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INTERNET OF THING (IoT)

ESP32 - 자동차 | ESP32 - Car

만약 여러분이 ESP32를 처음 시작하는 경우에 시도해볼 수 있는 가장 멋진 것 중 하나는 로봇 자동차를 만드는 것입니다. 이 가이드에서 우리는 ESP32를 사용하여 로봇 자동차를 구축하고 IR 리모컨으로 제어하는 방법을 배울 것입니다. 웹(Wifi)을 통해 로봇 자동차를 제어하려면 ESP32로 웹을 통해 자동차 제어하기 튜토리얼을 참조하세요.

준비물

1	×	ESP-WROOM-32 Dev Module	쿠팡 \| Amazon
1	×	USB Cable Type-C	쿠팡 \| Amazon
1	×	2WD RC Car	쿠팡 \| Amazon
1	×	L298N Motor Driver Module	쿠팡 \| Amazon
1	×	IR Remote Controller Kit	Amazon
1	×	CR2025 Battery (for IR Remote controller)	Amazon
1	×	1.5V AA Battery (for ESP32 and Car)	Amazon
1	×	Jumper Wires	Amazon
1	×	Breadboard	쿠팡 \| Amazon
1	×	(Recommended) Screw Terminal Expansion Board for ESP32	쿠팡 \| Amazon

공개: 이 섹션에서 제공된 링크 중 일부는 제휴 링크입니다. 이 링크를 통해 구매한 경우 추가 비용없이 수수료를 받을 수 있습니다. 지원해 주셔서 감사합니다.

로봇 자동차에 관하여

ESP32 컨텍스트에서 로봇 자동차는 로봇 자동차, RC 자동차, 원격 제어 자동차, 스마트 자동차 또는 DIY 자동차와 같이 다양한 이름으로 불리곤 합니다. 이것은 어떤 전선 없이도 거리에서 제어할 수 있습니다. 적외선을 사용하는 특별한 리모컨이나 Bluetooth 또는 WiFi를 통한 스마트폰 앱을 사용할 수 있습니다. 로봇 자동차는 왼쪽이나 오른쪽으로 갈 수 있고, 또한 앞으로 또는 뒤로 갈 수 있습니다.

ESP32용 2WD(Two-Wheel Drive, 2륜 구동) 자동차는 ESP32 보드를 사용하여 제작하고 제어할 수 있는 작은 로봇 차량입니다. 일반적으로 다음 구성 요소로 이루어져 있습니다:

섀시: 차량의 기본이 되는 프레임이며, 다른 모든 구성 요소가 장착되는 곳입니다.
바퀴: 차량의 움직임을 제공하는 두 개의 바퀴입니다. 두 개의 DC 모터에 연결됩니다.
모터: 두 개의 바퀴를 구동하는 데 사용되는 두 개의 DC 모터입니다.
모터 드라이버: 모터 드라이버 보드는 ESP32와 모터 사이의 인터페이스 역할을 하는 필수 구성 요소입니다. ESP32로부터의 신호를 받아 모터에 필요한 전력과 제어를 제공합니다.
ESP32 보드: 차량의 두뇌입니다. 센서와 사용자 명령에서 입력을 읽고 그에 따라 모터를 제어합니다.
전원 소스: 2WD 차량은 모터와 ESP32 보드를 구동하기 위해 배터리와 배터리 홀더를 포함한 전원 소스가 필요합니다.
무선 수신기: 원격 제어나 스마트폰과의 무선 통신을 위한 적외선, 블루투스 또는 WiFi 모듈입니다.
선택 구성 요소: 프로젝트의 복잡도에 따라 장애물 회피용 초음파 센서, 선 따라가기 센서 등과 같은 다양한 선택 구성 요소를 추가할 수 있습니다.

이 튜토리얼에서는 단순화하기 위해 다음을 사용할 것입니다:

2WD 자동차 키트(샤시, 바퀴, 모터, 배터리 홀더 포함)
L298N 모터 드라이버
IR 적외선 키트(IR 컨트롤러 및 IR 수신기 포함)

이 페이지 상단의 하드웨어 목록을 확인하세요.

작동 원리

ESP32는 L298N 모터 드라이버 모듈을 통해 로봇 카의 DC 모터에 연결됩니다.
ESP32는 IR 수신기에 연결됩니다.
배터리는 ESP32, DC 모터, 모터 드라이버, 그리고 IR 수신기를 전원 공급합니다.
사용자는 IR 리모트 컨트롤러의 상/하/좌/우/확인 키를 누릅니다.
ESP32는 IR 수신기를 통해 상/하/좌/우/확인 명령을 받습니다.
ESP32는 모터 드라이버를 통해 DC 모터를 제어함으로써 자동차를 전진/후진/좌/우/정지로 이동하게 합니다.

선연결

이 이미지는 Fritzing을 사용하여 만들어졌습니다. 이미지를 확대하려면 클릭하세요.

ESP32 및 다른 구성 요소에 전원을 공급하는 방법에 대해 잘 알지 못하는 경우, 다음 튜토리얼에서 안내를 찾을 수 있습니다: ESP32 전원 공급 방법.

보통, 두 가지 전원이 필요합니다:

모터용으로 하나 (L298N 모듈을 통해 간접적으로).
ESP32 보드, L298N 모듈, 그리고 IR 수신기를 위해 다른 하나.

그러나 모든 것에 단 한 개의 전원을 사용하여 이를 단순화하는 방법이 있습니다. 이를 위해 네 개의 1.5V 배터리(총 6V)를 사용하면 됩니다. 다음과 같이 할 수 있습니다:

다이어그램에 표시된 대로 L298N 모듈에 배터리를 연결하세요.

L298N 모듈에서 ENA와 ENB 핀을 5볼트에 연결하는 두 개의 점퍼를 제거하세요.

다이어그램에 노란색 원으로 표시된 5VEN이 라벨링된 점퍼를 위치시키세요.

L298N 모듈의 스크루 터미널에 있는 12V 핀을 ESP32 보드의 Vin 핀에 연결하세요. 이것은 배터리(6V)에서 직접 ESP32에 전력을 공급합니다.

ESP32 코드

/* * 이 ESP32 코드는 newbiely.kr 에서 개발되었습니다 * 이 ESP32 코드는 어떠한 제한 없이 공개 사용을 위해 제공됩니다. * 상세한 지침 및 연결도에 대해서는 다음을 방문하세요: * https://newbiely.kr/tutorials/esp32/esp32-car */ #include <DIYables_IRcontroller.h> // IR 리모컨 라이브러리 #define IR_RECEIVER_PIN 13 // ESP32 핀 GPIO13은 IR 수신기에 연결됩니다 #define ENA_PIN 14 // ESP32 핀 GPIO14는 L298N의 ENA 핀에 연결됩니다 #define IN1_PIN 27 // ESP32 핀 GPIO27은 L298N의 IN1 핀에 연결됩니다 #define IN2_PIN 26 // ESP32 핀 GPIO26은 L298N의 IN2 핀에 연결됩니다 #define IN3_PIN 25 // ESP32 핀 GPIO25은 L298N의 IN3 핀에 연결됩니다 #define IN4_PIN 33 // ESP32 핀 GPIO33은 L298N의 IN4 핀에 연결됩니다 #define ENB_PIN 32 // ESP32 핀 GPIO32는 L298N의 ENB 핀에 연결됩니다 DIYables_IRcontroller_17 irController(IR_RECEIVER_PIN, 200); // 디바운스 시간은 200ms입니다 void setup() { Serial.begin(9600); irController.begin(); pinMode(ENA_PIN, OUTPUT); pinMode(IN1_PIN, OUTPUT); pinMode(IN2_PIN, OUTPUT); pinMode(IN3_PIN, OUTPUT); pinMode(IN4_PIN, OUTPUT); pinMode(ENB_PIN, OUTPUT); digitalWrite(ENA_PIN, HIGH); // 전속력 설정 digitalWrite(ENB_PIN, HIGH); // 전속력 설정 } void loop() { Key17 key = irController.getKey(); if (key != Key17::NONE) { switch (key) { case Key17::KEY_UP: Serial.println("CAR - MOVING FORWARD"); CAR_moveForward(); break; case Key17::KEY_DOWN: Serial.println("CAR - MOVING BACKWARD"); CAR_moveBackward(); break; case Key17::KEY_LEFT: Serial.println("CAR - TURNING LEFT"); CAR_turnLeft(); break; case Key17::KEY_RIGHT: Serial.println("CAR - TURNING RIGHT"); CAR_turnRight(); break; case Key17::KEY_OK: Serial.println("CAR - STOP"); CAR_stop(); break; default: Serial.println("WARNING: unused key:"); break; } } } void CAR_moveForward() { digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, HIGH); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_moveBackward() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, HIGH); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, HIGH); } void CAR_turnLeft() { digitalWrite(IN1_PIN, HIGH); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_turnRight() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, HIGH); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); } void CAR_stop() { digitalWrite(IN1_PIN, LOW); digitalWrite(IN2_PIN, LOW); digitalWrite(IN3_PIN, LOW); digitalWrite(IN4_PIN, LOW); }

사용 방법

만약 이번이 ESP32를 처음 사용하는 경우라면, Arduino IDE에서 ESP32 환경 구축하기를 참조하세요.
이 지침을 따라 Arduino IDE에 DIYables_IRcontroller 라이브러리를 설치하세요.
위에 보여진 다이어그램대로 배선을 하세요.
코드 업로드 시 USB 케이블을 통해 ESP32에 전원을 공급할 것이므로 ESP32의 Vin에서 전선을 연결 해제하세요.
바퀴가 위로 오도록 자동차를 뒤집으세요.
ESP32 보드를 마이크로 USB 케이블을 사용하여 PC에 연결하세요.
PC에서 Arduino IDE를 엽니다.
올바른 ESP32 보드(예: ESP32 Dev Module)와 COM 포트를 선택하세요.
제공된 코드를 복사하고 Arduino IDE에서 열어보세요.
Arduino IDE에서 Upload 버튼을 클릭하여 코드를 ESP32로 전송하세요.
IR 리모컨트롤러를 사용해서 자동차를 앞으로, 뒤로, 왼쪽으로, 오른쪽으로 움직이게 하거나 정지시키세요.
바퀴가 명령에 따라 올바르게 움직이는지 확인하세요.
바퀴가 잘못된 방향으로 움직인다면 L298N 모듈의 DC 모터의 전선을 서로 바꿔 보세요.
또한 Arduino IDE의 Serial Monitor에서 결과를 볼 수 있습니다.

COM6

Send

CAR - MOVING FORWARD CAR - MOVING BACKWARD CAR - TURNING LEFT CAR - TURNING RIGHT CAR - STOP

Autoscroll Show timestamp

Clear output

9600 baud

Newline

모든 것이 순조롭게 진행되고 있다면, ESP32에서 USB 케이블을 분리한 다음, 전선을 다시 Vin 5V 핀에 연결하세요. 이것은 배터리에서 ESP32로 전원을 공급할 것입니다.

차를 정상 위치로 돌려 바퀴가 땅에 닿게 하세요.

차를 제어하는 것을 즐기세요!

코드 설명

위의 아두이노 코드의 주석 줄에 설명을 찾을 수 있습니다.

다음 튜토리얼을 확인함으로써 코드에 대해 더 자세히 알아볼 수 있습니다:

ESP32 - Infrared Remote Control tutorial
ESP32 - DC motor tutorial

이 프로젝트를 다음 방법으로 확장할 수 있습니다:

장애물을 감지하면 즉시 차량을 정지시키는 장애물 회피 센서 추가.
차량의 속도를 제어하는 기능 추가 (ESP32 - DC 모터 튜토리얼 참조). 제공된 코드는 차량을 전속력으로 제어합니다.

동영상

비디오 제작은 시간이 많이 걸리는 작업입니다. 비디오 튜토리얼이 학습에 도움이 되었다면, YouTube 채널 을 구독하여 알려 주시기 바랍니다. 비디오에 대한 높은 수요가 있다면, 비디오를 만들기 위해 노력하겠습니다.