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@yuji_miyano

ESP8266(ESPr Developer)とMilkcocoaとローテーショナルサーボで簡易ラジコン

Last updated at Posted at 2016-06-21

1. 概要

簡単に動きを制御できるプラットフォームを作りたくて、まずは簡単にラジコンを作ってみることにしました。
スマホを傾けることで操作できるようになりますが、操作しにくいです。
まだとりあえず動いただけなので今後改良していくつもりですが、何かの役に立てばと思いまとめました。

2. 用意するもの

3. 作業環境

  • MacBook Air (13-inch, Mid 2012) & Mac OS 10.11.4
  • Arduino IDE 1.6.5

4. 参考サイト

5. ローテーショナルサーボとは

  • 通常のサーボが-180~180度といった角度制限があるのに比べて、連続で回転が可能なサーボ
  • ステッピングモータと違いドライバが不要なため簡単に車輪を制御できる(はず？)

6. ローテーショナルサーボの使い方(Arduino UNOでテスト)

  • まずはArduino Unoで動かしてみる

6.1 接続図

GWS S35 STD Arduino Uno
白 Pin 3
赤 5V
黒 GND

IMG_3359.JPG

6.2 プログラム

Rotational_Servo_UNO.ino
// Arduino UNOでローテーショナルサーボGWS S35 STDを制御

#include<Servo.h>

Servo servo;  // サーボのインスタンス

void setup() {
  // サーボの信号線を3番ピンに接続
  servo.attach(3);
}

void loop() {
  // サーボ出力 1.5ms(停止)を中心に、1.0ms~2.0msのパルス幅で動く。パルス幅によって速度が変わる
  servo.writeMicroseconds(1600);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1500);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1400);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1500);
  delay(500);
  
  servo.writeMicroseconds(2000);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1500);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1000);
  delay(500);
  servo.writeMicroseconds(1500);
  delay(500);
}

6.3 実行結果

  • 実行画面(20160621 Rotational Servo Test - YouTubeに飛びます)

20160621 Rotational Servo Test - YouTube

7. ラジコン化

  • 　サーボを2つにしてmilkcocoaとESP8266を使ってスマホから動かしてみる
  • 　スマホの本体の傾きによって前進、後退、右、左、その場で右回転、その場で左回転
  • 　速度は傾きに関係なく一定

7.1 接続図

GWS S35 STD ESP8266
白 IO12 / IO13
赤 3.3V
黒 GND

20160621_Rotational_Servox2_Test.JPG

7.2 プログラム(ESP8266)

  • wifiのSSIDとPASS、Milkcocoaのapp idは各自のものをご使用ください
Rotational_Servo_ESP8266.ino

// ESP8266でローテーショナルサーボGWS S35 STDを制御

#include <ESP8266WiFi.h>
#include <Milkcocoa.h>
#include<Servo.h>

/************************* WiFi Access Point *********************************/

#define WLAN_SSID       "*****"  // 各自の環境に応じて変更してください
#define WLAN_PASS       "*****"  // 各自の環境に応じて変更してください

/************************* Your Milkcocoa Setup *********************************/

#define MILKCOCOA_APP_ID      "*****"  // 各自の環境に応じて変更してください
#define MILKCOCOA_DATASTORE   "gravity"

/************************* Harware Setup *********************************/

#define MotorPinR 12 // PWM用ピンアサイン GPIO 12 -> GWS S35 STD Signal
#define MotorPinL 13 // PWM用ピンアサイン GPIO 13 -> GWS S35 STD Signal
Servo servoR;  // サーボのインスタンス
Servo servoL;  // サーボのインスタンス

/************* Milkcocoa Setup (you don't need to change this!) ******************/

#define MILKCOCOA_SERVERPORT  1883

/************ Global State (you don't need to change this!) ******************/

// Create an ESP8266 WiFiClient class to connect to the MQTT server.
WiFiClient client;

const char MQTT_SERVER[] PROGMEM    = MILKCOCOA_APP_ID ".mlkcca.com";
const char MQTT_CLIENTID[] PROGMEM  = __TIME__ MILKCOCOA_APP_ID;

Milkcocoa milkcocoa = Milkcocoa(&client, MQTT_SERVER, MILKCOCOA_SERVERPORT, MILKCOCOA_APP_ID, MQTT_CLIENTID);

void setup() {
  Serial.begin(115200);
  delay(10);

  Serial.println(F("Milkcocoa SDK demo"));

  // Connect to WiFi access point.
  Serial.println(); Serial.println();
  Serial.print("Connecting to ");
  Serial.println(WLAN_SSID);

  WiFi.begin(WLAN_SSID, WLAN_PASS);
  while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {
    delay(500);
    Serial.print(".");
  }
  Serial.println();

  Serial.println("WiFi connected");
  Serial.println("IP address: ");
  Serial.println(WiFi.localIP());

  Serial.println( milkcocoa.on(MILKCOCOA_DATASTORE, "push", onpush) );
  
  // サーボの信号線を12番ピンに接続
  servoR.attach(MotorPinR);
  servoL.attach(MotorPinL);

}

void loop() {
  milkcocoa.loop();  
}

void onpush(DataElement *elem) {

  int gravityX = elem->getInt("x");  // 
  int gravityY = elem->getInt("y");  // 

  Serial.print("x:");
  Serial.print(gravityX);
  Serial.print(" y:");
  Serial.println(gravityY);

  if(gravityY > 1){
    if(gravityX > 1){  
      servoR.writeMicroseconds(1000);
      servoL.writeMicroseconds(1500); // stop
    }
    else if(gravityX < -1){
      servoR.writeMicroseconds(1500); // stop
      servoL.writeMicroseconds(2000);
    }
    else if(gravityX >= -1 && gravityX <= 1){   // 直進
      servoR.writeMicroseconds(1000);
      servoL.writeMicroseconds(2000);
    }
  }
  else if(gravityY < -1){
    if(gravityX > 1){  
      servoR.writeMicroseconds(1500); // stop
      servoL.writeMicroseconds(2000);
    }
    else if(gravityX < -1){
      servoR.writeMicroseconds(1000);
      servoL.writeMicroseconds(1500); // stop
    }
    else if(gravityX >= -1 && gravityX <= 1){   // 後退
      servoR.writeMicroseconds(2000);
      servoL.writeMicroseconds(1000);
    }
  }
  else if(gravityY >= -1 && gravityY <= 1){   // Break
    if(gravityX > 1){  
      servoR.writeMicroseconds(1000);
      servoL.writeMicroseconds(1000);
    }
    else if(gravityX < -1){
      servoR.writeMicroseconds(2000);
      servoL.writeMicroseconds(2000);
    }
    else if(gravityX >= -1 && gravityX <= 1){   // 停止
      servoR.writeMicroseconds(1500);
      servoL.writeMicroseconds(1500);
    }
  }
  
  delay(10);
  
};

7.3 プログラム(スマホ側)

  • スマホ側のプログラムはjsdo.itを利用
  • QRコードを使ってスマホで実行することで、スマホの傾きのデータがMilkcocoaに送信される
  • スマートフォン側のコードを書く Tutorial | Milkcocoaをベースにしました。
  • 一旦ロック画面などになって反応しない時はページを再読み込みするとうまくいくことも
  • app_idは自分のものを使用してください
javascript
window.onload = function(){

  window.setInterval(sendToMilkcocoa, 100);
    
  //var currentMode = 'portrait';
  var output = document.getElementById('output');
  var prevRoundX = 0;
  var prevRoundY = 0;

  // app_idは自分のものに書き換えてください
  var milkcocoa = new MilkCocoa("*****.mlkcca.com");
  var ds = milkcocoa.dataStore('gravity');

  window.addEventListener('devicemotion', function(e){
    gravity = e.accelerationIncludingGravity;

    output.innerHTML = 'x方向: '+Math.round(gravity.x) + '<br>y方向: '+Math.round(gravity.y);

    sendModeFromGravityValue(gravity);

  },true);

    
    function sendToMilkcocoa(){
        var roundX = Math.round( gravity.x ) ;
        var roundY = Math.round( gravity.y ) ;
        if (roundX != prevRoundX){
            //ds.push({x: roundX});
            if (roundY != prevRoundY){
                ds.push({x: roundX, y: roundY});
            }
            else{
                ds.push({x: roundX, y: PrevRoundY});
            }
        }
        else if (roundY != prevRoundY){
            ds.push({x: PrevRoundX, y: roundY});
        }

        PrevRoundX = roundX;
        PrevRoundY = roundY;
    }
};
html
<body>
<div id="output"></div>
<script src='https://cdn.mlkcca.com/v2.0.0/milkcocoa.js'></script>
<script src="main-sp.js"></script>
</body>
css
* {
  margin: 0;
  padding: 0;
  border: 0;
}

body {
  background: #dff;
  font: 30px sans-serif;
}

7.4 実行結果

  • 実行画面(20160621 Rotational Servo Test - YouTubeに飛びます)
    • 動かし方に戸惑っている様子がお分かりいただけると思います。

20160621 Rotational Servo Test - YouTube

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