網頁最後修改時間：2022/03/17

兩輪小車的驅動與控制網路上應該有不少的資料可以參考 ? 既然如此，又寫一次有什麼不同之處 ?

WiFi 控制在網路上應該也有很多不少的資料可以參考 ? 既然如此，有什麼不同之處 ?

解釋如下：

ESP8266 + 直流馬達驅動板 + 兩輪小車 = WiFi控制小車
ESP8266 做為主控制器，負責 WiFi 通訊以及馬達的驅動
可以同時控制小車的行進速度與轉向
不是停下來原地旋轉轉向，而是一邊前進/後退，一邊轉向，像是開車一樣。
適用任何可以實現 TCP / UDP 協議的裝置進行小車的遠端控制
不局限於手機，只有設備有 WiFi 且可以使用 TCP / UDP 協議，就可以與小車進行通訊並且控制小車。
網頁說明使用 Andorid 手機 APP 自製 GUI 介面控制小車的所有動作。

這網頁是 ESP8266 WiFi 控制小車的電路佈線與馬達轉向測試的說明，初步確認佈線的電路與馬達轉向沒問題之後，再進入真正的 ESP8266 控制小車的程式碼撰寫。

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兩輪小車 V1.0 DIY 套件－支援傳統藍牙、BLE、WiFi，相容於 Android 和 Windows

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進入這網頁之前，小車應該已經組裝好 ! 剩下的電路接線部分會在這個網頁中做說明。

【ESP-07 最小系統板焊接】

焊接之前請先看完這一節的說明之後再動手去做 !

ESP-07 最小系統板電路圖

在 WiFi 小車的套件中，ESP-07 除了配有一塊焊接底板、排針之外，還有一顆降壓晶片 (貼片) 一顆陶瓷電容與一顆電解電容。

在小車的電路當中，最後測試成功的電路中沒有焊接上降壓晶片，原因是這顆晶片不足以提供在 WiFi 控制小車電路所使用的電流量 (即便這顆晶片是直接給 ESP-07 晶片用)，也就是不適用 ! 但是在一般的應用情況下，可以焊上降壓晶片，使用大於 3V3 的電壓給做最小系統板用，只要 ESP-07 可以正常動作即可 !

降壓晶片焊接示範

排針有兩種：單頭與雙頭長排針，建議焊接雙頭長排針。焊接時，可以想一下要焊底部還是上部，因為最小系統板插到麵包板時剛好在最旁邊，佈線都是在系統板的下面，所以上面是看不到線的。程式除錯、燒錄或是測試的時候會需要在系統板的上方接線，最好自己先測試看看哪中方是比較方便再和接。焊接的時候，請使用麵包板先將排針插好再放上最小系統底板焊接。

最小系統底板的排針焊接好之後，再焊接 ESP8266, ESP-07板。焊接時可以先在最邊緣的接腳先點上錫，利用這個點焊上 ESP-07 板再對位，對位沒問題之後再焊上對角接腳固定 ESP-07 板和接其他接腳。

陶瓷電容與電解電容則是建議選項，可以避免突然的壓降重置 ESP-07，可以增加系統的穩定性 ! 使用的方法：

陶瓷電容 (不分極性)
盡其可能的將其焊接在 ESP-07 的最下面兩隻接腳 ( <3.3V> 和 <GND> )，不是焊接底板喔 !
電解電容 (有分極性)
這個比較大顆，焊接可能有點困難 ! 因此只要將其插在麵包板上面最小系統板的 <VCC> 與 <GND> 兩隻接腳處即可。

陶瓷電容焊接處

焊接好的 ESP-07 最小系統板

我的焊接方式是焊在上部。但是這段時間的燒錄與測試上發現，其實焊接在底部會比較好，上面排針比較長，燒錄時與杜邦線可以接觸的比較好，下方雖然排針比較短，但是還是可以與麵包板固定而且也不會晃動，提供底板排針在焊接時的參考！

最後提醒一點：排針焊接好之後，必須盡其可能的將接點的焊錫量減少，避免在插上杜邦針時擋住。

【TB6612FNG 直流馬達驅動板焊接】

直流馬達驅動板的詳細說明，請參考 "TB6612FNG-智能小車, 自平衡小車(雙直流，單步進)馬達驅動板 - 微控制器、Arduino、樹莓派、...可用" 賣場網頁中的說明。

直流驅動板的焊接就不需要再多說了，就是排針的焊接。將排針插到麵包板上去，再將模組放上去焊接即可。

【降壓模組排針焊接】

降壓模組的詳細說明，請參考 "超級迷你(航模)降壓可調電源模組-DC 4.75 - 23V降壓DC 1.0 - 17V(Max 3A,連續1.8A)" 賣場網頁中的說明。

模組的四個接點要焊上排針(單邊或是雙邊等長排針都可以)，不過模組的空位與麵包板會有一些偏位，但是因為這個模組要插到麵包板上，所以還是要先將排針插到麵包板上再將模組擺上焊接；即使有一點偏位也不會影響太多！

航模降壓模組焊接示意圖

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輸出電壓調整：

焊接好排針的降壓模組還不能用 ! 先接上之後要使用在 WiFi 控制小車的輸入裝置(鋰電池、鹼性電池 ... 等)，使用模組上面的小旋鈕調整輸出電壓在 DC 3.4 ~ 3.5 之間，對 ! 就是這樣 !

【馬達電源開關焊接與夾杜邦公針】

套件中有兩條多芯線，專門用來接外接電池正極與 TB6612FNG 直流馬達驅動模組 <VM> 接腳的。這兩條線必須先焊接到開關上面，並且用套件中的熱縮套管 (長度不要超過 1.5公分) 套再焊接處，並用熱風槍(或用打火機) 稍微烤一下讓它緊縮 (不可以一直維持在該處，要左右移動，不然會燒到其他地方)。

兩條線的另一頭，因為都是接到麵包板上，要做成杜邦公針的形式。

套件中附有多根杜邦公針與杜邦膠座。一般夾杜邦針需要專用工具 ! 但因為製作的數量不多，若手邊沒有這個專用工具，找個尖嘴鉗也可以！

杜邦針不管是公或是母 (應該是夾 pin 都是一樣的)，針後面都分為兩段。最後面一段，必須夾到電線；中間那一段必須夾到電線芯，如下圖所示。加好之後就可以將杜邦公針插入膠座。

杜邦針夾線示意圖

完成之後的開關如下圖所示。

"一" 表示兩根杜邦針導通；"O" 表示斷開。

【小車馬達線夾杜邦公針】

如上一節最後夾杜邦針的描述，完成四根馬達的杜邦針夾持。

【電路佈線】

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電路圖：

小車整體的電路圖如下面所示。下圖中的 ESP-07 最小系統板有兩層虛線，兩層之間的文字相同於電路板上的文字，而最外層虛線之外就是代表使用在這電路上的連線代號。

ESP8266, ESP-07 WiFi 控制小車電路圖

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麵包板佈線：

套件中有三種不同顏色的單芯線，可用在電路板佈線！

整個電路沒有太多的外部元件，都是模組居多，接線很簡潔！一對一對接就可以了。

下面是麵包板上所有的佈線，佈線都是位置模組的下方居多，所以在擺放模組之前要先把現佈好。

麵包板上面畫了幾個黑線：3 ~ 10 是 ESP-07 最小系統板的擺放位置；12 ~ 19 是 TB6612FNG 直流馬達驅動板擺放的位置；25 ~ 29 是降壓模組擺放的位置。

其中，藍色代表 3.3V；紅線是外部輸入電源 (乾電池或鋰電池)。

麵包板佈線

電解電容分別插在 10 的位置，要注意正負極性。

電解電容放置的位置

最後將三個模組插到上面說的位置上去，就完成整個線路的佈線。綠線是輔助固定用的，避免線太長浮起來。

完成後的麵包板佈線與模組安裝

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馬達線與開關線的安裝：

安裝方式看下圖的說明。馬達線兩兩成對，轉向可以先不用管，下面測試時轉向若不對再互相對換就可以改變轉向。

馬達線與開關線安裝

【線路測試】

所有的線路都準備好了之後，現在就要開始進行測試 !

測試的目的：

佈線是否正常 ?
確定馬達轉向與動作是否正常 ?

請照著下面步驟照順序完成。

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燒錄接線：

燒錄接線很簡單！

先準備一條兩頭都是母頭的杜邦線，作為跳線用。在未供電的情況之下，將這條線分別插在 ESP-07 的 <GPIO0> 接腳，另一頭接到麵包板上的 GND (需要排針)。

再準備一條 USB 轉 TTL 線 (先確定可以被電腦驅動)，照著下面描述連接

USB2TTL, <TX> -------------- <RXD>, EXP-07 最小系統板
USB2TTL, <RX> -------------- <TXD>, EXP-07 最小系統板
USB2TTL, <GND> -------------- 麵包板上的 GND 都可以

接線大概就像下圖這樣

外接電源燒錄接線

燒錄之前，先插上 USB 轉 TTL 線，隨後再插上外接電源就會看到 ESP-07 亮紅燈，藍燈閃一下滅掉，就可以準備開始燒錄程式了！

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程式碼：

要燒錄程式碼之前，請先確認 Arduino IDE 已經預先安裝好支援 ESP8266 的相關套件 (ESP8266 入門學習套件支援 Arduino IDE 開發環境之安裝、使用說明與範例) 然後將下面程式載入到 Arduino IDE 中

#include <Streaming.h>

// pins
#define PWMA    12
#define PWMB    14
//----------------
#define LED      2  // ESP07 板載 LED, active low
//----------------
#define AIN1     4
#define AIN2     5
#define BIN1    13
#define BIN2    15

// Motor 1, left side
#define MOTOR_1_FORWARD     digitalWrite(AIN1, HIGH); \
                            digitalWrite(AIN2, LOW)
#define MOTOR_1_BACKWARD    digitalWrite(AIN1, LOW); \
                            digitalWrite(AIN2, HIGH)
#define MOTOR_1_STOP        digitalWrite(AIN1, HIGH); \
                            digitalWrite(AIN2, HIGH)
// Motor 2, right side
#define MOTOR_2_FORWARD     digitalWrite(BIN1, HIGH); \
                            digitalWrite(BIN2, LOW)
#define MOTOR_2_BACKWARD    digitalWrite(BIN1, LOW); \
                            digitalWrite(BIN2, HIGH)
#define MOTOR_2_STOP        digitalWrite(BIN1, HIGH); \
                            digitalWrite(BIN2, HIGH)

void Motor_init() {
    // pins 初始化
    pinMode( AIN1, OUTPUT );
    pinMode( AIN2, OUTPUT );
    pinMode( BIN1, OUTPUT );
    pinMode( BIN2, OUTPUT );
    pinMode( PWMA, OUTPUT );
    pinMode( PWMB, OUTPUT );
    pinMode( LED, OUTPUT );
    digitalWrite( LED, HIGH );

    MOTOR_1_STOP;
    MOTOR_2_STOP;
}

void setup() {
    delay(1000);

    Serial.begin( 115200);
    Motor_init();
    Serial << "Start Motor Testing";
    delay(1000);
    Serial << "\n3\n";
    delay(1000);
    Serial << "2\n";
    delay(1000);
    Serial << "1\n";
    delay(1000);
    Serial << "Go\n\n";
}

const int runTime = 1500;
const int stopTime = 1000;

void loop() {

    Serial << "Motor 1: Forward" << endl;
    MOTOR_1_FORWARD;
    digitalWrite( LED, LOW);
    digitalWrite( PWMA, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMA, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_1_STOP;
    delay(stopTime);

    Serial << "Motor 1: Backward" << endl;
    MOTOR_1_BACKWARD;
    digitalWrite( LED, LOW );
    digitalWrite( PWMA, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMA, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_1_STOP;
    delay(stopTime);

    Serial << "Motor 2: Forward" << endl;
    MOTOR_2_FORWARD;
    digitalWrite( LED, LOW );
    digitalWrite( PWMB, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMB, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_2_STOP;
    delay(stopTime);

    Serial << "Motor 2: Backward" << endl;
    MOTOR_2_BACKWARD;
    digitalWrite( LED, LOW );
    digitalWrite( PWMB, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMB, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_2_STOP;
    delay(stopTime);

    Serial << "Motor: Moving Forward" << endl;
    MOTOR_1_FORWARD;
    MOTOR_2_FORWARD;
    digitalWrite( LED, LOW );
    digitalWrite( PWMA, HIGH );
    digitalWrite( PWMB, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMA, LOW );
    digitalWrite( PWMB, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_1_STOP;
    MOTOR_2_STOP;
    delay(stopTime);

    Serial << "Motor: Moving Backward" << endl;
    MOTOR_1_BACKWARD;
    MOTOR_2_BACKWARD;
    digitalWrite( LED, LOW );
    digitalWrite( PWMA, HIGH );
    digitalWrite( PWMB, HIGH );
    delay(runTime);
    digitalWrite( PWMA, LOW );
    digitalWrite( PWMB, LOW );
    digitalWrite( LED, HIGH );
    MOTOR_1_STOP;
    MOTOR_2_STOP;
    delay(stopTime);
}

在上傳韌體之前，有一個地方必須在 Arduino 修改一下 ! 因為 ESP-07 所使用的 FLASH ROM 大小是 1MBytes，所以 Tools/Flash Size: 要改成 1M (512K SPIFFS) 其他的跟上面提供的連結網頁中的設定一樣。

按下編譯上傳按鈕。完成上傳之後，拔掉外接電源電線和 <GPIO0> 的接線。打開 Serial Monitor，然後再次插上外接電源線，就會看到下面的輸出訊息。

壓克力圓弧形向前：左手邊是 Motor 1，右手邊是 Motor 2。馬達旋轉會先單顆進行網前轉動再往後轉動；最後是兩顆馬達同時向前轉與向後轉。這些動作對應於小車是前進還是後退，所有的動作都必須與 Serial Monitor 輸出一致，如果動作有所不同就是馬達線接反了，自己再更換一下 !

【結論】

到現在為止，程式碼跟一般撰寫 Arduino 板子一樣沒什麼不同，只不過板子換成 ESP8266, ESP07，但是結果是一樣的 ! 如果有疑問的話，可以使用相同的程式碼換成其他 Arduino 板子試試，輸出和動作也是一樣的！

接下來的一篇，將加入 WiFi 功能，分別使用 TCP 與 UDP 通訊協議，通過外部具有無線裝置的設備，控制小車的行進動作。

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ㄆㄜㄊㄧㄡㄙˋ

2016年6月24日星期五

{ EP8266 WiFi 控制小車 } [ 2/3 ] - 電路佈線與馬達轉向測試

【ESP-07 最小系統板焊接】

【TB6612FNG 直流馬達驅動板焊接】

【降壓模組排針焊接】

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輸出電壓調整：

【馬達電源開關焊接與夾杜邦公針】

【小車馬達線夾杜邦公針】

【電路佈線】

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電路圖：

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麵包板佈線：

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馬達線與開關線的安裝：

【線路測試】

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燒錄接線：

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程式碼：

【結論】

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2016年6月24日 星期五

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【ESP-07 最小系統板焊接】

【TB6612FNG 直流馬達驅動板焊接】

【降壓模組排針焊接】

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【馬達電源開關焊接與夾杜邦公針】

【小車馬達線夾杜邦公針】

【電路佈線】

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【線路測試】

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【結論】

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輸出電壓調整：

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電路圖：

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麵包板佈線：

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馬達線與開關線的安裝：

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燒錄接線：

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