小狗训练营

项目简介

项目功能

1. 运动功能：通过 4 个 360 度舵机，利用 PWM 实现多角度自定义控制，可完成前进、后退、左转、右转、坐下、趴下、举起左手、举起右手、舵机集体左转 90 度、舵机集体右转 90 度等动作，还具备随机运动模式。
2. 显示功能：支持 SSD1306、SSD1315 驱动屏幕，实现表情及信息显示，能展示时间、天气等信息。
3. 交互功能：支持 2.4G 信号 WIFI 热点控制，通过手机遥控操作；设有按键，可进行简单控制；具备网页交互界面，用于设备配置、电机校准和机械狗控制。
4. 其他功能：拥有电池电量检测功能，可实时监测电池状态。

项目参数

1. 主控芯片：采用 ESP8266，内置 Tensilica L106 32 位 RISC 处理器，最高工作频率 160MHz，支持实时操作系统和 Wi - Fi 协议栈。
2. 舵机：4 个 360 度舵机，型号为 SG90（180 度版），工作电压 3.3V - 6V，建议驱动电压 5V，堵转扭矩 1.8kgf・cm，工作速度 0.12s/60 度。
3. 显示屏：OLED 屏幕模组，工作电压 3V - 5V（显示）、1.65V - 3.3V（逻辑），视角范围广，不同亮度下有不同使用寿命。
4. 电池：采用 2 节 14500 钢壳锂电池串联，标称容量 500mAh，标称电压 3.7V，最大充电电流 500mA，最大放电电流 1000mA。
5. 电源电路：舵机电源采用 AMS1117 - 5V 固定输出 LDO，主控电源采用 AMS1117 - 3.3V 固定输出 LDO。

原理解析（硬件说明）

1. 主控电路
   • ESP8266 模组外部电路：遵循官方设计规范，对 GPIO0、GPIO2、RST、EN 等引脚进行上拉，CS 片选引脚下拉，确保芯片正常工作。
   • 硬件 IIC 通信：硬件 IIC 引脚为 GPIO4 - SDA、GPIO5 - SCL，用于与屏幕通信，提高屏幕刷新速度和显示效果。
   • 模式切换电路：ESP8266 有运行模式和下载模式，通过引出 TX、RX、GND、3.3V 引脚作为串口通信接口，增加 IO0 和 GND 引脚用于跳线切换模式。
2. 交互电路
   • IIC 屏幕显示电路：OLED 屏幕模组集成驱动电路，通过 SPI 接口与主控模块相连，采用标准插座接口，简化电路设计。
   • 舵机驱动电路：为使用易焊接插件器件且保证体积小，未在舵机 PWM 信号引脚接下拉电阻，可后续添加以优化电机状态。
   • 按键电路：选用 GPIO15 和 GPIO2 接口，GPIO15 下拉并接 3.3V，GPIO2 接入 GND。
   • ADC 电量检测电路：通过分压电路将 8.4V 输入电压适配到 ESP8266 的 1.0V ADC 输入，分压比约为 0.119。
3. 电源电路
   • 舵机电源供电电路：选择 AMS1117 - 5V 为舵机供电，确保输入电压在 5 - 18V，适配 2 节 14500 电池串联的电压范围。
   • 电池选择：采用 2 节 14500 钢壳锂电池串联，电压范围 5.5 - 8.4V，满足 AMS1117 - 5V 输入要求，省去升压电路。
   • 主控电源供电电路：使用 AMS1117 - 3.3V 为 ESP8266 供电，从 14500 电池取电，确保供电电流高于 500mA。

注意事项

1. 硬件方面：焊接时注意电烙铁使用安全，避免烫伤；确保元器件焊接正确，注意引脚极性；调试前检查电路连接，防止短路损坏器件；使用跳帽切换模式时，操作要谨慎，避免损坏引脚。
2. 软件方面：烧录程序时确保进入正确下载模式，检查串口连接；编写程序时注意变量定义和函数调用，避免语法错误；更新第三方库时注意版本兼容性。
3. 其他方面：使用嘉立创免费打样服务时，注意优惠券领取和使用规则；PCB 设计尺寸要符合打样要求；舵机校准时记录合理补偿值，如需保存到程序需重新刷入。

组装流程

1. 准备工作：准备好 PCB 板、元器件、焊接工具（电烙铁、焊锡丝、高温海绵、斜口钳等）。
2. 焊接元器件：按照焊接顺序，从矮到高依次焊接元器件，可借助嘉立创 EDA 专业版的焊接辅助工具。
3. 安装电池盒与电池：将电池盒安装到 PCB 板对应位置，装入 2 节 14500 电池。
4. 连接舵机：将舵机连接到 PCB 板的舵机接口。
5. 检查与调试：焊接完成后检查电路连接，进行程序烧录和调试，校准舵机。

实物图