Archiv der Kategorie: Roboter Hardware

NodeMCU V2 Motorplatine

Für den NodeMCU V2 gibt es ein Erweiterungsplatine mit Motortreiber. Mit ihr können zwei kleine Motoren (bis 1,2 Ampere) über eine Motorbrücke L293DD angesteuert werden.  Auch der Anschluss eines Schrittmotors ist möglich.

Sie bietet weiterhin zwei getrennte Anschlüsse für die Stromversorgung der Platine und die der Motoren. Die meisten Pins des ESP sind mit einem zusätzlichen Masse/Strom Pin herausgeführt, was den Anschluss von Peripherie erleichtert.

Die Pins D1, D2, D3, and D4 sind von der Motorbrücke belegt.

Daten

Stromversorgung: 4,5V bis 9 V
Motorspannung: 4,5V – 36V
Maximaler Motor Strom: 1,2 A

Ansicht

Frontansicht

Rückansicht

Anschlüsse

Pin-Belegung

Mit den Pins D1 -D4 können die Motoren angesteuert werden weitere Belegungen können der Tabelle unten entnommen werden.

Programmierung

Der Versuchsaufbau gestaltet sich simpel. Den ESP8266 aufs Board stecken, zwei Motoren an die entsprechenden Kontakte anschliessen und das Beispielprogramm unten, auf den ESP laden.

Bibliothek

… habe nach kurzer Suche keine gefunden, für jeden Tip bin ich dankbar.

Eigenes Testprogramm

Hier ein simpler Test. Er lässt beide Mortoren vorwärts drehen, rückwärts drehen und stoppen.

ESP8266MCUV2Motorplatine

Eigene Lib

Werde mir wohl in naher Zukunft mal eine Klasse schreiben, welche alle Funktionen kapselt.

 

Quellen

https://cdn.hackaday.io/files/8856378895104/user-mannual-for-esp-12e-motor-shield.pdf

http://www.instructables.com/id/Motorize-IoT-With-ESP8266/

ESP8266: NodeMCU Motor Shield Review

SSD1306 Monochrom OLED 128×64 I2C

Ich habe mir zwei fast baugleiche 128×64 Displays gekauft um diese zu testen. Diese werden über den Wire (I2C) Bus angesteuert. Es gibt aber auch Varianten für den SPI Bus, die hier aber nicht behandelt werden.

Die beiden Displays haben auf den ersten Blick nur zwei offensichtliche Unterschiede. Erstens sie haben unterschiedlich große Bohrlöcher und zweitens bei ihnen ist VCC und GND vertauscht. Also aufpassen beim anschliessen eines ähnlichen displays, sonst raucht’s.
Als ich sie das erstes Mal leuchteten sah, fiel mir noch auf, dass das eine Display blaue Schrift hat und das andere weiße. Wenn man den schnellen Ali fragt, findet man noch weitere Variationen.

Versuchsaufbau

Zuerst habe ich mal einen Testaufbau mit einem NodeMCU V3 gesteckt. Die Spannungsversorgung hole ich mir vom Node. Die Kommunikation habe ich an die Pins D5 und D6 angeschlossen. Die Schaltung sieht wie folgt aus:

Bibliothek

Da ich andere Pins für den Wirebus verwende als die standard Arduino und ich feststellen musste, dass in der entsprechenden Adaruit Libray zum einen der Wirebus hardcodiert ist und zum anderen diese für Displays mit Resetanschluss gedacht ist. Habe ich mich, ohne weiter zu forschen für die ThingPulse Biliothek entschieden. Diese kann entweder über GIT herunter geladen werden oder über den LibraryManager in der Arduino Gui installiert werden.

Nach SSD suchen und die von Daniel Eichorn auswählen.

Programmierung

Beispielprogram

Als Testprogramm nutze ich mir die Uhr aus dem Beispielen.

Noch die richigen Pins eingetragen, hier ist der Code:

ESP8266_SSD1306ClockDemo

Kompiliert und den ESP programmiert und so sah es aus.

Die Genaue Uhr

Damit die Uhr auch stimmt habe ich kurzer Hand nocht die NTP Server abfrage eingebaut.

ESP8266_SSD1306ClockDemoNTP

ein Bild erübrigt sich, da sich hieran nichts geändert hat.

Nachtrag 27.06.2018: Ich habe einige fertige NTP Clients gefunden, ihre Verwendung ist wahrscheinlich leichter als als meine kleinst Entwicklung aus zusammen gestückelten Quellen.

https://github.com/aharshac/EasyNTPClient

https://github.com/gmag11/NtpClient

Weitere Projekte

NodeMCU V3 mit Oled Display aufmotzen

Quellen

 

 

NodeMCU V3 mit Oled Display aufmotzen

Ich hatte noch zwei Oled display von einem Test da, und überlegt was ich damit machen könnte.

Da ich in letzter Zeit mit Knoten mit integriertem Display experimentiert habe. Hatte ich vor meine alten ESP8266 NodeMCU  V3 etwas zu pimpen.

Den Weg hierzu möchte ich hier kurz umreissen, bei Fragen nicht zögern und einen Kommentar einstellen.

Display Umbau

Die Pins der Displays habe ich ausgelötet und durch Kabel ersetzt. Dies ging leider nicht ohne kleinere Kerben.

Befestigung auf dem ESP

Das Display wollte ich per Abstandshalter direkt auf dem NodeMCU befestigen. Leider stimmten die Lochabstände nicht ganz und so habe ich sie geschraublötet.

Verbindung zum Node

Die Kabel des Displays habe ich auf der rechten Seite an die Pins 3V, G , D5, D6 gelötet (Siehe auch vorheriges Bilde). Bei der Gelegenheit habe ich auchg gleich noch ein Anschlusskabel für einen LIPO Akku angelötet. Den LIPO kann man zwar auch direkt auf die Pins des Knotens stecken, aber man muss immer auf die Polung achten. Ausserdem kann man dann den Knoten nicht mehr gerade hin legen.

Ergebnis

Hier die beiden Knoten im Vergleich, auch gut zu sehen die getauschten Anschlüsse der Spannungsversorgung.

Da einer der beiden Knoten kaputt gegangen ist. (Eines meiner Kinder hat ihn von der Couch geworfen…) Habe ich noch eine Horizontale Variante, mit dem wieder frei gewordenen Display, erstellt. Der Vorteil dieser Variante ist, dass so die Löcher am Display genau mit denen des NodeMCU übereinstimmen. Die Rückseite des Displays und den ESP8266 habe ich vorher mit Klebeband isoliert, da ich annehme, dass nicht der Sturz von der Couch sondern eher ein Kurzschluss, der damit einherging den alten Node in die ewigen Jagtgründe geschickt hat.

Programmierung

Die Programmierung des Knotens, kann dem Vorgängerprojekt entnommen werden.

SSD1306 Monochrom OLED 128×64 I2C

Fazit

Ich habe jetzt zwei ESP8266 MCU Nodes V3 mit Display 😉

Zwei kleinere Displays warten noch darau auf einen Knoten geschraublötet zu werden. Der Beitrag hierzu folgt demnächst. Wobei ich mir noch nicht ganz einig bin ob ich hierfür den MCU Node V3 oder den kleineren V2 nehme.

GY-302 mit Sensor BH1750

Der BH1750 ist ein Sensor zur Lichtstärkenmessung. Ich verwende den Sensor nicht diskret sondern auf dem Board GY-302. Es wird über den I2c (Wire) Bus angesteuert. Da das GY-302 Board mit 5V betrieben wird, ist es zur Ansteuerung über den Ardunio Uno geeignet.

Ansicht

 

Daten

NameGY-302 mit Sensor BH1750
SensortypLuxmeter (Lichtstärkemessung)
Betriebsspannung5V
Sensorspannung 1,8-3,6V
BusI2c ( 0x23 / 0x5C )
Genauigkeit1 Lux
Messbereiche1 - 65535 Lux

Schaltung

Die Schaltung ist ähnlich (siehe Skizze) wie bei anderen GY Boards. Das GY-302 bietet zusätzlich die Möglichkeit zwischen zwei Bus-Adressen zu wählen. Dies ermöglicht es 2 Chips der gleichen Art am selben Bus zu betreiben. Standardeinstellung ist Masse oder einfach unbeschaltet lassen.

 

Anschluss

GND Masse
ADDR I2c Adresse Masse = 0x23 / + 5v = 0x5C
SDA I2C SDA
SCL I2C SCL
VCC 5 V

Einsatzzwecke

  • Steuerung von Jalousien oder Rollos
  • Findung der hellsten Stelle
  • Lichtmessung im Büro
  • Zeitsteuerung nach Sonnenauf/untergang

Programmierung

Bibliothek

Im Github gibts eine Bibliothek, welche den Sensor ansteuern kann.
Diese habe ich für meine Tests verwendet. Der Eintrag im Git hat auch eine detaillierte Beschreibung zu Verkabelung und Verwendung.

https://github.com/claws/BH1750

Die Bibliothek als Zip-Datei herunterladen und über den Bibliotheksmanager installieren.

 

Testprogramm

Bei der Bibliothek sind 3 Testprogramme enthalten, ich habe mich für BH1750test.ino entschieden.

Per Beispielmenü auswählen, kompilieren und den Uno programmieren.

Ausgabe

Die Ausagbe ist schlicht und zeigt den aktuell gemessenen Lux Wert.

Leider kann ich mangels Referenzwert nicht vergleichen wie genau die Messungen sind.

Probleme

Generelle I2c Probleme

http://fambach.net/uno-wire-scannen/

Quellen

https://github.com/claws/BH1750

https://www.mysensors.org/build/light-bh1750

http://www.mouser.com/ds/2/348/bh1750fvi-e-186247.pdf

GY-68 mit Sensor BMP85/BMP180

Der Bosch BMP85 ist ein barometrischer Sensor.  Er kann den Luftdruck und die Temperatur messen, um daraus die aktuelle Höhe über 0 zu berechnen.  Der BMP85 wird nicht mehr hergestellt und wurde durch den BMP180 abgelöst. Der BMP180 ist von der Bauform kleiner aber ansonsten fast baugleich mit seinem Vorgänger.  Unterschiede können den gelinkten Datenblättern entnommen werden.  Bei den Kerndaten habe ich bis auf den höheren Stromverbauch beim BMP180 keine Unterschiede feststellen können. (Datenblätter BMP85 / BMP180)
Der Sensor kann mit 1,8v bis 3,6V betrieben werden. Da der Arduino einen 5V I2c Bus hat empfiehlt es sich ein Sensorboard wie das GY-68 zu verwenden.

Ansicht

Daten

NameGY-68 mit Sensor BMP85/180
SensortypBarometer
Thermometer
Betriebsspannung5V
Sensorspannung 1,8-3,6V
BusI2c
Genauigkeit0,01 hPa
0,1°C
Messbereiche300hPa bis 1100 hPa
0°C bis +65°C

Schaltung

Anschluss

GND Masse
SDA I2C SDA
SCL I2C SCL
Vin 5 V

 

Einsatzzwecke

  • Bestimmung der Höhe über 0
  • Ausgleich/Vergleich von Aussen- und Innendruck
  • Warnung vor Überdruck
  • Erhöhung der Genauigkeit bei GPS

Programmierung

Bibliothek

Es gibt von Adafruit zwei Treiber-Bibliotheken. Eine ältere und die neue „Unified“. Beide leisten das Gleiche. Die „Unified“ folgt den Adafruit Programmierrichtlinien für Sensoren und ist somit bei einem Sensorwechsel leichter austauschbar.

Testprogramm

Das Beispielprogramm ist  in der Bibliothek enthalten. Diese habe ich für meine ersten Test verwendet.

Ausgabe

Die Ausgabe sieht erstmal OK aus. Mangels Vergleichswerten konnte ich diese, bis auf die Temperatur, nicht auf ihre Genauigkeit überprüfen. Die Temperatur war rund 2 Grad zu hoch.

Probleme

Generelle I2c Probleme

http://fambach.net/uno-wire-scannen/

Quellen

https://github.com/adafruit/Adafruit-BMP085-Library

https://github.com/adafruit/Adafruit_BMP085_Unified

Uno – Wire Scannen

Der I2c oder auch 2 Wire Bus genannt, arbeitet mit zwei Kabeln und  theoretisch mit einer Geschwindigkeit von bis zu 5 Mbit/s. Für den Hobbybedarf mit Freiluftverkabelung sind es wahrscheinlich eher weniger.

Der Uno hat den Wire-Anschluss am analogen Ausgang 4 und 5. Zum Testen habe ich ein GY-68 Barometer angeschlossen welches auf Port 0x77 des I2C Busses arbeitet.

Schaltung

Programm

Das folgende Testprogramm habe ich mir aus einigen Beispielen zusammen „gesucht“. Es dient dazu, einfach mal zu schauen ob die aufgebaute Schaltung auch richtig verdrahtet ist.
Das Porgram geht alle Adressen des I2C Busses durch und klopft mal beim Empfänger an. Antwortet dieser, wird der Port und am Schluss die Anzahl der gefundenen Teilnehmer angezeigt.

Quellocode

ScanWiree.ino

Ausgabe

Probleme

Das Wire Modul antwortet nicht

Einfach mal SDA und SDC vertauschen.

Sollte das Problem immer noch bestehen, mal veruschen Pullup Widerstände in die Schaltung einzubauen. Der Uno hat allerdings schon Pullups, sollte also eigentlich nicht nötig sein.

Quellen

https://de.wikipedia.org/wiki/I%C2%B2C

https://www.mikrocontroller.net/topic/88806

https://playground.arduino.cc/Main/I2cScanner

https://gist.github.com/tfeldmann/5411375

Arduino Motor Platine V1

Die Motorplatine ist perfekt für kleine Roboter-Projekte geeignet, bei denen 2 bis 4 Antriebsmotoren verwendet werden.

Zusätzlich bietet sie Anschlüsse für zwei Servos und die analogen Ports und mit ihnen auch der I2C Bus, sind durchgeschleift.

Überblick

Hier die wichtigsten Daten im Überblick:

  • 2 Servoanschlüsse
  • 2 Motorbrücken
  • 1 Schieberegistert
  • 1 Resetschalter
  • 1 Externer Spannungsanschluss
  • 1 Power LED
  • Jumper – zur Unterbrechung der Boardspannung

Ansicht

Beschaltung

Einsatz

  • Zwei-Achs-Plotter
  • 2 oder 4 Rad-Roboter
  • Pan/Tilt Stativ

Motorbrücken

Mit Hilfe der Motorbrücken können 4 Gleichstrommotoren oder 2  Schrittmotoren (mit 4 Leitungen) betrieben werden. Die L293D Motorbrücken können Motoren bis zu einem Strom vom 600mA versorgen. (Kurzzeitig bis zu 1,2 A). Wird ein höherer Strom benötigt können weitere L293D IC’s huckepack auf die vorhandenen aufgelötet und parallel betrieben werden.

Das Schieberegister, ermöglicht es mit nur 3 Pins des Arduinos die Drehrichtungen der Motoren zu bestimmen.

(evtl. mal einen Beitrag zum Scheiberegister einfügen…).

Für die Ansteuerung der Motoren gibt es unteranderem eine Bibliothek von Adarfruit. Diese kann über Git oder die Arduino GUI herunter geladen werden (siehe unten).

https://github.com/adafruit/Adafruit-Motor-Shield-library/zipball/master

Die Motorbrücken belegen die folgenden Pins am Arduino:

  • Pin 11 Motor 1 – Geschwindigkeit
  • Pin   3  Motor 2 – Geschwindigkeit
  • Pin   5  Motor 3 – Geschwindigkeit
  • Pin   6  Motor 4 – Geschwindigkeit
  • Pin   4, 7, 8, 12 Richtungsvorgabe für alle Motoren über 74HC595 Register.

Servoanschlüsse

Das Bord verfügt über zwei Steckplätze für Standardservos. Jeder Steckplatz hat drei Pins jeweils einen für Strom, Masse und den Steuereingang.

Die Steuereingänge belegen die folgenden Pins am Arduino:

  • Pin 9    – Servo 1
  • Pin 10 – Servo 2

Externe Spannungsversorgung

Hier können von 4.5V bis zu 25V an Schraubklemmen angelegt werden. Bitte auf die Polung achten sonst rauchts …

Kompatibilität

Der Shield kann mit folgenden Boards verwendet werden.

Arduino Uno

Arduino Uno

Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

Uno + WiFi

Bedingt kompatibel, es wird eine externe Spannungquelle benötigt um mehr als einen Servo zu betreiben.

Arduino Uno + WiFi

Software

Bibliothek installieren

Ich habe mir die Bibliothek über GitHub herunter geladen und sie manuell installiert. Über die Arduino GUI geht es etwas einfacher.

Bibliotheksmanger aufrufen:

Nach „motor“ suchen und die „Adafruit Motor Shield Library“ in der letzten Version installieren.  Aufgepasst es gibt eine „Adafruit Motor Shield V2“ diese kann leider nicht für die V1 Platine verwendet werden. (Motorplatine V2).

Servos ansteuern

Im Grunde werden die Servos ganz normal über die Arduino Bibliothek angesprochen. Wichtig für die Motorplatine ist nur, dass hier die Servos an Port 9 und 10 angeschlossen sind.

Meine Billigservos, harkeln einwenig an den Endpunkten, diese könnte man noch ausschliessen indem man die Konstanten min und max anpasst.

Über den Faktor kann die Schrittgröße bestimmt werden und über wait die wartezeit zwischen den einzelnen Schritten.

#include  // inlcude library for servos

// init servos 
#define SERVO_PIN_1 9
#define SERVO_PIN_2 10
Servo servo1;
Servo servo2;

void setup() {

  // initialize serial port
  Serial.begin(9600);
  
  // leonardo workaround waiting for serial port to be ok
  while(!Serial)delay(1);

  // init servos
  Serial.print("Init Servos .");
  servo1.attach(SERVO_PIN_1); Serial.print(".");
  servo2.attach(SERVO_PIN_2); Serial.println(".");
}

const int min = 0, max = 255;
int  cur = 0, factor = 1, wait = 10;

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly:
  if(cur <= min){ // change to positive direction
    cur = 0; factor *= -1;
    Serial.println("Start positive direction");
  }else if( cur >= 255){ // change to negative direction
    cur = 255; factor *= -1;
    Serial.println("Start negative direction");
  } 

  Serial.print(".");
  servo1.write(cur);
  servo2.write(cur);
  
  cur += factor;
  delay(wait);
}

ServoTest.ino

Motoren Ansteuern

Für einen ersten Test habe ich das vorhandene Beispielprogramm verwendet.

Einfach auswählen, kopilieren und schon läuft Motor 1.

Um alle 4 Motoren zu testen, was nützlich erscheint um die Drehrichtungen (Polung) zu überprüfen, habe ich die Datei wie folgt angepasst.

MotorTest2.ino

Die Ausgabe sollte dann wie folgt aussehen.

Quellen

https://playground.arduino.cc/Main/AdafruitMotorShield

https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield/library-install

https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield

https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield/faq

 

Motorbrücken

Die Ausgänge von Mircrocontroller sind meist nur mit wenigen milli Ampere Strom belastbar. Dies reicht zur Ansteuerung einer LED aus ,ist aber für Motoren und andere Bauteile die mehr Leistung benötigen, nicht ausreichend.

Weiterhin ermöglicht die Motorbrücke eine Erhöhung der Betriebspannung, so können an Microcontrollern die mit 3.3V oder 5V betrieben werden, auch Motoren mit einer Spannung von beispielsweise 12V angeschlossen werden.

Unter folgenden Link ist die Funktion der Motorbrücke sehr gut beschieben, weswegen ich hier auf eine erneute Beschreibung verzichte.

http://www.asurowiki.de/pmwiki/pmwiki.php/Main/Motorbruecke

Schaltung

http://www.asurowiki.de/pmwiki/pmwiki.php/Main/Motorbruecke Copyright GNU FDL

Ansicht

Einfache Motorbrücke für zwei Motoren

Motorbrücken zum Aufstecken auf den Arduino UNO. Hat Ausgänge für 4 Motoren oder 2 vierpolige Schnrittmotoren.

Link zum Artikel

Weitere Bilder folgend …

Quellen

http://www.asurowiki.de/pmwiki/pmwiki.php

https://de.wikipedia.org/wiki/ASURO

 

Arduiono Motor Platine V2

Die Motorplatine V2 ist eingetroffen. Ich habe gleich mal das Testprogramm der V1 angepasst und die Platine auf den Wemos Uno gesteckt, um zu sehen ob die Beiden zusammen harmonieren.

Die Ansteuerung der Servos funktioniert auf dem Wemos nicht, da die Pins für die serielle Schnittstelle verwendet werden.

Überblick

Hier die wichtigsten Daten im Überblick:

  • 2 Motorbrücken
  • (2 Servoanschlüsse)
  • 1 Wire (I2c) ansteuerung für die Motoren
  • 1 Externer Spannungsanschluss
  • 1 Power LED
  • Jumper – zur Unterbrechung der Boardspannung
  • Platz für zusätzliche Schaltungen
  • Möglichkeit eine weitere Platine aufzustecken

Ansicht

 

 

Beschaltung

Kompatibilität

Die Platine kann mit folgenden Boards verwendet werden.

Arduino Uno

Arduino Uno

Arduino Leonardo

Arduino Leonardo

Wemos d1 d2 esp8266

Da die Platine über den I2c Bus betrieben funktioniert sie auch mit dem WeMos. Allerdings gibt es die bekannten Einschränkungen bei den Analogen Ports, hier ist nur einer durchgeführt.

WeMos D1 R2 ESP8266

Software

Bibliothek installieren

Installation über die Ardurino GUI.

Bibliotheksmanger aufrufen:

Nach „motor“ suchen und die „Adafruit Motor Shield Library V2“ in der letzten Version installieren. In meinem Fall ist das die 1.0.5.

Achtung es gibt auch eine Biliothek „Adafruit Motor Shield Library“  diese ist für die alte Version des Boards.

Servos ansteuern

Die Ansteuerung der Servos funktioniert auf dem ESPClone nicht, da die Pins für die Serielle Schnittstelle mit verwendet werden. Für die anderen Boards ist sie gleich zur V1 Platine.

Motoren Ansteuern

Ich habe einfach das Testprogramm des V2 Boards angepasst. Weitere Erleuterungen findet ihr hier.

MotorSchieldV2Test.ino

Quellen

https://learn.adafruit.com/adafruit-motor-shield-v2-for-arduino/overview

https://github.com/adafruit/Adafruit_Motor_Shield_V2_Library

https://store.arduino.cc/adafruit-motor-stepper-servo-shield-v2-3

DHT10 mit ESP8266

Ansteuerung eines DHT10 Sensors über den ESP8266

Grundlagen

Feuchtigkeitsmesser DHT11

Aufbau

Testprogramm

#include "DHT.h" //DHT Bibliothek laden

#define DHTPIN 5        // Pin auf dem ESP8266
#define DHTTYPE DHT11   // Typ des Sensors

DHT dht(DHTPIN, DHTTYPE); // Eine Instanz des Sensors erstellen

void setup() {
  Serial.begin(9600); 
  dht.begin(); //DHT11 Sensor starten
}

void loop() {
  
  delay(2000); //Zwei Sekunden Vorlaufzeit bis zur Messung (der Sensor ist etwas träge)

  float wett = dht.readHumidity(); //die Luftfeuchtigkeit auslesen
  float temp = dht.readTemperature();//die Temperatur auslesen 
  Serial.print("Luftfeuchtigkeit: "); //Im seriellen Monitor den Text und 
  Serial.print(wett); //die Dazugehörigen Werte anzeigen
  Serial.print(" % \t");
  Serial.print("Temperatur: ");
  Serial.print(temp);
  Serial.println(" Grad Celsius");

}

Output