Безжично управление на Лего двигатели със Steam Controller

Когато бях млад, винаги съм искал да имам техници на Lego, с които да създавам страхотни неща. Автономни танкове с въртящи се кули, които изстрелват Lego тухли. Но тогава нямах такъв комплект.

И дори нямаше обикновени тухли Лего. Имах само приятел, чийто брат имаше всички тези скъпи играчки.

И сега имам син на тази възраст. И той строи танкове, които ... глупаво напред, докато не се блъснат в стената 🙂

А сега е време за ESP32 и магията на поялника - нека сглобим правилното дистанционно за тях!

Не, разбира се, че знам за съществуването на такива дистанционни. Но никой от тях не ми пасва идеално. Те са или инфрачервени, с технология от 80-те, или прекалено големи. Или скъпи. И най-важното е, че няма да мога да кажа на сина си за нито един от тях: „Направих го специално за вас!“

Така че нека направим ново, подобрено дистанционно управление, което да управлява всички!



Съставки:

• ESP32-WROOM-32D | WiFi, BLE и процесор с I/O - достатъчни за управление на двама двигатели и LED.
• DRV8833 | двоен H-мост с достатъчно мощност за двигателите.
• TPS62162 | намалете напрежението до 17V, също за забавление при запояване на корпуса WSON-8 2x2mm
• CP2104 | за програмиране на ESP32
• конектори за свързване на двигатели и диоди. Отрежете проводниците и ги запоете отдолу, а отгоре залепете конектора Lego.

Всичко това ще бъде поставено на доста малка дъска - ето как изглежда в редактора на EasyEDA:

Кабелът, който се вижда на заглавната снимка, е необходим не за коригиране на някои грешки, а за захранване от USB. Може да не е достатъчно за мотора, но за съжаление контактите от Китай все още не са дошли при мен. Затова първо проверявам работата на светодиодите. За красота на снимката просто сложих конектора от мотора на платката.

Версия 1.1 на моята платка (за разлика от версия 1.2, която вече е на EasyEDA) нямаше светодиоди, така че запоих два антипаралелни диода към изхода, за да мога да видя какво се случва. Ако се вгледате внимателно, видеото показва алтернативно включване на чифт диоди 0603, показващи движение напред / назад.

Колкото до дистанционното, в началото просто исках да сглобя допълнителна платка с бутони и още едно ESP32 - класическо дистанционно.

Тогава обаче се сетих, че контролерите на Steam имат режим на работа с Bluetooth Low Energy (BLE). Реших да се справя с този проблем и след няколко часа се научих как да получавам пакети от контролера.

За да направите това, просто трябва да потърсите HID устройство, което нарича себе си SteamController и да се свържете с него. И след това използвайте недокументирана услуга от Valve и няколко недокументирани команди, позволяващ предаването на пакети.

Също така попаднах на недокументиран формат на отчет, който анализирах ръчно.

След около час значението на флаговете и стойностите ми стана ясно и успях да мига светодиода с помощта на Steam контролера и ESP32. ¯_(ツ)_/¯

файлове

• Схема и PCB на EasyEDA easyeda.com/EFS-GH/legoremote
• Източници за Arduino: github.com/g3gg0/LegoRemote

v1.0: "пробен подход"
- първият вариант, за който избрах грешен регулатор на напрежението. TPS62291 приема напрежението само до 6 V. Разработвах няколко проекта паралелно и забравих, че устройството трябва да работи с 9 V.

v1.1: "достатъчно добър"
- тази опция се вижда във видеоклиповете и всичко работи

v1.2: "финал"
- добавени индикаторни светодиоди към изхода и оптимизирани размерът и оформлението на платката

Следващият кратък видеоклип показва фазата на свързване (1-3 секунди след включване) и управлението на изходите на двигателя. Конекторът от Lego все още не е свързан. Ще отиде на празното място до другите конектори, маркирано с бял правоъгълник.

Сега синът ми редовно използва този контролер, за да контролира машините, които е сглобил.

По време на стрес теста се сблъсках само с един проблем: мислех, че режимът „бързо затихване“ [fast decay] на драйвера на двигателя ще работи най-добре, но поради него след няколко секунди работа скоростта на двигателя падна много . Така че промених кода, така че да използва "бавно разпадане" [slow decay].

Въпреки че не съм сигурен как работи DRV и защо моторът първо се върти бързо, а след това след 10 секунди започва постепенно да забавя. Може би MOSFETs се нагряват и съпротивлението им нараства твърде много.

Надявам се този пример за това как да използвате Arduino без усилие да вдъхнови други хора и да им позволи да запознаят децата си с електрониката.

Източник: www.habr.com