Elektronika
ESP8266 RC - zdalne sterowanie modelem przez Wi-Fi - PCB do projektu AVT 3259
- Umożliwia sterowanie niewielkim modelem RC z telefonu przez Wi-Fi, z obsługą silnika DC, serwomechanizmu i monitorowania akumulatora. Wersja A zawiera płytkę PCB.
ESP8266 RC - płytka drukowana do zdalnego sterowania modelem przez Wi-Fi AVT3259
Płytka PCB do wykonania sterownika modelu RC obsługiwanego z telefonu przez sieć Wi-Fi.
Sterowanie modelem RC z telefonu
AVT3259 to projekt sterownika do niewielkiego modelu kołowego lub pływającego, sterowanego z telefonu z systemem Android. Układ wykorzystuje moduł ESP8266 D1 mini, który tworzy własną sieć Wi-Fi i odbiera dane z aplikacji emulującej nadajnik RC z dwoma joystickami.
Sterownik generuje sygnał dla serwomechanizmu oraz steruje silnikiem DC przez mostek H. Komunikacja odbywa się protokołem UDP, co zapewnia szybkie przesyłanie informacji o położeniu joysticków, a program zawiera mechanizm bezpieczeństwa zatrzymujący model po zaniku pakietów sterujących.
Karta techniczna
AVT3259
Sterownik modelu RC z modułem ESP8266, komunikacją Wi-Fi/UDP, sterowaniem silnikiem DC i wyjściem serwomechanizmu.
| Wersja | A - płytka PCB |
| Typ układu | sterownik modelu RC przez Wi-Fi |
| Moduł sterujący | ESP8266 D1 mini |
| Sterowanie użytkownika | aplikacja Android z dwoma wirtualnymi joystickami |
| Sieć Wi-Fi modułu | SoftAP „ESP8266 RC”, adres 192.168.2.1 |
| Komunikacja | UDP, port 12000, pakiety sterujące co 100 ms |
| Zabezpieczenie przy utracie sterowania | po ok. 150 ms bez nowego pakietu silnik jest wyłączany, a serwo ustawiane w położeniu środkowym |
| Sterowanie silnikiem | mostek H L293, mostki połączone równolegle dla większego prądu silnika |
| Wyjścia serwomechanizmów | J2 obsługiwane przez oprogramowanie; J3 wymaga własnej modyfikacji programu |
| Monitorowanie akumulatora | opcjonalny pomiar napięcia przez ADC i odcięcie napędu poniżej ustawionego progu |
| Zasilanie części sterującej | 5 V przez stabilizator LDO albo zewnętrzny moduł DC/DC |
| Oprogramowanie | aplikacja Android i szkic ESP8266 dostępne w paczce projektu |
| Płytka PCB | 55x55 mm |
Wersja A - płytka PCB i wykaz elementów
AVT3259 A - płytka PCB. Elementy elektroniczne, moduł ESP8266 D1 mini, złącza i elementy wykonawcze trzeba skompletować osobno.
| Rezystory | R1, R4 - 3,3kΩ SMD 1206; R2, R5, R8, R11 - 47kΩ SMD 1206; R3, R6 - 120Ω SMD 1206; R7 - 560kΩ lub 1MΩ SMD 1206; R9, R10 - 1kΩ SMD 1206 |
| Kondensatory | C1 - 470nF SMD 1206; C2, C5, C8, C9 - 100nF SMD 1206; C3, C4, C6, C7, C10 - 220...470µF/16V; Cx - 100nF na wyprowadzeniach silnika |
| Półprzewodniki | D1 - LED zielona SMD 1206; D2 - LED czerwona SMD 1206; D3-D6 - 1N5819; Q1, Q2 - PMBT2907A/MMBT2907A SOT-23 |
| Układy scalone i moduły | U1 - LM2940CT-5.0; U2 - ESP8266 D1 mini; U3 - 74HCT125; U4 - L293 |
| Złącza i zabezpieczenia | J1, J2, J3 - listwa goldpin łamana, raster 2,54 mm; F1 - bezpiecznik polimerowy 3...5 A; socket goldpin precyzyjny dla ESP8266 D1 mini |
Notes
Uruchomienie wymaga wgrania szkicu do modułu ESP8266 D1 mini w środowisku Arduino IDE. Dokumentacja podaje konfigurację dla płytki LOLIN(WEMOS) D1 R2 & mini, CPU Frequency 160 MHz oraz Upload speed 115200.
Zakres ruchu serwa, trym położenia neutralnego, rewers, minimalne i maksymalne PWM silnika oraz próg monitorowania akumulatora ustawia się w pliku konfiguracja.h dołączonym do projektu.
Przy silniku należy zamontować kondensator ceramiczny 100 nF bezpośrednio na jego wyprowadzeniach, aby ograniczyć zakłócenia od komutatora. W praktyce warto także zadbać o krótkie przewody zasilające i dobre filtrowanie przy module ESP8266.
Jeśli stabilizator 5 V lub mostek H nagrzewa się podczas pracy, należy zastosować radiator albo modelarski moduł przetwornicy DC/DC. Akumulator powinien mieć wydajność prądową co najmniej około 300 mA plus maksymalny prąd silnika.
Uwaga: bezpiecznik polimerowy F1 należy dobrać do prądu silnika, ponieważ zabezpiecza przede wszystkim akumulator przed skutkami zwarcia. Zbyt mała wydajność prądowa akumulatora, brak filtracji silnika lub przeciążenie mostka H mogą powodować reset modułu Wi-Fi, utratę sterowania albo uszkodzenie układu wykonawczego.
Najczęściej zadawane pytania
W sterowaniu modelem ważniejsza jest mała zwłoka niż gwarancja dostarczenia każdego pakietu. Aplikacja wysyła nowe położenia joysticków co 100 ms, więc utrata pojedynczego pakietu jest mniej istotna niż opóźnienia typowe dla retransmisji TCP.
Jeżeli przez około 150 ms nie zostanie odebrany nowy pakiet, program wyłącza silnik i ustawia serwomechanizm w położeniu środkowym. To zabezpieczenie ogranicza ryzyko niekontrolowanej jazdy po zaniku komunikacji.
R7 rozszerza zakres pomiarowy wejścia ADC ESP8266. Dla zakresu do około 8,8 V dokumentacja przewiduje 560 kΩ, a dla zakresu do około 13,2 V - 1 MΩ. Po wyborze wariantu trzeba ustawić odpowiednią definicję w konfiguracja.h i skalibrować ADC.
Pojedynczy mostek L293 może dostarczyć około 1 A, z krótkimi impulsami do 2 A. Połączenie równoległe zwiększa dostępny prąd dla silnika, ale dokumentacja zaleca zachowanie marginesu i nieobciążanie układu stale prądem większym niż około 1,5...1,7 A.
W pliku konfiguracja.h trzeba dobrać zakres i trym serwa, ewentualny rewers, minimalne i maksymalne PWM silnika, martwą strefę joysticka oraz opcjonalny próg odcięcia akumulatora. Bez tej kalibracji model może skręcać w neutralnym położeniu, ruszać zbyt gwałtownie albo nie reagować na małe ruchy joysticka.
