使用NodeMCU的基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)械臂

自1962年問世以來，機(jī)械臂一直被各行業(yè)用于執(zhí)行復(fù)雜而繁瑣的工作。從裝配線到噴漆車間，這些機(jī)械臂廣泛應(yīng)用于汽車制造業(yè)。最近，隨著技術(shù)的進(jìn)步和物聯(lián)網(wǎng)(IoT)的出現(xiàn)，機(jī)器人手臂也開始在醫(yī)療應(yīng)用中投入使用，醫(yī)生可以通過無線控制機(jī)器人手臂進(jìn)行遠(yuǎn)程手術(shù)。在這個(gè)項(xiàng)目中，我們將使用NodeMCU構(gòu)建一個(gè)基于物聯(lián)網(wǎng)的無線機(jī)械臂。

3D打印機(jī)器人手臂的位置可以通過一個(gè)名為Blynk的應(yīng)用程序在任何支持互聯(lián)網(wǎng)的智能手機(jī)上進(jìn)行控制，該應(yīng)用程序?qū)ndroid和IOS用戶都是免費(fèi)的。我們以前使用Blynk與NodeMCU和樹莓派來控制GPIO連接的設(shè)備。

3D打印你的機(jī)械手臂

如前所述，在這個(gè)項(xiàng)目中使用的機(jī)械臂是3D打印的，如果你沒有打印機(jī)，你可以使用任何機(jī)械臂或用硬紙板制作一個(gè)粗糙的機(jī)械臂。3D打印機(jī)械臂的設(shè)計(jì)來自Thingiverse的這個(gè)鏈接。這個(gè)鏈接也有完整的詳細(xì)視頻顯示制作和組裝這個(gè)3D打印機(jī)械臂的過程。

這是我用4臺(tái)Towerpro SG90伺服電機(jī)組裝后的3D打印機(jī)械臂的圖像。我只是簡單地用螺母和螺栓來組裝完整的機(jī)械臂。所有的信息都可以在thingiverse上找到。

機(jī)器人手臂Blynk應(yīng)用程序的搭建

Blynk是一個(gè)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，允許我們快速構(gòu)建項(xiàng)目來控制和監(jiān)控使用Android和iOS設(shè)備的數(shù)據(jù)。我們可以創(chuàng)建項(xiàng)目儀表板，并添加按鈕、顯示器、滑塊等控件，用于控制微控制器和其他外圍設(shè)備。使用這些小部件，我們可以控制設(shè)備，并可以監(jiān)控手機(jī)屏幕上的傳感器數(shù)據(jù)。按照以下步驟安裝Blynk并創(chuàng)建用于機(jī)械臂控制的儀表板。

1. 在您的手機(jī)上安裝b谷歌Play Store中的blynk應(yīng)用程序。

2. 接下來，使用電子郵件id注冊Blynk應(yīng)用程序。

3. 注冊后登錄Blynk應(yīng)用程序。

4. 登錄后，單擊New Project。

5. 根據(jù)要求給出下一個(gè)項(xiàng)目名稱，我們使用的板是“NodeMCU”，連接類型是“WiFi”。

6. 然后單擊Create。并且一個(gè)認(rèn)證令牌代碼會(huì)發(fā)送到您的郵件ID。

7. 復(fù)制授權(quán)令牌代碼發(fā)送到您的郵件ID，我們將在我們的NodeMCU編碼中使用它。

8. 接下來，我們必須通過在小部件框中添加小部件來創(chuàng)建我們自己的機(jī)器人手臂控制應(yīng)用程序。由于我們有四個(gè)伺服電機(jī)控制，我增加了四個(gè)滑塊。

9. 添加滑塊后。你可以改變每個(gè)滑塊的名稱和滑塊值，然后是滑塊設(shè)置。

這里我設(shè)置了

滑塊1作為夾持器，設(shè)置為輸出V0從0到180。

滑塊2為左/右，設(shè)置為輸出V1從0到180。

滑塊3為UP/DOWN，設(shè)置為OUTPUT V2從0到90。

滑塊4為正向/反向，設(shè)置為OUTPUT V3從0到60。

對于所有滑塊，我已經(jīng)關(guān)閉了SEND ON RELEASE。這樣我們就可以在兩個(gè)值之間保持100ms的寫延遲。

10. 在用上述設(shè)置添加了所有的滑塊之后，應(yīng)用程序看起來是這樣的。之后，您可以通過單擊Play按鈕來運(yùn)行應(yīng)用程序。

11. 現(xiàn)在我們的應(yīng)用程序已經(jīng)準(zhǔn)備好了。下一步是進(jìn)行電路連接并將代碼上傳到NodeMCU。之后，我們可以使用Blynk應(yīng)用程序控制我們的機(jī)器人手臂。

組件的要求

?NodeMCU ESP8266

?伺服電機(jī)- 4

?機(jī)械手臂

?5V 1A直流電源適配器

?電路試驗(yàn)板

?連接電線

線路圖

如上所示，我們總共需要4個(gè)伺服電機(jī)來操作我們的機(jī)械臂，因?yàn)檫@些電機(jī)不消耗太多的功率，它們是由1A適配器的5V直流電源直接驅(qū)動(dòng)的。我已經(jīng)使用面包板使上述連接;一旦連接完成，我的設(shè)置看起來像這樣。

電路連接:

基于物聯(lián)網(wǎng)的機(jī)械臂的工作原理

這個(gè)項(xiàng)目的工作非常簡單，我們只是通過互聯(lián)網(wǎng)從一個(gè)應(yīng)用程序控制機(jī)器人手臂的四個(gè)伺服電機(jī)。NodeMCU有一個(gè)內(nèi)置的ESP8266 Wi-Fi模塊，因此我們可以將NodeMCU連接到互聯(lián)網(wǎng)。接下來，在移動(dòng)設(shè)備中使用Blynk應(yīng)用程序，我們創(chuàng)建了一個(gè)應(yīng)用程序，通過互聯(lián)網(wǎng)發(fā)送值，以控制與NodeMCU連接的四伺服電機(jī)的PWM值。

在Blynk應(yīng)用程序中使用了四個(gè)滑塊。伺服電機(jī)由用戶根據(jù)滑塊的運(yùn)動(dòng)來控制。

為Arduino IDE設(shè)置Blynk和NodeMCU (ESP8266)庫

這個(gè)物聯(lián)網(wǎng)機(jī)械臂項(xiàng)目的編碼非常簡單，在文章末尾給出了完整的代碼和工作視頻。首先，我們需要Arduino IDE的Blynk庫。按照下面的鏈接手動(dòng)下載和設(shè)置。

1. 從這里的GitHub鏈接下載Blynk庫。

2. 之后安裝Blynk Library for Arduino請點(diǎn)擊這里的鏈接。

因此，在為Arduino IDE設(shè)置Blynk庫之后。其次，我們需要Arduino IDE的NodeMCU庫。

要用Arduino IDE編程N(yùn)odeMCU，請進(jìn)入File - > preferences - >Settings。

在“附加板管理器URL”字段中輸入，然后單擊“確定”。

現(xiàn)在轉(zhuǎn)到Tools > Board > Boards Manager。

在板管理器窗口中，在搜索框中輸入esp， esp8266將在下面列出?，F(xiàn)在選擇最新版本的板并點(diǎn)擊安裝。

安裝完成后，進(jìn)入Tools >Board >，選擇“NodeMCU 1.0(ESP-12E Module)”?，F(xiàn)在您可以使用Arduino IDE對NodeMCU進(jìn)行編程。

編碼的解釋

安裝Blynk和NodeMCU (ESP8266)的庫后。在本教程的末尾給出了完整的代碼。代碼通過microrousb線纜上傳到NodeMCU?，F(xiàn)在，讓我們詳細(xì)了解如何為這個(gè)項(xiàng)目編碼。

1. 首先包括必要的庫

對于ESP8266 (NodeMCU)：

使用Blynk：

伺服電機(jī)使用：

2. 接下來，通過郵件收到Blynk認(rèn)證碼，并根據(jù)以下給出的代碼輸入Wifi用戶名(ssid)和密碼。

3. 在這個(gè)項(xiàng)目中，我們使用了四個(gè)伺服電機(jī)和機(jī)械臂，所以我們創(chuàng)建了四個(gè)帶有伺服類的物體。

4. 接下來，在void setup()函數(shù)中，我們通過提供具有Auth令牌的Wi-Fi用戶名和密碼來初始化設(shè)備，并開始串行通信。

還初始化與NodeMCU連接的伺服電機(jī)PWM引腳，使用引腳D0，D1,D2,D3。

5. 然后根據(jù)從Blynk應(yīng)用程序接收到的值控制伺服電機(jī)的位置。這里的虛擬引腳V0， V1, V2， V3用于從Blynk應(yīng)用程序獲取輸入值，并將PWM值寫入相應(yīng)的伺服電機(jī)。

6. 循環(huán)運(yùn)行Blynk函數(shù)

這就是使用Blynk應(yīng)用程序遠(yuǎn)程構(gòu)建和控制物聯(lián)網(wǎng)機(jī)械臂的方式。

本文編譯自iotdesignpro