【ARDUINO】通過ESP8266控制電機【待測試】

需求

通過Wi-Fi控制Arduino驅動的3V直流電機。這個方案使用外部6V或9V電源，ESP8266作為Wi-Fi模塊，Arduino作為主控制器，L298N作為電機驅動器。

手機/電腦 (Wi-Fi客戶端)
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| (Wi-Fi)
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ESP8266 (Wi-Fi模塊, AT指令模式)
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| (串口通信)
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Arduino Uno (主控制器)
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| (數字引腳控制)
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L298N (電機驅動模塊)
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| (電力輸出)
|
3V直流電機

所需材料

  1. Arduino Uno
  2. ESP8266模塊 (如ESP-01)
  3. L298N電機驅動模塊
  4. 3V直流電機
  5. 外部電源：
    • 6V或9V電池/電源適配器 (用于L298N電機驅動)
    • 3.3V穩壓模塊 (如AMS1117-3.3V，用于ESP8266)
  6. 面包板和跳線
  7. 10kΩ電阻 (2個，用于ESP8266的GPIO0和RST引腳上拉)

連接步驟

1. 電源連接

組件連接方式
外部6V/9V電源正極 → L298N的VM引腳
負極 → L298N的GND和Arduino的GND
Arduino 5V→ L298N的VCC引腳 (邏輯供電)
AMS1117-3.3V模塊輸入 → 外部電源正極 (通過適當電阻分壓或使用Arduino 5V)
輸出 → ESP8266的VCC引腳
GND → 共同GND

2. ESP8266與Arduino連接

ESP8266引腳連接至Arduino引腳備注
VCCAMS1117-3.3V輸出必須使用外部3.3V供電
GNDArduino GND共同接地
TX引腳10 (軟件串口RX)ESP發送，Arduino接收
RX引腳11 (軟件串口TX)Arduino發送，ESP接收
CH_PD (EN)通過10k電阻接3.3V使能引腳，接高電平
GPIO0懸空懸空為正常工作模式
RST通過10k電阻接3.3V復位引腳，上拉

3. L298N與Arduino連接

L298N引腳連接至Arduino引腳備注
IN1引腳5控制電機方向
IN2引腳6控制電機方向
ENA引腳9 (PWM)控制電機速度
OUT1, OUT23V直流電機兩端電機連接

4. L298N電源連接

L298N引腳連接方式
VM外部6V/9V電源正極
GND外部電源負極和Arduino GND
VCCArduino 5V引腳

Arduino代碼

#include <SoftwareSerial.h>// 定義軟件串口引腳 (RX, TX)
SoftwareSerial esp8266(10, 11); // Arduino RX, Arduino TX// L298N控制引腳
const int IN1 = 5;
const int IN2 = 6;
const int ENA = 9;// Wi-Fi設置
const char* SSID = "Your_WiFi_SSID";     // 替換為您的Wi-Fi名稱
const char* PASSWORD = "Your_WiFi_Password"; // 替換為您的Wi-Fi密碼// 電機速度設置 (根據電源電壓調整)
// 對于3V電機，使用6V電源時PWM值約為128，使用9V電源時PWM值約為85
const int MOTOR_SPEED = 128; // 0-255范圍內調整// 全局變量
String wifiCommand = "";
bool isConnected = false;void setup() {// 初始化串口Serial.begin(115200);esp8266.begin(115200);// 設置L298N控制引腳pinMode(IN1, OUTPUT);pinMode(IN2, OUTPUT);pinMode(ENA, OUTPUT);// 初始狀態：電機停止digitalWrite(IN1, LOW);digitalWrite(IN2, LOW);analogWrite(ENA, 0);delay(2000); // 等待系統穩定Serial.println("Initializing ESP8266...");// 初始化ESP8266setupESP8266();
}void loop() {// 檢查ESP8266是否有數據可用if (esp8266.available()) {char c = esp8266.read();Serial.write(c); // 將數據轉發到串口監視器// 構建完整的命令字符串if (c == '\n') {processCommand(wifiCommand);wifiCommand = ""; // 清空命令字符串} else {wifiCommand += c;}}// 檢查串口監視器是否有輸入（用于調試）if (Serial.available()) {String command = Serial.readStringUntil('\n');processCommand(command);}
}void setupESP8266() {// 發送AT指令設置ESP8266sendATCommand("AT", "OK", 2000);sendATCommand("AT+CWMODE=1", "OK", 2000); // 設置為STA模式sendATCommand("AT+CIPMUX=1", "OK", 2000); // 允許多連接// 連接到Wi-FiString connectCmd = "AT+CWJAP=\"";connectCmd += SSID;connectCmd += "\",\"";connectCmd += PASSWORD;connectCmd += "\"";if (sendATCommand(connectCmd, "GOT IP", 10000)) {Serial.println("Wi-Fi connected!");isConnected = true;// 獲取IP地址sendATCommand("AT+CIFSR", "OK", 2000);// 啟動TCP服務器 on port 8888if (sendATCommand("AT+CIPSERVER=1,8888", "OK", 2000)) {Serial.println("TCP server started on port 8888");Serial.println("Ready to receive commands...");}} else {Serial.println("Failed to connect to Wi-Fi");}
}bool sendATCommand(String command, String expectedResponse, int timeout) {esp8266.println(command);Serial.println("Sent: " + command);long int startTime = millis();String response = "";while (millis() - startTime < timeout) {while (esp8266.available()) {char c = esp8266.read();response += c;}if (response.indexOf(expectedResponse) != -1) {Serial.println("Response: " + response);return true;}}Serial.println("Timeout. Response: " + response);return false;
}void processCommand(String command) {command.trim(); // 移除首尾空白字符if (command.length() == 0) return;Serial.println("Processing command: " + command);// 處理電機控制命令if (command == "F") {// 正轉digitalWrite(IN1, HIGH);digitalWrite(IN2, LOW);analogWrite(ENA, MOTOR_SPEED);Serial.println("Motor: FORWARD");} else if (command == "B") {// 反轉digitalWrite(IN1, LOW);digitalWrite(IN2, HIGH);analogWrite(ENA, MOTOR_SPEED);Serial.println("Motor: BACKWARD");} else if (command == "S") {// 停止digitalWrite(IN1, LOW);digitalWrite(IN2, LOW);analogWrite(ENA, 0);Serial.println("Motor: STOP");}else if (command == "STATUS") {// 返回狀態信息String status = "Wi-Fi: ";status += (isConnected ? "Connected" : "Disconnected");status += ", Motor: ";if (digitalRead(IN1) == HIGH && digitalRead(IN2) == LOW) {status += "FORWARD";} else if (digitalRead(IN1) == LOW && digitalRead(IN2) == HIGH) {status += "BACKWARD";} else {status += "STOPPED";}Serial.println(status);if (isConnected) {esp8266.println("AT+CIPSEND=0," + String(status.length()));delay(100);esp8266.println(status);}}else {Serial.println("Unknown command: " + command);}
}

使用步驟

  1. 硬件連接：按照上述連接圖正確連接所有組件

  2. 代碼修改：

    • 將代碼中的Your_WiFi_SSID和Your_WiFi_Password替換為您的實際Wi-Fi信息
    • 根據您的電源電壓調整MOTOR_SPEED值：
      • 6V電源：約128 (50%占空比)
      • 9V電源：約85 (33%占空比)

  3. 上傳代碼：

    • 將代碼上傳到Arduino Uno
    • 上傳時確保斷開ESP8266的RX/TX連接，上傳完成后再接回

  4. 測試：

    • 打開串口監視器(115200波特率)
    • 觀察ESP8266初始化過程，記錄顯示的IP地址
    • 使用網絡調試工具(如TCP客戶端)連接到該IP地址的8888端口
    • 發送以下命令控制電機：
      • F - 正轉
      • B - 反轉
      • S - 停止
      • STATUS - 獲取當前狀態

安全注意事項

  1. 電源隔離：確保電機電源與邏輯電源適當隔離，避免電流回灌
  2. 散熱：L298N在驅動電機時可能會發熱，確保有適當的散熱措施
  3. 電壓匹配：使用PWM控制電機速度，確保平均電壓不超過3V以保護電機
  4. 電流保護：考慮在電機回路中添加保險絲或電流傳感器，防止過流損壞

這個方案提供了一個完整的Wi-Fi控制電機系統，您可以通過手機或電腦遠程控制電機的轉動方向和速度。

esp8266啟動http服務

```cpp
#include <ESP8266WiFi.h>
#include <ESP8266WebServer.h>// WiFi 配置
const char* ssid = "你的WiFi名稱";
const char* password = "你的WiFi密碼";// 創建 HTTP 服務器，監聽端口 80
ESP8266WebServer server(80);// 根路徑處理函數
void handleRoot() {// 返回 HTML 響應server.send(200, "text/html", "<h1>ESP8266 HTTP 服務器</h1><p>歡迎訪問 ESP8266 搭建的網頁！</p>");
}// 自定義路徑處理函數（例如 /data）
void handleData() {// 返回 JSON 數據String json = "{\"status\":\"ok\", \"message\":\"這是來自 ESP8266 的數據\"}";server.send(200, "application/json", json);
}// 404 頁面處理函數
void handleNotFound() {server.send(404, "text/plain", "頁面未找到");
}void setup() {Serial.begin(115200);// 連接 WiFiWiFi.begin(ssid, password);Serial.print("連接 WiFi...");while (WiFi.status() != WL_CONNECTED) {delay(500);Serial.print(".");}Serial.println("");Serial.println("WiFi 連接成功");Serial.println("IP 地址: " + WiFi.localIP().toString());// 注冊路徑處理函數server.on("/", handleRoot);          // 根路徑server.on("/data", handleData);      // 自定義數據路徑server.onNotFound(handleNotFound);   // 未匹配路徑// 啟動 HTTP 服務器server.begin();Serial.println("HTTP 服務器已啟動");
}void loop() {// 處理客戶端請求（必須在 loop 中調用）server.handleClient();
}

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