基于esp32的简易四足机械狗 - 嘉立创EDA开源硬件平台

1.基本元件

1.主控

        单片机采用的是esp32-s，具有丰富的外部接口，同时支持WIFI和蓝牙，可通过type c接口实现自动下载。

2.舵机

        舵机采用的是mg90s，结构简单，成本低廉，额定电压是5V。

3.电池降压

        电池我准备采用一块12v的锂电池，降压芯片是MP2236，支持18V、6A的输出，足够实现机械狗的运动了。

4.步态分析

        在这里，用使用了一个开源的小项目，这是机械狗运动学逆解的程序，当我们获取到了狗腿的的各部分长度数据，通过这个程序就可以获得两个舵机旋转的角度。具体数学原理在这儿就不赘述了。注意，前进后退，对角线的两个腿运动是相同的，但是由于左右的镜像，两个舵机的角度应该交换一下，在源码里都有体现。

2.电路设计

1.控制部分

       基本原理就是通过esp32-s的8个IO口输出周期不同的pwm波方波，控制八个舵机在相同的时间内运动不同的角度，所以说前面的部分就相当于设计了一块esp32的开发板，只不过一些接口没有引出。

2.电池降压部分

        这个项目前前后后打板了几次，主要问题就在于为了控制八个舵机，电流将近有4A，普通的锂电池和小型降压芯片无法提供这么大的电流。在这里借鉴了B站UP主工科男孙老师的一个设计，采用了mp2236这款芯片。

注意，C1 C2 C3为0805封装的贴片电容，因为它的耐压需要超过12V，0603封装的22uf电容价格很高。

3.ADC采样

为了实现，Type c接口供电和电池供电的切换，设计了adc采样，当adc采样通道检测到了Type c接口的电压，就会控制另一个gpio口输出低电平拉低mp2236的降压使能端，起到电池停止供电的作用。同时，使用ss54二极管，分离两路供电。（该功能暂未验证，待二次打板验证）

当然，倘若功能不成功，也可以R3 R4 R5 R6全不焊，焊接R13，直接用电池电压作为高电平拉高使能端。用type c接口供电需要稳压电源，普通手机充电器提供不了4A的电流。

3.使用代码

开启电脑或者手机的热点，在代码中更改热点的名称和密码，烧录后，单片机会自动搜索。在浏览器里打开单片机的IP地址，就可以直接操控机械狗了。

采用arduino框架，使用VS Code+PlatformIO开发。

打开页面如下：

      该项目在代码的编写上仍有很大的优化空间，后续将会借助这个载体，使用esp32-cam实现诸如物体识别之类的功能。敬请期待。

更新：

2023.03.15

增加了0.94寸OLED屏幕显示，可以显示成功连接WIFI，显示出WIFI名称和IP地址，并且显示当前的运动状态