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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

人工智能
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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