ESP32 四足机器人

项目简介

本项目是基于ESP32单片机四足机器人设计，从创建工程到写此文共用时7天，从已有的步态开始建立。
主要功能：执行16个不同的动作，配合表情变化，可以通过手机APP使用UDP远程控制，
可以使用AP模式或者STAION模式来控制，也可以用手机app配网无需打开或者更改程序，
带OTA空中下载功能方便更新，OTA网址可以通过手机app写入，使用巴法云平台托管OTA更新所需bin文件。

项目功能

机器人16个动作：立正，前进，后退，左转，右转，正常，趴下，睡眠，狗刨，装死，过来，臣服，你好，手指，投降，跳舞。
可以使用手机app或者电脑上的NetAssist通过udp协议直接向单片机传输动作指令或是功能指令。
- 功能指令包括：动作控制，单个舵机控制，PWM频率控制，配网，配置OTA更新网址，切换ESP32的WiFi模式，触发OTA更新程序。
- 动作指令包括：16个基础动作，RGB炫彩灯任务的挂起和恢复，显示本地IP，9个表情轮询展示。
带有0.96寸的OLED屏幕能够显示表情和提示信息：9个表情映射16个动作，显示本地IP，提示配网信息接受成功，显示OTA更新中提示，展示WiFi模式选择菜单。
两颗WS2812目前就做了炫彩灯功能。
四个按键，EN，BOOT，Key1，Key2，配合使用能够切换WiFi模式和触发OTA更新。
使用OTA更新功能方便进行远程更新下载。

项目参数

采用PCA9685芯片控制8个舵机，使用I2C和单片机进行通信，能够节约引脚和算力。
直接市面上比较普遍的充放一体模块进行电源设计，节省设计时间。链接
四足的零件是直接淘宝买的成品。链接
舵机是最便宜最烂的SG90。

硬件说明

本项目由以下部分组成：电源部分，主控部分，舵机控制部分，按键控制部分，功能器件部分。

硬件联系图

加重颜色代表底层，而减轻颜色代表顶层，最淡的代表盖在顶层之上。

单片机程序说明

一开始其实想用蓝牙的，连接方便，单片机程序方便，手机APP程序开发也方便，就是太大了，我没开蓝牙之前编译完用了22%的flash(默认程序分配1.2M大小)，开蓝牙一下子占用到90%，导致后续程序估计写不下了，最后就用了UDP。

arduino的自带库是这样的，用idf就会好很多。

本程序采用FreeRTOS多任务结构运行，任务之间使用任务通知进行沟通，包括：

void ota_task(void *param)
//OTA任务，可被其他任务创建，用于触发OTA更新

void udp_control(void *param)
//UDP任务，用于接收发过来的指令，解析后通知其他任务处理，还能在启动任务时广播发出本地IP和WiFi模式以及RGB的状态，以便单片机不知道手机APP的IP情况下让APP也能接收后解析读取

void motion_task(void *param)
//舵机控制任务，接收UDP任务发送过来的通知，并且执行相应动作

void oled_task(void *param)
//OLED控制任务，接收UDP任务发送过来的通知，并且执行相应显示，还能够通过按键显示菜单来通知UDP重启并且切换WiFi模式

void ws2812_task(void *param)
//RGB炫彩灯任务，简单执行炫彩灯，可以被指令挂起或者恢复达到切换RGB显示的目的

void setup()
void loop()
//在setup中创建开始所需的任务以及一些必须的初始化，随后在loop中删除任务节约内存

OTA使用巴法云服务器进行bin文件托管，相关教程可以参考这篇blog。

还把一些比较繁杂的过程都写成Class了，main.cpp就是主要流程。

由于这个工程写的比较快，没有美化什么，所以阅读估计不太方便。

具体的程序内容和介绍可以去看我github库，之后大概会在里面的readme写更加详细的代码功能。

随后有空可能会在代码中添加注释，这种比较小的工程不太愿意写什么注释，大家可以用VSCode里面找个AI插件，让AI辅助注释一下。目前我在用CodeGeeX，不能说特别厉害，但还是挺好使的，最主要不用钱！

可以看一下我的Commit，确实提交次数不多，都是在加功能，没啥优化。

手机APP程序说明

AI2的工程文件也会放在GitHub库中，这里只会发目前版本的APK文件。

可以看到默认master分支里面的 appinventor2 文件夹里面就是aia文件。

使用APP Inventor 2进行图形化编程开发，对于没有Android开发经验的新人还是非常友好的。

我直接用的MIT的原站而不是国内的不维护的网站，不知道工程能不能兼容。

唯一使用UDP拓展，就是这个：

图形化编程太大了不好截图就不发了，实物图有软件在手机上的截图
主要控件内容：

//指令发送部分，包括指令填写框和发送按钮

//单个舵机控制部分，同样使用上面的指令发送按钮

//5个移动动作：四向运动和立正，10个展示动作

//RGB开关

//我想跳舞！16号动作

//UDP所需的remote IP 和 remote Port填写框（会自动输入，也可以手动）和连接开关
    //UDP不像TCP那样一对一连接，所以这个连接按钮主要功能是切换面板内容

//UDP监听开关和监听显示框，是程序控制的

//AP模式和STA模式两个按钮，对应单片机上的AP模式和STA模式

//配网：WiFi名称和WiFi密码输入框，点击配网按钮

//OTA网址输入框和发送框，用于更新OTA网址