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  • Introdução
  • Materiais Necessários para o Projeto Robô com Controle Remoto via Web Server
  • Montagem
  • Os Códigos
  • Como Usar
  • Sobre os Autores
Projetos

Robô com Controle Remoto via Web Server

Eletrogate 14 de junho de 2022Atualizado em: 15 jun 2022

Introdução

Anteriormente, fizemos um post ensinando a montar um robô controlado pelo bluetooth do celular. Este robô, por mais impressionante e divertido que seja, possuía duas limitações: o app para controla-lo estava disponível somente para aparelhos android e o alcance do bluetooth é, relativamente, pequeno. Neste post, mostraremos como montar e configurar uma nova versão deste projeto, implementando a comunicação por WiFi e o controle por meio de Web Server. Tal modelo permitirá que o robô seja controlado por qualquer aparelho com acesso aos principais navegadores e por distâncias maiores.


Materiais Necessários para o Projeto Robô com Controle Remoto via Web Server

Para este projeto, precisaremos de:

  • 1 Arduino Uno R3 + Cabo USB (é possível implementar com outros modelos)
  • 1 ESP 01
  • 1 Adaptador do ESP 01 para protoboard
  • 1 Módulo Ponte H Dupla L298N
  • 1 Mini Protoboard 170 pontos
  • 1 Kit Chassi 2WD em acrílico
  • 20 jumpers macho-fêmea 20 cm
  • 40 jumpers macho-macho 20 cm
  • 1 Resistor 10 K
  • 1 Resistor 1 K
  • 1 Transistor NPN
  • 1 Adaptador de bateria 9 V
  • 2 Chaves Gangorra On/Off
  • 4 Pilhas Alcalinas AA
  • 1 Bateria Alcalina 9 V
  • 1 Buck DC-DC Mini 360 3A

Componentes do robô


Montagem

Comprando o Kit Chassi 2WD, você se deparou com esses componentes:

Kit chassi 2WD

Para nosso projeto, optamos por retirar a película protetora do acrílico, como mostra a imagem abaixo:

Processo de retirada da película de proteção do acrílico

O primeiro passo da construção do robô é soldar os respectivos fios aos terminais dos motores. Para isso, primeiro, tiramos o motor de sua caixa de redução, removendo a alça que os une. Após tira-los, soldamos os fios e os colocamos de volta.

Caixa de redução com motor

Alça do motor solta

Motor com fios soldados

Caixa com motor com terminais soldados

Para fixar o motor ao chassi:

  • Encaixe dois suportes para as caixas às fendas internas;
  • Coloque a caixa de forma que seus furos fiquem alinhados com os furos do suporte;
  • Encaixe o suporte externo com os furos alinhados e parafuse com a porca.

O resultado esperado pode ser visto abaixo:

Caixas fixadas no chassi

Caixas com rodas

A seguir, instalaremos a roda boba. Instalaremos os extensores ao suporte da roda e, então, iremos os parafusar ao chassi do robô, como mostram as seguintes imagens:

Roda boba com extensores montados

Roda boba montada no robô

Antes de posicionarmos os componentes de alimentação, devemos preparar seus interruptores. Tanto no suporte para as pilhas quanto no adaptador para bateria, corte o fio vermelho próximo ao item, solde uma parte a um terminal da chave gangorra e outra parte ao outro terminal.

Adaptador e suporte com chaves soldadas

Agora, fixaremos o suporte para pilhas na parte inferior do chassi. Estamos utilizando fita dupla face, mas cola quente também pode ser utilizada.

Suporte para pilhas colado na parte inferior do chassi

A bateria não será colada no chassi. Assim, evitaremos a necessidade de constantemente cola-la novamente ou trocar a fita. Para fixa-la, utilizaremos uma braçadeira de nylon. Com aperto suficiente, a bateria ficará firmemente fixada no chassi. Abaixo, você pode verificar como ficou em nosso robô.

Bateria fixada na parte inferior do chassi

Para controlar os motores, utilizaremos o módulo de ponte H L298N. A pinagem do módulo pode ser vista abaixo.

Atenção: a entrada de 5 V não será utilizada, porque a tensão lógica será fornecida pelo regulador do módulo

A protoboard na qual o adaptador do ESP será encaixado, o módulo da ponte H e o Arduino foram fixados na parte superior do chassi. Diversas distribuições destes componentes ao longo dessa superfície podem ser adotadas. Abaixo, como ficou a nossa:

componentes superiores fixados no chassi

componentes superiores fixados no chassi

Para fornecer energia ao módulo e aos motores, conectaremos os terminais do suporte para pilhas nas entradas de alimentação do módulo. Nessa etapa, conecte, junto ao fio de GND do suporte, um jumper na entrada de GND do módulo. Esse será utilizado para manter o módulo na mesma referência dos demais componentes. Para alimentar o Arduino e o ESP, conectaremos os terminais da bateria às entradas de energia do Arduino e do conversor que fornecerá tensão para o ESP. Após isso, encaixe o ESP no adaptador e o adaptador na protoboard, prestando atenção na seta, no adaptador, que indica a posição correta da conexão.

Devemos, por fim, inserir os componentes responsáveis por converter o sinal lógico do Arduino para o ESP. Tal conversão não pode, neste caso, ser feita por um simples divisor resistivo, porque isso faria com que a GPIO2 do ESP estivesse em nível lógico baixo quando este fosse ligado, o colocando em modo de programação. Utilizaremos, então, um transistor NPN que manterá o pino em nível alto durante a inicialização e o passará para nível baixo quando o Arduino estiver pronto para receber dados.

Por fim, devemos conectar os pinos pendentes. Para nosso projeto, com o código que será mostrado adiante no post carregado no Arduino, todas as conexões do sistema podem ser vistas no esquemático abaixo.

Esquema de ligação elétrica do sistema

O robô, montado, ficará assim:

robô montado

robô montado

robô montado


Os Códigos

IMPORTANTE: Neste kit, o ESP será enviado com o programa carregado. Desta forma, não é necessário, para primeiro uso, programa-lo. O código é disponibilizado para eventual reprogramação da placa ou uso de uma nova, procedimentos pelos quais a Eletrogate não se responsabiliza.

Críticas, sugestões e propostas de melhorias são muito bem vindas e incentivadas.

Para ter acesso aos códigos deste kit, acesse o respectivo diretório em nosso perfil do Github. Se você já possui conta no Git, sugerimos que clone o repositório em seu PC, facilitando o acompanhamento das atualizações no projeto. Para baixar os códigos sem o uso de recursos de versionamento, siga o passo-a-passo:

No repositório, clique em “code”, em verde:

Primeira etapa para download dos códigos

Após, selecione “Download ZIP”, destacado em azul:

Segunda etapa para download dos códigos

Com o arquivo baixado, extraia-o para o local de preferência. Para o Arduino, na configuração de conexões vista na montagem, desenvolvemos o arduino_main. (O Uno é enviado com o programa Blink, como é recebido e, portanto, deve ser programado para funcionar com o projeto. Recomendamos que o kit seja testado utilizando o código em arduino_main antes do desenvolvimento de algoritmos próprios, o que dará a segurança de que o hardware estará funcionando adequadamente.) Para o ESP8266, que, neste projeto, assume o papel de mestre e hospedeiro do WebServer, foram desenvolvidos os códigos e arquivos encontrados em esp_main. Repare que, no caso de alteração do programa, é necessário enviar os arquivos em data para o ESP, conforme ensina nosso post sobre o tema.


Como Usar

Para controlar o robô, é necessário um aparelho que consiga se conectar a redes WiFi de 2.4 GHz e um navegador (google, firefox, safari, edge, opera, etc). Enquanto o robô não estiver conectado às redes de WiFi disponíveis no local, para controla-lo, deve-se seguir as etapas a seguir:

Ao ligar o robô, conecte o celular à rede “ROBO_ELETROGATE”. Sua senha, por padrão, é “12345678”, mas pode ser alterada no código.

redes detectadas pelo aparelho

Conectado ao ponto de acesso do robô, pesquise, no navegador de preferência, o IP: 192.168.4.1:81/

Será aberta a página vista abaixo.

tela principal do gerenciador de WiFi

Então, se quiser conectar o robô a alguma rede WiFi, selecione “Configure WiFi”. Neste caso, será apresentada uma lista com as redes detectadas pelo robô.

redes detectadas pelo ESP

Selecione sua rede, preencha o campo referente à senha e clique em “Save”.

campos a serem preenchidos com as credenciais da rede selecionada

Aguarde alguns segundos, conecte-se novamente à rede “ROBO_ELETROGATE” e abra o endereço 192.168.4.1/IP para verificar em qual IP o robô pode ser encontrado em sua rede.

pagina de exibição do IP atribuído pela rede ao ESP

Conecte-se a sua rede e, no navegador, digite o IP visto na página anterior. Pronto! Agora, é só controlar o robô.

tela com o joystick do robô

Caso não queira conectar o robô ao WiFi, usando-o somente em modo AP, na primeira tela, selecione “Exit”. Na versão atual deste projeto, clicar em “Exit” irá apagar as credenciais de WiFi salvas.

opção para controle por AP

Então, reconecte-se à rede “ROBO_ELETROGATE” e acesse o endereço 192.168.4.1 para controlar seu robô.

tela com joystick do robô conectada pela rede do ESP

Quando o robô já estiver conectado a uma rede WiFi, suas credenciais estarão salvas e a tela inicial da página será ignorada. Neste caso, ao ligar o robô, já será possível o controlar diretamente pelo IP concedido a ele pelo roteador. Para verificar, novamente, este IP, conecte-se à rede ROBO_ELETROGATE e acesse o endereço 192.168.4.1/IP. Nessa rede é possível, também, controlar o robô por meio do endereço 192.168.4.1.

Funcionamento

https://blog.eletrogate.com/wp-content/uploads/2022/05/Eletrogate-Robot-2.mp4

Sobre os Autores


Eduardo Henrique
LinkedIn

Formado técnico em mecatrônica no CEFET-MG, atualmente estuda Engenharia de Controle e Automação na UFMG. É apaixonado por eletrônica, controle, arte e, principalmente, por sua companheira, Beatriz.

 


Samuel Martins
@samuel.martins192

Cursando Eletroeletrônica no SENAI CETEL. Fanático por eletrônica, automação, impressão 3D e afins, dedico meu tempo livre a pesquisas e projetos ligados às principais áreas de interesse, pratico aeromodelismo e sou curioso por astrofotografia.


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