлический скользящий контакт, который движется с двигателем и дополнительные провода используются для реле. Каждая радиоуправляемая машинка имеет различные параметры этого контакта, так что намного лучше использовать штатную схему.
Я сжег транзисторы, подав напряжение питания 16В, вместо штатных 9.6В. Транзисторы рассчитаны на ток 5А, но вероятно я нагрузил их слишком сильно и они живописно задымились. Я взял плату из другой радиоуправляемой машинки и использовал транзисторы оттуда. Я запустил эту схему от 12В, и это не вызвало никаких проблем, хотя транзисторы довольно сильно грелись. Использование штатных плат машинки вместо изготовления собственного Н-моста экономит много времени и денег.
Этот проект использует мощные аккумуляторы. Я купил их для радиоуправляемых машинок высокого класса за $ 50 + доставка с eBay. Они имеют 3800 мАч и зарядное устройство 1,8А в комплекте. Их можно найти в поиске eBay. Одна батарея заряжается примерно 1.5 часа (от полного разряда). Их напряжение 7.2В, однако, когда они только заряженные их напряжение около 8.3В, а когда они полностью разряжены (уже не в состоянии питать машину) они дают примерно 7.1В.
Я заменил все разъемы на аккумуляторах на стандартные Molex ATX разъемы. Это сделано для того, чтобы использовать дешевые разъёмы которых у меня было много, которые позволяют легко сделать разветвитель для замера тока. Батареи соединённые последовательно дают около 16В при полной зарядке.
Линия 9.6В получена путем установки 4 диодов последовательно с шиной 12В берущейся с 7812. Падение напряжения на диоде около 0.7В. Поставив 4 диода в ряд, мы теряем около 2.8В, и получаем 9В для устройств, которым необходимо меньше 12В. После того как я сжег транзисторы, я решил питать схему более низким напряжением. 7812 рассчитан на 1А, а двигатели потребляют значительно больше. Digikey продает регулятор 7.5A 12В примерно за 14$, и я купил его. Я прикрепил его к радиатору, потому что думал, что он может греться. После некоторого времени работы он даже не нагрелся, поэтому радиатор не требуется.
Я не хочу рисковать схемой управления, поэтому я питаю его напряжением максимально приближены к штатному. Камера требует 9В, сигнал работает довольно тихо при питании от 5В, поэтому все эти устройства работают от линии 9.2В.
Вся силовая электроника собрана на макетной плате и находится в корпусе.
Arduino:
Подключение Arduino:
Вперед - Pin 8
Назад - Pin 9
Влево - Pin 10
Вправо - Pin 11
Зеленый LED - Pin 7
Красный LED - Pin 6
Сигнал - Pin 5
Последовательный порт Freeduino MaxSerial можно связать с последовательным портом маршрутизатора при помощи стандартного последовательного кабеля.
Freeduino MaxSerial использует последовательный вывод 4 - DTR (Data Terminal Ready) для сброса микроконтроллера и разрешения на загрузку нового кода. При нормальной работе с компьютером на этом выводе либо +10 В либо -10В в зависимости от того, подключен ли последовательный порт. Однако на последовательном порту маршрутизатора этот вывод заземлен и неактивен. Когда маршрутизатор начинает передачу данных через последовательный порт, MaxSerial сбрасывается. Это нам не подходит. Мы подтянем вывод DTR к +9В. Это простое изменение включает режим закрытой программы, то есть микроконтроллер не может быть перепрошит и сброшен по последовательному порту. Если необходимо перепрошить микроконтроллер, то достаточно просто щелкнуть выключателем.
Примечание: Если вы используете USB версию Arduino, вы можете просто подключить RX и TX контакты к MAX232A, а затем к последовательному порту маршрутизатора.
КамераОдним из основных аспектов этого проекта является то, что машинкой можно управлять без прямой видимости при помощи сетевой камеры Panasonic BL-C1A. Это почти самая дешевая проводная сетевая камера с хорошими отзывами. Программное обеспечение есть только для Windows – это небольшой, но терпимый минус. Для просмотра изображения программное обеспечение не требуется. В более дорогих моделях есть панорамирование и возможность наклона, но они значительно дороже и их функциональность не нужна.
Камера имеет очень удобный веб-интерфейс, что делает её не только Windows устройством. Просмотреть изображение с камеры можно при помощи следующей команды:
http:///ImageViewer?Resolution=320x240?Quality=standard
Доступные разрешения 640x480, 320x120, 160x60. Доступное качество (сжатие) precision(качество), standard(стандартное), motion(движение).
Качество видео неплохое. Тем не менее, оно часто замирает на 1 секунду даже при хорошей связи. Я предполагаю, что электроника камеры недостаточно мощна, чтобы поддерживать постоянный прямой эфир с автофокусом. В целом я доволен ей.
Глядя на внутреннюю часть камеры, видно, что она работает на ARM процессоре 250 МГц. По информации с официального сайта она также имеет 64Мб оперативной памяти. Интересно, как трудно было бы заставить Linux работать на этом…
От машинки было использовано только шасси. Все декоративные и нефункциональные части были сняты. Камера была установлена на переднюю часть с небольшим изменением штатного крепления. Плата была установлена на переднюю часть машинки и прикручена с использованием пластиковых гаек и болтов во избежание замыкания.
Плата микроконтроллера PIC также надежно закреплена болтами на другой стороне. Все провода были умышленно взяты длиннее чем требуется, для их легкого перемещения во время сборки. После сборки лишние куски провода были собраны и связаны. Было очень много проводов, вероятно около 30, которые нужно было провести из/в переднюю и заднюю часть машинки, не считая Ethernet кабеля.
Все силовые цепи были размещены в корпусе в задней части машинки, за исключением LT1083 7.5A, который находится в нижней части автомобиля. Я не ставил его в корпус, потому что это было дополнение к проекту, и так его было проще всего добавить. Когда светодиод на задней стороне коробки светится красным, маршрутизатор загружается. Когда маршрутизатор загрузился, он посылает сигнал микроконтроллеру, загорается зеленый светодиод, и я знаю, что могу соединиться с машинкой. Этот индикатор был очень полезным при отладке.
Вся электроника была собрана на макетной плате пред пайкой и установкой машинку. Батареи прикреплены с помощью термоклея и кабельных стяжек. Маршрутизатор был слишком широкий, чтобы стать на машинку без дополнений. Я добавил два куска плексигласа, чтобы сделать машинку шире.
Для данного проекта необходимы 3 программы. Приложение-клиент VB6 Wifi_Robot на Windows, CarServer написанный на C и работающий на маршрутизаторе работающем под управлением OpenWRT WhiteRussian v0.9 (Linux), а также микропрограмма микроконтроллера. Я испытывал прошивки для микроконтроллера PIC16F628A и популярного Arduino (Freeduino MaxSerial). Все программное обеспечение распространяется на основе открытого лицензионного соглашения GNU v2.
Следующие инструкции предполагают, что у вас есть подключенный к интернету Linksys WRT54GL с установленный OpenWRT WhiteRussian v0.9. Руководстве по установке OpenWRT можно найти по ссылке .
Установка CarServer
Если вы хотите использовать программное обеспечение
Войдите по SSH в своем маршрутизатор, затем...
# cd /tmp
# wget http://www.jbprojects.net/projects/wifirobot/carserver_1_mipsel.ipk
# ipkg install ./carserver_1_mipsel.ipk
Компиляция и установка CarServer
Если вы хотите увидеть, как он работает или модифицировать его
Вам нужно будет скачать OpenWRT SDK (только для Linux) и следовать этому руководству по составлению программ: Написание и компиляция простой программы для OpenWRT от Eric Bishop (просто следуйте первой части)
Makefile находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/
Makefile находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/src
carserver.c находится в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/package/carserver/src
Ваш скомпилированный ipkg будет отображаться в /OpenWrt-SDK-Linux-i686-1/bin/packages. Затем:
# scp carserver_1_mipsel.ipk root@:/tmp/.
для копирования в маршрутизатор. Войдите по SSH и установите
Есть бесплатная электронная книга посвящённая серии маршрутизаторов WRT54G которая называют Linksys WRT54G Максимальный взлом. Я считаю что она бесплатна. Её можно просмотреть в Google Books . Она также может быть загружена по ссылке. В этой книге рассказывается как добавить последовательный порт, настроить программное обеспечение, а также о многих других взломах и модификациях. Я связался с одним из авторов. Это не бесплатная электронная книга. Вы можете просмотреть её в Google Books, и поддержать авторов, купив её Amazon . Это отличная книга!
Получение рабочего последовательно порта
Мы используем TTS/1, так что если вы добавили один последовательный порт – убедитесь что это он. Если у вас установлен OpenWRT WhiteRussian v0.9 войдите в SSH. Инструкции в книге указанной выше немного устарела. Вот обновленная версия:
# ipkg update
# ipkg install setserial
# cd /usr/sbin
# wget http://www.jbprojects.net/projects/wifirobot/stty.tgz
# tar -zxvf stty.tgz
# chmod 755 stty
Добавьте следующие строки в /etc/init.d/custom-user-startup чтобы сделать последовательный порт рабочим при запуске и автоматического запуска CarServer.
/usr/sbin/setserial /dev/tts/1 irq 3
/usr/sbin/stty -F /dev/tts/1 raw speed 9600
/bin/carserver&
Запуск клиентского приложения Wifi_Robot
Этот файл содержит исходный код VB6 и скомпилированный EXE. Вы можете просто извлечь wifi_robot_client.exe и config.txt, если вы не хотите заниматься программированием. Вы можете открыть и компилировать VB6, если вы хотите изменить его. Эта программа - это просто слегка измененная программа проекта радиоуправляемая машинка, управляемая компьютером.
ПО микроконтроллераPIC
Вам понадобится программатор для PIC. Я использую P16PRO40, купленный на eBay. Есть много программаторов, которые можно купить или собрать самому. Вы можете самостоятельно скомпилировать HEX с помощью Microchip MPLAB или просто скачать и прошить готовый HEX файл. PIC asm базируется на этом тесте PIC16F628 UART.
Arduino (Freeduino MaxSerial)
Программу можно загрузить в Freeduino MaxSerial без дополнительного программатора.
Если вы используете Freeduino MaxSerial, убедитесь, что вы сделали небольшую модификацию оборудования, которая предотвратит сброс Freeduino каждый раз при получении данных от маршрутизатора через последовательный порт. См. выше для получения более подробной информации.
Максимальная скорость
Чтобы вычислить максимальную скорость я сделал две отметки на расстоянии 3м друг от друга и несколько раз снимал машинку. Камера записывает 30 кадров в секунду, так что возможная ошибка камеры +/- 3,3% и +/- 1% ошибка расстояния.
Автомобиль проезжает 3м за 0,7 секунды (21 из 30 кадров за 1 секунду).
Максимальная скорость:
4,3 м/с = 15.5 км/ч = 9.6 миль/ч
Расстояние
Я взял маршрутизатор в большое поле. Я смог подключится со своего ноутбука на расстоянии до 500 м (по 1Мбит). Дальше этого расстояния, я уже не смог подключиться. Альтернативные прошивки (OpenWRT) позволяют увеличить выходную мощность. Я пытался изменить это значение, но это не повлияло на расстояние. Возможно, мой ноутбук (Dell Inspiron 6000), который всегда имел хороший WiFi (лучше, чем 6400 моего друга), может быть ограничивающим фактором.
Итак будем управлять двумя реверсивными (вращение в обе стороны) двигателями: основным и рулевым. Питать их будем от аккумулятора 3,7 В, но можно и до 12 В в принципе подавать, если согласовать питание контроллера или организовать его отдельным аккумулятором.
В силовой части используем простейший миниатюрный драйвер шагового двигателя l9110s или же можно использовать сборку на L293\8 или любой не менее мощный, который вы найдёте. В общем я всё нарисовал на картинке.
Приобрести комплектующие для проекта можно на алиэкспресс:
WiFi контроллер использован мой любимый NodeMCU 0.9 ESP8266 , но можно использовать и меньший размером WeMos D1 mini.
Аккумулятор можно зарядить через микро-USB, после чего он питает драйвер двигателей напрямую и WiFi-контроллер через повышающий преобразователь до 5 В .
Код программы:
#include
const char* ssid = "имя вашей сети вайфай";
const char* password = "пароль вашей сети";
int up = 2; //номера дискретных выходов
int down = 14;
int left = 4;
int right = 12;
// Create an instance of the server
// specify the port to listen on as an argument
WiFiServer server(80);
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(10);
//подготовка выходов
pinMode(up, OUTPUT);
digitalWrite(up, 0);
pinMode(down, OUTPUT);
digitalWrite(down, 0);
pinMode(left, OUTPUT);
digitalWrite(left, 0);
pinMode(right, OUTPUT);
digitalWrite(right, 0);
// Connect to WiFi network
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
While (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
//Запуск сервера
server.begin();
Serial.println("Server started");
//выводим IP адрес в монитор порта
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {
//проверяем подключился ли клиент
WiFiClient client = server.available();
if (!client) {
return;
}
//Ожидаем пока клиент не пришлет какие-нибудь данные
Serial.println("new client");
while(!client.available()){
delay(1);
}
//Чтение первой строки запроса
String req = client.readStringUntil("\r");
Serial.println(req);
client.flush();
//обработка команды
if (req.indexOf("/gpio/up") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/down") != -1){
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/left") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 1);
digitalWrite(right, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/right") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else {
Serial.println("invalid request");
}
Client.flush();
// подготовка к ответу
String s = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n\r\n\r\n ";
S += "
UP
";
s += "
LEFT ";
s += "RIGHT
";
s += "
DOWN";
s += "\n";
// Send the response to the client
client.print(s);
delay(1);
Serial.println("Client disonnected");
}
Программа написана в Arduino IDE. Как настроить Arduino IDE для работы с контроллером NodeMCU 0.9 ESP8266
посмотрите по ссылке. После загрузки программы в контроллер, монитором порта можно прочитать IP-адрес, который плата получит после соединения с вашим WiFi-роутером. В браузере компьютера необходимо в адресной строке прописать этот адрес и перейти на страницу, которую сгенерирует программа контроллера. Она будет выглядеть следующим образом:
DOWN
При нажатии на ссылку UP, машинка проедет вперед в течении 1сек и остановится. При нажатии на DOWN, машинка 1 секунду будет ехать назад. LEFT - двигатель поворота повернёт колёса влево и машинка проедет 1 сек влево. То же самое и вправо при нажатии на RIGHT.
Вся эта система будет работать только при настроенной WiFi-точке доступа (WiFi-роутере), но в будущем мне интересно поиграться с контроллером NodeMCU 0.9 ESP8266 , который сам будет организовывать точку доступа и выполнять функцию WEB-сервера, тоесть при заходе на его айпи из браузера, будем видеть web-страничку с элементами управления. Так же интересно организовать передачу данных с одного такого контроллера в другой посредством их автономной WiFi-сети.
Решил я недавно сделать апгрейд радиоуправляемого игрушечного джипа своего сына. Радиоуправление почти сразу перестало работать. Как показало вскрытие, в машинке установлены слишком слабые и неповоротливые двигателёчки. Основной двигательный моторчик я сразу заменил на больший размером и мощностью. Для этого пришлось поработать гравером, с установленой на него циркулярной пилой (а как иначе выделить достаточно места?). Так же была выброшена плата радиоприемника.
Далее недолго думая была выбрана концепция дистанционного управления по примеру марсохода: дается команда и джип сам её выполняет и останавливается. Всё из-за неуверенности, что у моего 2,5 летнего сына получится управлять двигателями стандартным пультом. Я уверен, что он будет надолго зажимать элементы управления независимо от поведения машинки. А принцип марсохода: проедь 20см и остановись, вполне подойдёт. Тем более, что я давно мечтал его опробовать хотя бы в простейшем варианте. В данной реализации будем ехать не 20см, а заданное время - 1 сек.
Итак будем управлять двумя реверсивными (вращение в обе стороны) двигателями: основным и рулевым. Питать их будем от аккумулятора 3,7 В, но можно и до 12 В в принципе подавать, если согласовать питание контроллера или организовать его отдельным аккумулятором.
В силовой части используем простейший миниатюрный или любой не менее мощный, который вы найдёте. Вобщем я всё нарисовал на картинке.
Аккумулятор можно зарядить через микро-USB, после чего он питает драйвер двигателей напрямую и WiFi-контроллер через .
Код программы:
#include
const char* ssid = "имя вашей сети вайфай";
const char* password = "пароль вашей сети";
int up = 2; //номера дискретных выходов
int down = 14;
int left = 4;
int right = 12;
// Create an instance of the server
// specify the port to listen on as an argument
WiFiServer server(80);
void setup() {
Serial.begin(9600);
delay(10);
//подготовка выходов
pinMode(up, OUTPUT);
digitalWrite(up, 0);
pinMode(down, OUTPUT);
digitalWrite(down, 0);
pinMode(left, OUTPUT);
digitalWrite(left, 0);
pinMode(right, OUTPUT);
digitalWrite(right, 0);
// Connect to WiFi network
Serial.println();
Serial.println();
Serial.print("Connecting to ");
Serial.println(ssid);
WiFi.begin(ssid, password);
While (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
delay(500);
Serial.print(".");
}
Serial.println("");
Serial.println("WiFi connected");
//Запуск сервера
server.begin();
Serial.println("Server started");
//выводим IP адрес в монитор порта
Serial.println(WiFi.localIP());
}
void loop() {
//проверяем подключился ли клиент
WiFiClient client = server.available();
if (!client) {
return;
}
//Ожидаем пока клиент не пришлет какие-нибудь данные
Serial.println("new client");
while(!client.available()){
delay(1);
}
//Чтение первой строки запроса
String req = client.readStringUntil("\r");
Serial.println(req);
client.flush();
//обработка команды
if (req.indexOf("/gpio/up") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/down") != -1){
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/left") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 1);
digitalWrite(right, 0);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else if (req.indexOf("/gpio/right") != -1){
digitalWrite(up, 1);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 1);
delay(1000);
digitalWrite(up, 0);
digitalWrite(down, 0);
digitalWrite(left, 0);
digitalWrite(right, 0);
}
else {
Serial.println("invalid request");
}
Client.flush();
// подготовка к ответу
String s = "HTTP/1.1 200 OK\r\nContent-Type: text/html\r\n\r\n\r\n\r\n ";
S += "
UP
";
s += "
LEFT ";
s += "RIGHT
";
s += "
DOWN";
s += "\n";
// Send the response to the client
client.print(s);
delay(1);
Serial.println("Client disonnected");
}
Программа написана в Arduino IDE. контроллером NodeMCU 0.9 ESP8266 , который сам будет организовывать точку доступа и выполнять функцию WEB-сервера, тоесть при заходе на его айпи из браузера, будем видеть web-страничку с элементами управления. Так же интересно организовать передачу данных с одного такого контроллера в другой посредством их автономной WiFi-сети.
Для роутера я выбрал прошивку OpenWrt. Можно скачать готовую прошивку с OpenWrt для DIR-320 это . Уже не помню почему, но я решил собрать прошивку сам (подробно описано ). Для этого понадобится Linux (я собирал на Ubuntu 11.10). Для начала, скачаем исходники прошивки и соберем все, что нужно:
svn co svn://svn.openwrt.org/openwrt/branches/backfire dir320 cd dir320 ./scripts/feeds update -a && ./scripts/feeds install –a make prereq && make tools/install && make toolchain/install
Конфигурирование прошивки
make menuconfig
Выбираем следующие пакеты:
- Target System ---> Broadcom BCM947xx/953xx – ядро 2.6
- Image configuration ---> LAN IP Address ---> – [не обязательно] Можно выбрать IP-адрес, который будет у роутера после загрузки ядра и всех модулей
- Kernel modules ---> Filesystems ---> kmod-fs-ext3 - Об этом позже
- Utilities ---> Filesystem ---> e2fsprogs – И об этом
- Utilities ---> disc ---> block-extroot – И об этом тоже
- Kernel modules ---> USB Support ---> kmod-usb-core – поддержка USB
- Kernel modules ---> USB Support ---> kmod-usb-ohci – для USB-хаба. Зачем он? Об этом тоже позже
- Kernel modules ---> USB Support ---> kmod-usb-storage – поддержка USB-флешек
- Kernel modules ---> USB Support ---> kmod-usb2 – USB 2.0
- Administration --> webif ---> webif-applications – админка
- Kernel modules ---> Video Support ---> kmod-usb-video-core – поддержка USB-video
- Kernel modules ---> Video Support ---> kmod-usb-video-uvc – поддержка UVC-веб камер
Так зачем же мы выбрали те пакеты, назначение которых я не объяснил? Проблема в том, что объём флэш-памяти установленной в роутере - 4МБ, что может помешать дальнейшей нашей работе. Мы же перенесем rootfs на флешку, и роутер будет грузиться с нее.
Кстати, про флэш-память: нужно не забыть следующее:
make kernel_menuconfig
- Device Drivers ---> Memory Technology Device (MTD) support ---> RAM/ROM/Flash chip drivers ---> [*] Flash chip driver advanced configuration options --> [*] Specific CFI Flash geometry selection --> [*] Support 8-bit buswidth
- Device Drivers ---> Memory Technology Device (MTD) support ---> RAM/ROM/Flash chip drivers ---> [*] Flash chip driver advanced configuration options --> [*] Specific CFI Flash geometry selection --> [*] Support 16-bit buswidth
make V=99 -j2
Теперь нужно ее прошить:
Для bash’а:
#!/bin/bash echo "==================================================================" echo "This script will upload dd-wrt firmware (firmware.bin)" echo "in the current directory to 192.168.0.1 " echo "during the router"s bootup. " echo "" echo "* Set your ethernet card"s settings to: " echo " IP: 192.168.0.10 " echo " Mask: 255.255.255.0 " echo " Gateway: 192.168.0.1 " echo "* Unplug the router"s power cable. " echo "" echo "Press Ctrl+C to abort or any other key to continue... " read echo "" echo "* Re-plug the router"s power cable. " echo "" echo "==================================================================" echo "Waiting for the router... Press Ctrl+C to abort. " echo "" try(){ ping -c 1 -w 1 192.168.0.1 } try while [ "$?" != "0" ] ; do try done echo "*** Start Flashing **** " atftp --no-source-port-checking -p -l firmware.bin 192.168.0.1 echo "Firmware successfully loaded!"
Для винды:
@echo off echo ================================================================== echo This batch file will upload dd-wrt firmware in the current directory to echo 192.168.0.1 during the router"s bootup. echo. echo * Set your ethernet card"s settings to: echo IP: 192.168.0.2 echo Mask: 255.255.255.0 echo Gateway: 192.168.0.1 echo * Unplug the router"s power cable. echo. echo Press Ctrl+C to abort or any other key to continue... pause > nul echo. echo * Re-plug the router"s power cable. echo. echo ================================================================== echo Waiting for the router... Press Ctrl+C to abort. echo. set FIND=%WINDIR%\command\find.exe if exist %FIND% goto LPING set FIND=%WINDIR%\system32\find.exe if exist %FIND% goto LPING set FIND=find:LPING ping -n 1 -w 50 192.168.0.1 | %FIND% "TTL=" if errorlevel 1 goto LPING echo *** Start Flashing **** tftp -i 192.168.0.1 put firmware.bin if errorlevel 1 goto LPING set FIND= echo. echo ================================================================== echo * WAIT for about 2 minutes while the firmware is being flashed. echo * Reset your ethernet card"s settings back to DHCP. echo * The default router address will be at 192.168.1.1 echo. Pause Настройка загрузки с флешки После первого включения заходим на веб-интерфейс роутера и изменяем пароль. Теперь подключаемся к нему через SSH. Нужно настроить загрузку с флешки, для этого сначала нужно ее разметить. У меня было два раздела: первый – ext3-раздел для rootfs, второй – swap. Открываем /etc/config/fstab в vim’е и пишем то, что соответствует нашей фелшке. У меня так:
config global automount option from_fstab 1 option anon_mount 1 config global autoswap option from_fstab 1 option anon_swap 0 config mount option target / option device /dev/sda1 option fstype ext3 option options rw,sync option enabled 1 option enabled_fsck 1 option is_rootfs 1 config swap option device /dev/sda2 option enabled 1
Сохраняем, перезагружаемся (reboot).Демон Управлять двигателями будет ардуина, поэтому напишем демон, который будет перенаправлять всё, что пришло на TCP порт 5554 в /dev/ttyS0.
Мой скомпилированный вариант демона искать в архиве (card)
Компилируем с помощью gcc, который был собран в процессе подготовки к сборке прошивки:
/dir320/staging_dir/toolchain-mipsel_gcc-4.3.3+cs_uClibc-0.9.30.1/usr/bin/mipsel-openwrt-linux-uclibc-gcc-4.3.3 -o Небольшое отступление об удобстве организации работы с роутером
- После каждого включения мне приходилось писать opkg update , поэтому я его добавил в /etc/rc.local
- Довольно удобно использовать FTP-сервер. Я поставил pure-ftpd. Для этого пишем:
opkg install pure-ftpd
Добавим его в /etc/rc.local:
pure-ftpd -4 –B –M –l unix –U 000:000 - Удобно будет сменить веб-интерфейс на luci, для этого пишем:
opkg remove webif* opkg install luci
Теперь ставим mjpg-streamer:
opkg install mjpg-streamer
Пишем в /etc/config/mjpg-stramer следующие:
config mjpg-streamer option device “/dev/video0” option resolution “640x480” option fps “24” option port “8080” option enabled “true”
Пробуем подключить камеру. Если все нормально, то можно будет увидеть изображение тут:
http:///?action=stream . Arduino и соединение Для начала определимся со схемой подключения двигателей. Так как я брал корпус от уже готовой машинки, то мне с двигателями повезло – они уже там были. Передний отвечал за повороты (влево, вправо, прямо), а задний за движение (мне пришлось его поменять на двигатель кнопки блокировки дверей какого-то ВАЗа). Управлять нагрузками можно ардуиной с помощью полевых транзисторов (95N2LH5, но я использовал IRF 630, потому что и эти ели нашел в своём городе). Подключение такое: земля транзистора – к управляющему пину ардуины, source – к земле ардуины и минусу питания нагрузки, drain – к минусу нагрузки, плюс питания к плюсу нагрузки. Но таким образом мы сможем ездить только вперед и поворачивать только в одну сторону. Для того чтобы справиться с проблемой, к нам на помощь спешит реле с двумя группами контактов. У меня один двигатель (передний) питался 6 вольтами, а другой 12. При этом использовалось два 6 вольтовых аккумулятора (один из них - свинцово-кислотный от бесперебойника), учитывая, что минус роутера позже придется соединить с землей ардуины, то получить 6 вольт для роутера не получается (проверяйте сколько вольт подаёте на роутер - мне пришлось покупать еще один после того, как я подал на него 12 вольт). Поэтому пришлось использовать еще одну релюшку для подачи/неподачи питания на передний двигатель.
Схему рисовал давно. Теперь там все транзисторы полевые и нет резисторов.
Теперь о самом коде. У меня все довольно просто – есть 4 команды, у которых есть свой параметр размером 1 байт:
- m – Отвечает за напряжение, а, следовательно, и за скорость, на двигателе значение от 0 до 255
- r – Отвечает за повороты. “1” – поворачивать, “0” – не поворачивать
- n – “1” – ехать назад, “0” – ехать вперед
- e – “1” – поворачивать в другую сторону
int inByte, val; void setup() { Serial.begin(9600); pinMode(2, OUTPUT); pinMode(4, OUTPUT); pinMode(7, OUTPUT); } void loop() { if (Serial.available() > 0) { inByte = Serial.read(); if ((inByte=="n")||(inByte=="e")){ while (Serial.available()==0) {} val=Serial.read(); if (inByte=="n"){ if (val=="1"){ digitalWrite(2, HIGH); Serial.print("Writing to 2 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(2, 0); Serial.print("Writing to 2 pin\n\r"); } } if (inByte=="e"){ if (val=="1"){ digitalWrite(4, HIGH); Serial.print("Writing to 4 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(4, LOW); Serial.print("Writing to 4 pin\n\r"); } } } if ((inByte=="m")||(inByte=="r")){ while (Serial.available()==0) {} val=Serial.read(); if (inByte=="m"){ if (val!="0") analogWrite(3, val); else analogWrite(3, 0); Serial.print("Writing to 3 pin\n\r"); } if (inByte=="r"){ if (val=="1"){ digitalWrite(7, HIGH); Serial.print("Writing to 7 pin\n\r"); } if (val=="0"){ digitalWrite(7, LOW); Serial.print("Writing to 7 pin\n\r"); } } } } }
Как видно, задний двигатель у меня подключен к 3 пину, передний – к 7, реле заднего – к 2 пину, переднего – к 4. Так как 3 – это ШИМ-пин, то используя analogWrite(3, val);, где val от 0 до 255, мы можем управлять напряжением на двигателе.
Разбираем наш маршрутизатор. Видим UART порт. Соединяем его с ардуиной.
Теперь смотрим, как это все работает. Подключаемся телнетом к нашему порту и проверяем:
- n1 – щелкает реле
- m - колёса начинают немного вращаться
- n0 – колеса вращаются в другую сторону
- m0 – колеса перестают вращаться
- r1 – поворачивают передние колеса
- e1 – колеса поворачивают в другую сторону
- r0 – колеса становятся прямо
- e0 – щелкает реле
