第3节 汽车人小白—机械臂

使用ESP8266，通过网页端发送命令，控制多个舵机

活动目标

• 了解舵机的基本概念
• 了解使用开发板控制动力设备的基本原理
• 熟悉使用Arduino IDE烧录固件的操作流程

背景知识：舵机

伺服电机通常被称为舵机，它是一种带有输出轴的小装置。当我们向伺服器发送一个控制信号时，输出轴就可以转到特定的位置。只要控制信号持续不变，伺服机构就会保持轴的角度位置不改变。如果控制信号发生变化，输出轴的位置也会相应发生变化。日常生活中，舵机常被用于遥控飞机、遥控汽车、机器人等。

舵机内部的控制电路、电位计（可变电阻器）和电机均被连接到电路板上。控制电路通过电位计可监控舵机的当前角度。

其工作流程为：控制信号 → 控制电路板 → 电机转动 → 齿轮组减速 → 舵盘转动 → 位置反馈电位计 → 控制电路板反馈。

1.脉冲宽度调制（PWM）

脉冲宽度调制，英文名Pulse Width Modulation，缩写为PWM，它是通过对一系列脉冲的宽度进行调制，等效出所需要的波形，对模拟信号电平进行数字编码。

2.占空比

占空比是指在一个周期内，信号处于高电平的时间占据整个信号周期的百分比。

上图信号一个周期的时间为4ms，其中高电平时间为1ms。占空比为：

原理图

舵机机械臂->小白: GPIO
小白->手机浏览器: 1.建立局域网服务器
手机浏览器-->小白: 2.通过WiFi访问控制界面
手机浏览器-->小白: 3.提交执行舵机角度请求
小白->手机浏览器: 4.服务器响应请求，让小白的动力系统执行

硬件清单

• ESP8266主板
• 电机扩展板 esp12E Motor Shield
• 舵机
• 杜邦线、数据线
• 机械臂和零件

实验：机械臂

1.硬件连接

2.烧录程序到开发板

1).打开项目文件夹learn-ai/codes/chapter3/part3_ServoArm/ESP8266_servoarm_http 2).将ESP8266通过数据线连接到电脑 3).使用Arduino IDE打开文件ESP8266_servoarm_http.ino 4).记得把前面的环境准备部分再次确认，将环境正确配置，然后点击上传按钮进行上传 5).点击工具菜单，选择ESP8266 Sketch Data Upload,会自动将项目目录下的data文件夹上传到ESP8266开发板上

3.开始机械臂控制

1).打开路由器管理地址，ESP8266此时应该已经加入到了局域网中，查看ESP8266获取到的路由器地址
2).将ESP8266与电脑连接断开，连接到移动电源上 3).在浏览器中打开ESP8266获取到的局域网地址，通过拖动滑块来控制机械臂 4).通过内网转发技术，同学们在家里可以打开这里来查看老师手边传感器的实时读数。