RTThreadIoTOS · 2021年01月22日

ART-PI-重力感应无线智能小车第二弹-----OneNet+板载wifi控制电机转动

文章转载于微信公众号:RTThread物联网操作系统
作者:embeded小飞哥

雷德斯 and枕头们,好久不见,大家是不是更优秀了呢,哈哈,工作太忙啦,夜里肝一篇,大家久等啦,话不多说,来,干货!

ART-PI-重力感应无线智能小车第二弹-----OneNet+板载wifi控制电机转动

此次分享主要用到的软硬件资源:

软件(RT-Studio平台):

1、OneNet软件包;

2、OneNet服务器;

3、pahomqtt软件包

4、webclient软件包

硬件:

1、板载wifi模块

2、ART-PI扩展板(自设计,开源)

3、L298N电机驱动

4、4个普通IO

实现目标:

OneNet服务器下发控制电机正转、反转、停止。

一、L298N简介

此次使用的是左边封装的15引脚封装

image.png

L298N是专用驱动集成电路,属于H桥集成电路,其持续输出电流为2A,最高电流4A,最高工作电压46V,可以驱动感性负载,如大功率直流电机,步进电机,电磁阀等,输入端可以与单片机直接相连接,方便单片机控制。当驱动直流电机时,可以直接控制步进电机,并可以实现电机正转与反转,实现此功能只需改变输入端的逻辑电平。L298N芯片可以驱动两个二相电机,也可以驱动一个四相电机,输出电压最高可达46V,可以直接通过电源来调节输出电压;可以直接用单片机的IO口提供控制信号。

内部结构框图:

有兴趣的可以分析分析里面的控制逻辑,也比较简单,不多说了。
image.png

引脚定义:

image.png

image.png

image.png

L298N可接受标准TTL逻辑电平信号VSS,VSS可接4.5~7V电压。4脚VS接电源电压,VS电压范围为VIH+2.5~46V。输出电流可达2A,可驱动电感性负载。1脚和15脚下管的发射极分别单独引出以便接入电流采样电阻,形成电流传感信号。L298可驱动2个电动机,OUT1,OUT2和OUT3,OUT4之间可分别接电动机。5,7,10,12脚接输入控制电平,控制电机的正反转。EnA,EnB接控制使能端,控制电机的停转。此次设计我们驱动两个直流电机,OUT1和OUT2控制1个,OUT3和OUT4控制1个。

以上介绍我们知道,通过5,7,10,12引脚可以控制电机的正转,反转,停止,那么怎么实现呢,下面是控制IO的真值表,拿其中一组作为演示,另一组一样的逻辑,手册中给出的是:

image.png
从手册给出的说明来看,欲要电机驱动输出,需要以下步骤来实现:

1、使能EnA,EnB引脚,可以直接接到单片机系统电源或者由单片机IO输出高电平来控制;

2、Input1、Input2必须是相反的电平,即以下逻辑,至于前进还是后退,跟电机的接线有关系哈,大家可以自己测试调整。

image.png
二、电路设计

image.png
前半部分是光耦隔离芯片,用来抗干扰以及保护单片机IO,P8、P9是使能端,如果不接单片机IO控制,直接短路帽短接即可,P7是电机控制输出端口。

image.png

电机:关于电机的介绍,大家可以移步到一位大佬的公众号,介绍非常详细啦,公众号:嵌入式从0到1,大家可以多多关注,非常nice的一位号主。

image.png

组装好的小车,用了2个轮子加一个万向轮,刚好用一个L298N来驱动。

image.png

三、代码控制实现

此前我们一直用的是ESP8266,现在我们改为使用板载的wifi模组,充分利用板载资源,没有ART-PI板子的童鞋不要担心,RT-Studio支持很多芯片的,大家可以使用手里现有的板子跟着做,一样的,wifi部分可以使用小飞哥上个教程,使用esp8266或者其他方式,逻辑是一样的啦。

1、新建工程,我们选择如下的参数,基于ART-PI开发板,当然没有板子的伙伴可以选择基于芯片,然后选择示例工程,wifi工程,RT-Thread团队已经把AP6212部分做成库封装在RT-Studio平台,建立好工程之后,setting里面可以看到关于AP6212的组件已经勾选,main函数开始增加了2个函数调用,这两个函数是用来上电自动初始化wifi部分,如果已经连接了wifi,下次上电就会自动搜索完成连接。编译完成之后,download进去,来看看初步效果:

image.png

image.png

image.png

控制台输入wifi help,可以看到关于wifi的一些命令

image.png

输入wifi scan,扫描附近区域wifi,接下来输入wifi join SSID password,由于小飞哥的板子之前连接过别的wifi,一直在搜索,但并没有找到,输入新的wifi名称。
image.png

Wifi连接成功,现在重启设备,看看自动连接效果,可以发现,是逐个进行扫描的,成功找到当前wifi并连接成功,开机自动连接效果测试OK。

image.png

接下来是连接OneNet啦,熟悉小飞哥的应该知道怎么做啦,第一次看小飞哥文章的麻烦移步前面的文章看看呀,不懂的,加群一起交流,群里有很多志同道合的好伙伴。

下面在我们的工程里面添加L298N控制逻辑代码,主要是对IO的控制,也是比较简单的,根据上面介绍的控制逻辑,让相应的IO输出高低电平就可以啦,方向控制函数可以合成一个,小飞哥为了让大家看的更简单明了,分开写了,要注意的是,方向控制跟你的L29N输出接到电机的顺序有关,如果方向反了,修改代码或者接线顺序反一下就可以实现同样的功能啦。有需要的伙伴,源码都是开源的,可以跟小飞哥说一下,后续会上传到github,大家可以自行下载。

IO初始化配置函数:

#include<rtthread.h>

#include<rtdevice.h>

#include"drv\_common.h"

#include"motor\_drv.h"

#define MotorCtrl1Pin GET\_PIN(B, 0)

#define MotorCtrl2Pin GET\_PIN(B, 2)

#define MotorCtrl3Pin GET\_PIN(B, 1)

#define MotorCtrl4Pin GET\_PIN(A, 11)

voidMotorCtrlPinInit()

{

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl1Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl2Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl3Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl4Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_LOW);

}

前进:

voidMotorCtrlForward()

{

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_LOW);

}

后退:

voidMotorCtrlBack()

{

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_HIGH);

}

右转:

voidMotorCtrlRight()

{

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_LOW);

}

左转:

voidMotorCtrlLeft()

{

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_HIGH);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_HIGH);

}

停止:

voidMotorCtrlStop()

{

/*    rt\_pin\_mode(MotorCtrl1Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl2Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl3Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);

    rt\_pin\_mode(MotorCtrl4Pin, PIN\_MODE\_OUTPUT);*/

    rt\_pin\_write(MotorCtrl1Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl2Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl3Pin, PIN\_LOW);

    rt\_pin\_write(MotorCtrl4Pin, PIN\_LOW);

}

接下来就是OneNet下发指令进行控制啦,这也是为后面的重力感应遥控做铺垫,小飞哥在之前代码基础上做了一些修改,不需要再一条条发命令接入Onenet啦,上电就可以自动连接wifi,接入Onenet服务器啦,省了不少麻烦,哈哈,无需输入一条命令,就可以连接到Onenet服务器了。
image.png

设备已在线

image.png

然后在Onenet端做了一个无比丑陋的控制器。拿一个举例子,电机ON是发送控制命令,OFF发送停止命令,相信到这里,之前做过Onenet控制控制板载LED的童鞋已经知道怎么做啦,没错,LED控制函数中增加下车接收命令控制即可,完整函数内容,占篇幅,可以直接跳过,主要是给大家拷贝方便点。

image.png

/* onenetmqtt command response callback function */

staticvoidonenet\_cmd\_rsp\_cb(uint8\_t*recv\_data, size\_trecv\_size, uint8\_t**resp\_data, size\_t *resp\_size)

{

charres\_buf[] = { "cmd is received!\n" };

    LOG\_D("recv data is %.*s\n", recv\_size, recv\_data);

if(!strncmp((char*)recv\_data, "led0 on", 7)) //(strstr((char*)recv\_data, "led0 on"))

       {

           rt\_pin\_write(LED\_PIN, 0);

rt\_snprintf(res\_buf, sizeof(res\_buf), "led0 is on");

           rt\_kprintf("led0 is on\n");

       }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "led0 off", 8))//(strstr((char*)recv\_data, "led0 off"))

       {

           rt\_pin\_write(LED\_PIN, 1);

rt\_snprintf(res\_buf, sizeof(res\_buf), "led0 is off");

           rt\_kprintf("led0 is off\n");

       }

else

       {

//rt\_kprintf("ledcmd ERROR!\n");

       }

if(!strncmp((char*)recv\_data, "led1 on", 7))//(strstr((char*)recv\_data, "led1 on"))

       {

//rt\_pin\_write(LED1\_PIN, 0);

rt\_snprintf(res\_buf, sizeof(res\_buf), "led1 is on");

           rt\_kprintf("led1 is on\n");

       }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "led1 off", 8))//(strstr((char*)recv\_data, "led1 off"))

       {

//rt\_pin\_write(LED1\_PIN, 1);

rt\_snprintf(res\_buf, sizeof(res\_buf), "led1 is off");

           rt\_kprintf("led1 is off\n");

       }

else

       {

//rt\_kprintf("ledcmd ERROR!\n");

       }

if(!strncmp((char*)recv\_data, "forward", 7))//

    {

        MotorCtrlForward();

        rt\_kprintf("forward is on\n");

    }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "back", 4))//

    {

        MotorCtrlBack();

    }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "turnright", 9))//

    {

        MotorCtrlRight();

    }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "turnleft", 8))//

    {

        MotorCtrlLeft();

    }

elseif(!strncmp((char*)recv\_data, "stop", 4)){

        MotorCtrlStop();

    }

/* user have to malloc memory for response data */

    *resp\_data = (uint8\_t *) ONENET\_MALLOC(strlen(res\_buf));

strncpy((char*)*resp\_data, res\_buf, strlen(res\_buf));

*resp\_size = strlen(res\_buf);

}

实现效果:

image.png

视频演示效果:
image.png


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原文链接:https://mp.weixin.qq.com/s/P_htADeN1uf3JRf5e2l0wg
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小而美的物联网操作系统,经过14年的累积发展,RT-Thread 已经拥有一个国内最大的嵌入式开源社区,同时被广泛应用于能源、车载、医疗、消费电子等多个行业,累积装机量超过4亿台,成为国人自主开发、国内最成熟稳定和装机量最大的开源 RTOS。
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