Управление сервоприводом через веб-сервер на ESP32 в Arduino IDE

13.10.2020Вольтик.руИнструкции и решения проблемКомментариев нет

В этом руководстве мы покажем как управлять серводвигателем Tower Pro MD90S посредством веб-сервера на ESP32 через Arduino IDE. Этот серводвигатель имеет следующую маркировку выводов: ШИМ – жёлтый, питание – красный, коричневый – масса. Также угол поворота у него составляет 180 градусов (по 90 в каждом направлении).

Управление углом поворота серводвигателя осуществляется подачей импульсов на вывод PWM. Длительность импульсов находится в диапазоне 0,6–2.4 мс, а период сигнала ШИМ — 20 мс (50 Гц).

Например, если подаём импульсы с длительностью 0,6 мс, то угол поворота серводвигателя будет 0 градусов, 1,5 мс соответствуют 90 градусам, а 2,4 мс — 180 градусам.

Для определения соответствия между углами поворота и длительностью импульсов воспользуемся функцией map(angleDegrees, 0,180,600,2400). Эта функция возвращает длительность импульса в микросекундах.

В этом примере 0 представляет минимальный угол при длине импульса 600 микросекунд, а 180 представляет максимальный угол при длине импульса 2400 микросекунд.

Список компонентов для проекта

Для этого руководства вам понадобятся следующие элементы:

Плата разработчика с микроконтроллером ESP32
Сервопривод Tower Pro MG90S
Макетные провода мама-папа

Схема подключения компонентов

Соедините между собой выводы, как описано ниже:

[Servo PWM — ESP32 GPIO 12]
[Server VCC — ESP32 5V]
[Server GND — ESP32 GND]

Установка необходимых для работы библиотек

Перед загрузкой кода необходимо проверить наличие всех необходимых библиотек: библиотеки WiFiClient, библиотеки ESP32WebServer, библиотеки WiFi и ESPmDNS.

Для установки этих библиотек нужно выполнить следующие действия:

Установка библиотеки

Скачайте библиотеку.
Разархивируйте файл с расширением .zip
Переместите папку с установленными библиотеками среды Arduino IDE.
Перезапустите среду Arduino IDE.

Создание веб-сервера на платформе Arduino ESP32

Для того, чтобы настроить веб-сервер на платформе Arduino обратитесь к нашей статье.

Как настроить точку доступа на ESP32 для веб-сервера

Код программы для управления серводвигателем

Для управления серводвигателем создайте новый проект со следующим кодом:

#include "WiFiClient.h"
#include "ESP32WebServer.h"
#include "WiFi.h"
#include "ESPmDNS.h"

/* change your ssid and password here */
const char* ssid = "Coffee Amy";
const char* password = "amy12345";

ESP32WebServer server(80);

const int servoPin = 12;
int oldAngle = 0; 
int PWM_WIDTH = 20000;

/* this array contains the web will be responded to client
it uses jquery for making GET request and processing slider UI control */
char res[900]=
"<!DOCTYPE html>\
<html>\
<head>\
<meta charset='utf-8'>\
<H1>iotsharing.com Servo</H1>\
<link href='https://code.jquery.com/ui/1.10.4/themes/ui-lightness/jquery-ui.css' rel='stylesheet'>\
<script src='https://code.jquery.com/jquery-1.10.2.js'></script>\
<script src='https://code.jquery.com/ui/1.10.4/jquery-ui.js'></script>\
<script>\
$(function() {\
$('#sliVal').html('Angle: 0');\
$('#slider').slider({\
    orientation:'vertical',value:0,min: 0,max: 180,step: 5\
});\
$('#slider').slider().bind({\
slidestop: function(e,ui){\
    $('#res').css('background','red');\
    $('#sliVal').html('Angle: '+ui.value);\
    $.get('/ang?val=' + ui.value, function(d, s){\
        $('#res').css('background','green');\
        $('#res').html(s);\
    }); \
}\
});\
});\
</script>\
</head>\
<body>\
<div id='slider'></div></br>\
<div id='sliVal'></div>\
<div id='res'></div>\
</body>\
</html>";

void handleRoot() {
  server.send(200, "text/html", res);
}
/* this function map from angle to pulse width */
int servoPulse(int angleDegrees)
{
  int pulseWidth = map(angleDegrees, 0,180,600,2400);
  return pulseWidth;
}
/* this function check the rotation angle
and trigger pulse accordingly*/
void servoGo(int oldAngle, int newAngle)
{
  int pulseWidth;
  if(oldAngle == newAngle){
    return;
  }else if(oldAngle < newAngle){
    /* clockwise processing */
    for (int i=oldAngle; i<=newAngle; i++){
      /* convert angle to pulse width us*/
      pulseWidth = servoPulse(i);
      /* trigger HIGH pulse */  
      digitalWrite(servoPin, HIGH);
      /* use delayMicroseconds to delay for pulseWidth */
      delayMicroseconds(pulseWidth); 
      /* trigger LOW pulse */                          
      digitalWrite(servoPin, LOW);
      /* use delayMicroseconds to delay 
      for rest time (20000 - pulseWidth) */ 
      delayMicroseconds(PWM_WIDTH - pulseWidth);   
    }
  }else if(oldAngle > newAngle){
    /* anti-clockwise processing */
    for (int i=oldAngle; i>=newAngle; i--){
      pulseWidth = servoPulse(i);
      digitalWrite(servoPin, HIGH);
      delayMicroseconds(pulseWidth);                           
      digitalWrite(servoPin, LOW);
      delayMicroseconds(PWM_WIDTH - pulseWidth);
    }
  }
}
/* this callback will be invoked when get servo rotation request */
void handleServo() {
  //Serial.println(server.argName(0));
  int newAngle = server.arg(0).toInt();
  servoGo(oldAngle, newAngle);
  oldAngle = newAngle;
  server.send(200, "text/html", "ok");
}

void handleNotFound(){
  String message = "File Not Found\n\n";
  server.send(404, "text/plain", message);
}

void setup(void){
  
  Serial.begin(115200);
  WiFi.begin(ssid, password);
  Serial.println("");
  // Wait for connection
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println("");
  Serial.print("Connected to ");
  Serial.println(ssid);
  Serial.print("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  if (MDNS.begin("esp32")) {
    Serial.println("MDNS responder started");
  }
  
  server.on("/", handleRoot);
  server.on("/ang", handleServo);

  server.onNotFound(handleNotFound);

  server.begin();
  pinMode(servoPin, OUTPUT);
  Serial.println("HTTP server started");
}

void loop(void){
  server.handleClient();
}

100

101

102

103

104

105

106

107

108

109

110

111

112

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

129

130

131

132

133

134

135

136

137

138

139

140

141

#include "WiFiClient.h"

#include "ESP32WebServer.h"

#include "WiFi.h"

#include "ESPmDNS.h"

/* change your ssid and password here */

const char* ssid = "Coffee Amy";

const char* password = "amy12345";

ESP32WebServer server(80);

const int servoPin = 12;

int oldAngle = 0;

int PWM_WIDTH = 20000;

/* this array contains the web will be responded to client

it uses jquery for making GET request and processing slider UI control */

char res[900]=

"<!DOCTYPE html>\

<html>\

<head>\

<H1>iotsharing.com Servo</H1>\

<script>\

$(function() {\

$('#sliVal').html('Angle: 0');\

$('#slider').slider({\

orientation:'vertical',value:0,min: 0,max: 180,step: 5\

});\

$('#slider').slider().bind({\

slidestop: function(e,ui){\

$('#res').css('background','red');\

$('#sliVal').html('Angle: '+ui.value);\

$.get('/ang?val=' + ui.value, function(d, s){\

$('#res').css('background','green');\

$('#res').html(s);\

}); \

});\

</script>\

</head>\

<body>\

<div id='slider'></div></br>\

<div id='sliVal'></div>\

<div id='res'></div>\

</body>\

</html>";

void handleRoot() {

server.send(200, "text/html", res);

}

/* this function map from angle to pulse width */

int servoPulse(int angleDegrees)

{

int pulseWidth = map(angleDegrees, 0,180,600,2400);

return pulseWidth;

}

/* this function check the rotation angle

and trigger pulse accordingly*/

void servoGo(int oldAngle, int newAngle)

{

int pulseWidth;

if(oldAngle == newAngle){

return;

}else if(oldAngle < newAngle){

/* clockwise processing */

for (int i=oldAngle; i<=newAngle; i++){

/* convert angle to pulse width us*/

pulseWidth = servoPulse(i);

/* trigger HIGH pulse */

digitalWrite(servoPin, HIGH);

/* use delayMicroseconds to delay for pulseWidth */

delayMicroseconds(pulseWidth);

/* trigger LOW pulse */

digitalWrite(servoPin, LOW);

/* use delayMicroseconds to delay

for rest time (20000 - pulseWidth) */

delayMicroseconds(PWM_WIDTH - pulseWidth);

}

}else if(oldAngle > newAngle){

/* anti-clockwise processing */

for (int i=oldAngle; i>=newAngle; i--){

pulseWidth = servoPulse(i);

digitalWrite(servoPin, HIGH);

delayMicroseconds(pulseWidth);

digitalWrite(servoPin, LOW);

delayMicroseconds(PWM_WIDTH - pulseWidth);

}

/* this callback will be invoked when get servo rotation request */

void handleServo() {

//Serial.println(server.argName(0));

int newAngle = server.arg(0).toInt();

servoGo(oldAngle, newAngle);

oldAngle = newAngle;

server.send(200, "text/html", "ok");

}

void handleNotFound(){

String message = "File Not Found\n\n";

server.send(404, "text/plain", message);

}

void setup(void){

Serial.begin(115200);

WiFi.begin(ssid, password);

Serial.println("");

// Wait for connection

while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {

delay(500);

Serial.print(".");

}

Serial.println("");

Serial.print("Connected to ");

Serial.println(ssid);

Serial.print("IP address: ");

Serial.println(WiFi.localIP());

if (MDNS.begin("esp32")) {

Serial.println("MDNS responder started");

}

server.on("/", handleRoot);

server.on("/ang", handleServo);

server.onNotFound(handleNotFound);

server.begin();

pinMode(servoPin, OUTPUT);

Serial.println("HTTP server started");

}

void loop(void){

server.handleClient();

}

Вольтик.ру

Вольтик - это слаженная команда амбициозных и заядлых инженеров. Мы создали этот проект с целью вовлечения вас, талантливых и начинающих профессионалов, в увлекательный мир мейкерской микроэлектроники!