基于ESP32的网络控制物联网机械臂

大家好，在这个项目中，我们将学习如何通过使用微控制器ESP32无线控制机器人手臂，该微控制器具有与WiFi网络连接的内置功能。我们将使用一个不需要任何互联网连接的网页来控制我们的机器人手臂运动。

我们将看到如何设计网页，并深入了解手臂的连接和工作。

对于业余爱好者，研究人员或行业专业人士来说，这是一个革命性和有趣的项目，该项目为机器人手臂的远程和自动控制提供了创新的解决方案，为各种应用开辟了新的可能性。

我们之前已经使用NodeMCU构建了许多机器人项目，包括基于物联网的机械臂。

组件的要求

•Esp32模块

•零PCB

•母针和公针

•跳线

•Micro-USB母插孔

获得3D打印机器人手臂和组装

组装机械臂是一个简单的过程，因为它完全是3D打印的小部件。只需要几个部件和简单的说明，整个手臂就可以很容易地组装起来。所需组件有：

3* MG995伺服(180度旋转)

不同尺寸的螺母和螺栓很少。

用于安装伺服器的螺丝和喇叭可以在伺服器套件中获得，其余部分可以通过螺母和螺栓轻松组装，您可以从供应商那里轻松获得整个机械臂套件。

装配过程需要稍微多一点的注意，以完美配合伺服的手臂与他们的正确旋转角度为180度。你可以参考博客和YouTube视频如何机电一体化使用链接。

在那里你会找到组装整只手臂的最简单的方法。此外，如果您希望从头开始设计，您将获得3d设计模型的STL文件的链接。

下面的图片给出了一个关于最终组装产品外观的想法。

基于ESP32的机械臂电路图

电路连接非常简单，只需将每个伺服+ve和-ve端子连接到电源。为了给我们的伺服器供电，我使用的是一个Micro-USB母连接器，它可以在5伏的电压下工作，并且能够为伺服器提供足够的电流。Micro-Usb插孔可以连接到任何USB通用适配器。

我们使用相同的外部电源为ESP32供电，其中+ve端接Vin， -ve端接ESP32的GND。

伺服的每个控制信号引脚连接到ESP32的数字PWM引脚。我们使用6台伺服，其中3台是MG995高扭矩伺服，其余3台是SG90伺服。我已经将信号引脚连接到电路板的14,27,26,25,33,32个数字引脚。您也可以使用其他引脚，但要确保它支持PWM(脉冲宽度调制)，并在代码中正确分配。

注意：不要直接从ESP32供电，这样做会导致损坏板。

通过使用公/母头分别连接微控制器板和跳线，而无需直接焊接，从而连接到穿孔板。此外，焊接时要小心短路。

在所有伺服器的设置和连接到控制器板之后，最终的RoboArm准备进行编程部分。

机械臂ESP32的编程

该程序使用Esp的WiFi功能与WiFi连接，通过WiFi连接，我们可以进一步使用我们的网页控制RoboArm。我们还将学习如何创建网页和控制手臂的所有运动。

为了确保程序的成功执行，我们首先包含必要的库：Servo.h和WiFi.h。servo .h库通过提供基于所需角度的适当PWM信号来控制伺服电机。

我们创建了Servo类的六个不同对象，每个对象都有一个唯一的名称，因为我们使用了六个不同的伺服器。

此外，我们定义了六个额外的变量来分配微控制器的控制引脚。在分配pin之前必须验证硬件连接，以避免不正确的伺服功能。

Wi-Fi证书是使用名为“ssid”和“password”的指针变量定义的。这些凭证对于建立与无线网络的成功连接是必要的。

接下来，将创建一个名为“server”的WiFiServer对象实例，并将HTTP端口号80作为参数传递。

此外，代码声明变量来存储滑块的位置，这将用于控制伺服电机。

在Setup()函数中，我们初始化波特率为115200的串行通信。然后，我们将每个伺服电机分别与Esp32板的数字PWM引脚相连。这设置了伺服电机和微控制器之间的通信，允许您控制伺服电机的位置。

我们通过提供SSID和Password作为参数，使用WiFi.begin()函数启动WiFi连接。连接成功后，它将在串行监视器上打印IP地址。因此，WiFi服务器开始使用server.begin()命令。

在Loop()函数内部，代码通过调用server.available()来监听传入的客户端连接。如果客户端连接，则创建一个名为“client”的WiFiClient对象来处理与该客户端的通信。

在if(客户端)块中，代码设置HTTP响应头并开始构造要发送给客户端的HTML网页。

HTML网页包括六组元素：标题(‘ h1 ‘)，位置显示(’ span ’)，范围输入(‘ input ‘)和两个按钮(’ button ’)。每台对应一台伺服电机。位置显示器显示伺服电机的当前位置，范围输入允许用户调整位置。按钮允许用户增加或减少5个单位的位置。

处理完客户机请求后，代码使用client.stop()断开客户机的连接，并在串行监视器上打印一条消息，表明客户机已断开连接。

基于网络控制的机械臂工作原理

承受两种类型伺服(MG995和SG90)的最大电压约为7.2伏。通过使用Micro-USB，您可以使用任何通用的5伏适配器，最小输出电流为2安培，足以为所有伺服器提供足够的功率。

1 .单板上电前检查外部+ve和-ve电源端子的排序。

此外，检查WiFi凭据SSID和密码，以建立与网络的成功连接。

通过选择正确的板和COM端口上传代码。在Arduino IDE中打开串口监视器，设置波特率为115200。如果成功地连接到网络，将打印IP地址。

通过在搜索栏中搜索IP地址，在Windows或Android的任何浏览器中都可以访问该IP地址。你会看到一个很吸引人的网页界面，上面有控制Arm的滑块和按钮。

注意：请确保浏览器设备也连接到相同的WiFi网络，否则不会打开任何页面。

现在，用户可以使用网页上的滑块和按钮来调整伺服位置，并且这些变化会反映在物理伺服电机上。

本文编译自iotdesignpro