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[嵌入式]ESP32-CAM模块网络摄像头demo加装舵机控制教程

目录

硬件

1、ESP32-CAM模块 + USB串口
2、360°舵机
3、180°舵机

接线方式

在这里插入图片描述

把电机按照产品描述连接5V跟GND,信号线按照设定PWM的输出GPIO口接,如我,GPIO14为180°电机控制信号,GPIO15为360°电机控制信号。

电机线描述如下图
在这里插入图片描述

修改网络摄像头demo程序

1、打开VSCode,打开demo程序

在这里插入图片描述在这里插入图片描述

2、在文件夹camera_web_server中的main文件夹中创建电机控制的.c文件,在main文件夹的include中创建电机控制的.h文件
在这里插入图片描述
3、打开app_mcpwm.h文件,添加电机控制函数声明。目前需要用到的是以下几个函数

//app_mcpwm.h
#ifndef _APP_MCPWM_H_		//
#define _APP_MCPWM_H_		//头文件预处理

#ifdef __cplusplus
extern "C" {
#endif

void app_mcpwm_main();			//电机初始化函数

void motor_forward(float duty); //PWM占空比设置,用于180°电机控制角度

void motor_step();			//360°电机正转

void motor_back();			//360°电机反转

void motor_stop();			//360°电机停止
#ifdef __cplusplus
}
#endif

#endif

4、打开app_mcpwm.c文件,开始对电机控制函数进行实现。

#include <stdio.h>
#include "string.h"
#include "app_mcpwm.h"
#include "driver/mcpwm.h"		//电机PWM输出控制的部分其实芯片厂商已经给出对应的接口,具体实现在esp-idf目录下的driver目录中。我们这里把头文件#include "driver/mcpwm.h"添加进来就可以使用与PWM相关的函数。



void moto_init(){			//做PWM的初始化
    mcpwm_gpio_init(MCPWM_UNIT_0, MCPWM0A, 14);		//首先是初始化GPIO14,设置成MCPWM0A的输出引脚
    mcpwm_gpio_init(MCPWM_UNIT_0, MCPWM0B, 15);		//首先是初始化GPIO15,设置成MCPWM0B的输出引脚
    mcpwm_config_t mcpwmConfig = {					//设置Time0计时器的状态
        .frequency = 50, 							//设置频率,单位是HZ。周期=1/频率,算出周期=20ms	
        .cmpr_a = 2.5, 								//PWM0A用于控制180°电机,0°的高电平是0.5ms,所以初始化占空比=0.5ms/20ms = 2.5% 
        .cmpr_b = 7.5, 								//PWM0B用于控制360°电机,静止的高电平是1.5ms,所以初始化占空比=1.5ms/20ms = 7.5% 
        .counter_mode = MCPWM_UP_COUNTER,			//设置Time0计时器的计数方式为往上加
        .duty_mode = MCPWM_DUTY_MODE_0,				//MCPWM_DUTY_MODE_0以为高电平占周期的占比方式
    };
    mcpwm_init(MCPWM_UNIT_0, MCPWM_TIMER_0, &mcpwmConfig);	//初始化开始,完成这一步后模块开始输出PWM波
}

void app_mcpwm_main(){		//主函数进来的接口
    moto_init();
}

void motor_forward(float duty){	
    mcpwm_set_duty(MCPWM_UNIT_0, MCPWM_TIMER_0, MCPWM_OPR_A, duty);		//修改PWM0A的占空比为duty
}

void motor_step(){
    mcpwm_set_duty(MCPWM_UNIT_0, MCPWM_TIMER_0, MCPWM_OPR_B, 5);	//修改PWM0B的占空比为5%
}

void motor_back(){
    mcpwm_set_duty(MCPWM_UNIT_0, MCPWM_TIMER_0, MCPWM_OPR_B, 10);	//修改PWM0B的占空比为10%
}
void motor_stop(){
    mcpwm_set_duty(MCPWM_UNIT_0, MCPWM_TIMER_0, MCPWM_OPR_B, 7.5);	//修改PWM0B的占空比为7.5%
}

5、在app_main.c文件中加入电机控制函数的调用
在这里插入图片描述

以上这几部就已经可以写好电机控制的函数了。但是我们的目标是由HTML网页控制电机转动。接着往下。

修改HTML文件

以VScode打开main目录下的WWW目录下的index_ov2640.html
在这里插入图片描述

1、我们的目标是添加两个控制电机的控件,可以参考AE Level,在该控件下添加连个一样的布局。
在这里插入图片描述
2、打开index_ov2640.html,,找到AE Level的那一行,把真个布局拷贝复制修改如下
在这里插入图片描述
这里可以看到在新增控制180和360中,

<input type="range" id="motor2_place" min="-2" max="2" value="0" class="default-action">

注意其中的id=xxx,这个id最中会传到模块中。

在这里插入图片描述
修改最大最小值,保存
我们可以看到HTML已经改好了
在这里插入图片描述

修改模块的app_httpd.c文件

找到函数

static esp_err_t cmd_handler(httpd_req_t *req)

该函数是HTML操作类请求的入口
最后面添加
在这里插入图片描述
此部分为处理关键字名子为motor1_place和motor2_place的函数部分:
1、motor1_place处理中先根据角度转换成对应占空比,在设置到模块中。
2、motor1_place处理中则直接根据1:正转;-1:反转;0:停止来修改不同的占空比。

修改完成后,进行编译烧录,即可完成。

最后说一下占空比怎么计算。

180°电机控制

180°电机的官方使用说明如下
在这里插入图片描述
0°~180°对应的脉冲宽度为0.5ms—2.5ms

以频率为50HZ来算,那么周期T
T = 1 / 频率 = 1 / 50 =0.02s = 20ms
那么0°~180°对应占空比是0.5/20 — 2.5/20 也就是2.5 — 12.5

设置x为要转的角度,设占空比为y,那么可以得到以下公式:

y = x * (12.5 - 2.5)/180 +2.5

故对于180°电机,初始化占空比为2.5,设置某角度则根据上述公式计算出占空比。

360°电机控制

360°电机的官方使用说明如下
在这里插入图片描述

360°电机需要控制的是方向跟速度。
1ms — 1.5ms :正转,且速度越靠近1.5ms越慢
1.5 : 停止
1.5ms — 2ms : 反转,且速度越靠近1.5ms越慢

那么我们设定速度为固定最大,即:

1ms:正转
1.5 : 停止
2ms : 反转

以频率为50HZ来算,那么周期T
T = 1 / 频率 = 1 / 50 =0.02s = 20ms
那么

正转对应占空比:5%
停止对应占空比:7.5%
反转对应占空比:10%

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加:2022-03-08 22:42:39  更:2022-03-08 22:44:24 
 
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