基于Beetle ESP32-C3的遥控小车设计（一）

基于Beetle ESP32-C3的遥控小车设计

一、背景与项目概述

    在硬件漂流群看到了“Beetle ESP32-C3免费试用活动”，Beetle ESP32-C3是一款基于ESP32-C3 RISC-V 32位单核处理器芯片的主控板[1]，看了介绍的文档，想利用他的蓝牙功能来做个遥控小车，想控制小车行动和机械臂，并且在小车上面安装传感器，实现环境监测反馈。通过遥控器两个摇杆六个自由度控制，oled屏幕显示温度湿度亮度。但是这过程中好多坎坷，最后我放弃了，只做了个遥控车，用摇杆控制移动。

二、困难与妥协

    1.拓展板不适合，只能自制拓展板

    申请了两片，很快就收到了。分别是两片Beetle ESP32-C3和拓展版。

      拿到之后，首先面对的问题就是拓展版设计不方便。最开始想拓展版焊接母口，单片机焊接公口，然后在拓展版接线。

      但是拓展版信号引脚集中在一起，估计是为了减小体积，但是这对接线造成不便。（后续可以考虑改进）。

      因为我打算使用小车模块，根据我的需要，我自己用洞洞板做了一个简单的拓展版。

左边为接收端拓展版，参考了掌控板系列的排列（GND\VCC\S）方便连接小车模块。右边为发射段拓展版，增加了3v3和GND的引脚。

2.编程环境不熟悉，改成图形化编程

制作过程中，面临的最大困难就是编程环境的搭建。我打算用Arduino IDE 进行编程，因为示例多，兼容性强。计划使用手势识别采集控制，并使用oled显示状态和回传的温度。

根据官方文档的指引，在DFROBOT DFR0868 Beetle ESP32 C3 产品资料 使用教程 的指引下一步一步完成。

虽然最后成果搭建并且完成了“blink”。（这一行字花了一个多星期的时间，还用了“技术手段”）

但是，还是因为太多的状况，停止了尝试。（比如添加手势识别模块过程中的报错，其他模块也经常发生报错）

最后，选择用Mixly（米思齐）进行编程。Mixly（米思齐）是一款图形化编程软件。用户可以通过拼接积木块的方式来编写程序[2]。

另外，本来计划使用低功耗蓝牙进行信号传输，由于换了米思齐进行编程，改为使用“广播”进行信号传输，并取消了手势识别和oled，采用最简单的模块实现功能。

三、硬件与设计思路

1.硬件清单

Beetle ESP32-C3                                               *2

3PA三轮小车套件                                               *1

TB6612FNG微型双路直流电机驱动模块             *1

双轴按键遥杆传感器                                           *1

红黄绿led模块                                                    *1

自制拓展板（洞洞板、排针、自锁开关）            *2

3.7v锂电池                                                        *2

杜邦线若干

2.设计思路

因为图形化编程的限制，遥控小车采用“广播”传输信号。在“遥控器”采用遥杆三个自由度采集信号，led模块显示模式。小车根据接收到的信号响应动作。

四、模块调试

1.“广播”通讯

本项目最核心的内容就是“广播”功能。图形化编程分为：初始化、发送消息、接收信息三种类型。查阅python代码，可以推测这个功能是基于“ESPNow”制作的库。

ESP-NOW 的消息的接收属于无阻塞的接收方式，不受延时函数影响，很适合做遥控器。具体看参考资料[3]

因此，我利用两个Beetle ESP32-C3一个作为遥控器发射端，一个作为小车接收端，利用字符串“UP”发射与接收验证“广播”功能。

此外，掌控板也有“广播”功能，查看源代码，我估计也是同个协议，也用Mind+做了掌控板的双向验证。具体如下图和演示视频。

（电脑浏览器可正常观看，手机浏览器切换成”电脑模式“可观看，确实无法观看复制视频地址通过浏览器观看）

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Su411p7sW/?spm_id_from=333.788&vd_source=70459f7369999ce0e18a8fef6dbab909

2.其他模块

解决了无线通讯的问题，其他部分相对比较熟悉，调试过程比较顺利。限于篇幅，下面做简单展示。

（1）遥杆模块

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV14M4y1e7TM/?vd_source=70459f7369999ce0e18a8fef6dbab909

（2）温湿度反馈模块

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Ys4y1i7QJ/?spm_id_from=333.788&vd_source=70459f7369999ce0e18a8fef6dbab909

这个部分的想法是想验证“广播”的双向传输信号，小车端在接收到信号后，完成响应并且向遥控器发送小车端搭载的温湿度传感器采集的数据。但是因为遥控器没有显示功能，最后这个功能探索成功之后没有采用。这也为后面的升级提供了思路。

（3）3PA三轮小车模块

因为本身工作比较忙，所以采用非常稳定的小车和电机驱动模块，减少工作量，请看参考资料[4]。

五、成品展示

1.遥控器

将遥杆、led模块、拓展板和电池固定在一块椴木板上（这块板是之前做作品剩下的）。

2.小车

将电池、拓展板利用螺丝固定在小车上。

3.装上电池，充电。

4.上电，启动！

默认黄色灯正常模式，红色灯运动模式，绿色灯平稳模式。

视频地址：https://www.bilibili.com/video/BV1Z14y1D7NC/?spm_id_from=pageDriver&vd_source=70459f7369999ce0e18a8fef6dbab909

六、收获与感悟

关于这个项目，作为一个业余爱好者，其实有很多想法，但是只停留在想法阶段。有工作的原因，忙碌的工作很难有大块时间学习。另外的一个原因就是技术，很多困难无法逾越，一些想法也就搁浅。本次的使用给了我一个契机，强迫自己做出一个东西，虽然是很普普通通的项目。

关于这块Beetle ESP32-C3，他的通讯功能和自带充电模块、体积小是亮点。如果在拓展板上改进，并且兼容Mind+，会有更多的发展空间。

关于小车，其实还有很多不足，比如两个电机在同个pwm的情况下功率不同，比如还没实现的其他功能。时间关系，先交作业吧。

后面还有很多事情忙，如果有时间会写个（二），把程序过程也来介绍一下。感谢大家阅读。请多多提宝贵意见。

因为预计接下来一个月很忙，所以直接上程序。请各位大佬多多指点；

基于Beetle ESP32-C3的遥控小车设计（二） - DF创客社区 - 分享创造的喜悦 (dfrobot.com.cn)

参考资料

[1]Beetle ESP32-C3(RISC-V芯片)-Beetle微型控制器-DFRobot创客商城  

https://www.dfrobot.com.cn/goods-3494.html

[2]Mixly 简介 — Mixly Wiki  https://mixly.readthedocs.io/zh_CN/latest/basic/01Mixly_introduction.html

[3]ESP-NOW：竟然还有如此好用的无线通信方式 | ESP32学习之旅-Arduino版 (zhihu.com)

https://www.zhihu.com/tardis/zm/art/344109867?source_id=1005

[4]电机驱动、双路直流电机、微型、产品简介、产品参数、使用说明、应用样例 (dfrobot.com.cn)

https://www.dfrobot.com.cn/goods-1634.html

视频合集：https://www.bilibili.com/video/BV1Z14y1D7NC/

有个APP叫蓝牙调试器，效果和Blynk一样，推荐用那个，也省得做遥控器费事。

帅猫 发表于 2023-6-3 21:07
有个APP叫蓝牙调试器，效果和Blynk一样，推荐用那个，也省得做遥控器费事。 ...

嗯嗯，谢谢。

很赞！很赞！

豆爸 发表于 2023-6-7 10:50
很赞！很赞！

感兴趣玩一玩而已。向您学习。

您好，同学，打扰了！您可以提供一下这个mixly的'消息“库文件吗？