Die Verkabelung ist die Grundlage dafür, dass alle elektronischen Komponenten deines Roboterautos reibungslos zusammenarbeiten. In diesem Artikel zeige ich dir, wie du den ESP32 mit dem PCA9685 Servo-Controller, dem Motortreiber, dem OLED-Display und dem LED-Ring verbindest.
Der ESP32 ist das zentrale Steuermodul deines Roboters. Alle anderen Komponenten werden an diesen Mikrocontroller angeschlossen.
2. PCA9685 Servo-Controller
Dieser Baustein erweitert die PWM-Ausgänge deines ESP32 und ermöglicht die präzise Ansteuerung von Motoren und Servos.
3. Motortreiber (z. B. L298N)
Der Motortreiber übernimmt die Steuerung der TT-Getriebemotoren.
4. OLED-Display
Das Display zeigt den aktuellen Status deines Roboters an, wie z. B. „Controller verbunden“ oder „Motoren gestoppt“.
5. WS2812 LED-Ring
Der LED-Ring sorgt für visuelle Effekte, wie Geschwindigkeitssignale oder Ambientes Licht.
Robot ESP32 – logische Verkabelung
Schritt-für-Schritt-Anleitung zur Verkabelung
1. Verbindung des PCA9685 Servo-Controllers mit dem ESP32
Der PCA9685 wird über die I2C-Schnittstelle mit dem ESP32 verbunden:
SDA (Datenleitung): Verbinde den SDA-Pin des PCA9685 mit GPIO21 des ESP32.
SCL (Taktleitung): Verbinde den SCL-Pin des PCA9685 mit GPIO22 des ESP32.
VCC und GND: Schließe die Stromversorgung des PCA9685 an 3.3V (VCC) und GND des ESP32 an.
Robot ESP32 PCA9685 I2C Verkabelung
2. Anschluss des Motortreibers an den PCA9685
Die PWM-Ausgänge des PCA9685 steuern den Motortreiber:
Verbinde sechs PWM-Kanäle des PCA9685 mit den Eingängen des Motortreibers (z. B. IN1 bis IN4) und ENA und ENB.
Servo Controller PCA9685
Motortreiber L298N
Kanal 0
ENA
Kanal 1
IN 1
Kanal 2
IN 2
Kanal 3
IN 3
Kanal 4
IN 4
Kanal 5
ENB
Robot ESP32 PCA9685 I2C und L298N H-Bridge Verkabelung
3. OLED-Display anschließen
Das OLED-Display wird ebenfalls über den I2C Bus angesteuert. Da aber die beiden Pins 21/22 am ESP32 bereits belegt sind verwenden wir den Ausgang des I2C Bus am PCA9685 Servo-Controller.
SDA: Verbinde den SDA-Pin des Displays mit dem SDA Ausgang des Servo Controller. (gemeinsam mit dem PCA9685).
SCL: Verbinde den SCL-Pin des Displays mit dem SCL Ausgang des Servo Controllers. (gemeinsam mit dem PCA9685).
VCC und GND: Schließe die Stromversorgung an 3.3V (VCC) und GND des Servo Controllers an wie im nachfolgenden Bild zu sehen ist.
Robot ESP32 PCA9685 I2C und L298N H-Bridge und OLED Display Verkabelung
4. LED-Ring (WS2812) an den ESP32 anschließen
Der WS2812 LED-Ring wird über einen einzigen Datenpin angesteuert:
DIN (Datenleitung): Verbinde den DIN-Pin des LED-Rings mit GPIO5 des ESP32 wie im Bild unten gezeigt.
VCC und GND: Schließe die Stromversorgung des LED-Rings an 5V und GND an. Die notwendige 5V Stromversorgung sollte von einer stabilen Stromquelle wie dem Step-Down-Converter direkt erfolgen. Denn die Stromaufnahme in Amper ist zu hoch als das hier über den 3,3V Pin des ESP32 direkt gegangen werden sollte. Ich habe ein abgeschnittenes USB A Kabel genommen und das rote / schwarze Kabel am LED-Ring angeschlossen.
Robot ESP32 PCA9685 I2C und L298N H-Bridge und OLED Display LED Ring Verkabelung
Wichtige Hinweise zur Stromversorgung
Gemeinsame Masse: Alle Komponenten müssen die gleiche Masse (GND) verwenden, um zuverlässig zu funktionieren.
Spannung beachten: Stelle sicher, dass der ESP32 mit 3.3V und die übrigen Komponenten mit der passenden Spannung (z. B. 5V für den LED-Ring und den Motortreiber) versorgt werden.
Zusammenfassung
Mit dieser Verkabelung sind alle Komponenten deines ESP32-Roboterautos optimal miteinander verbunden. Der PCA9685 sorgt für die PWM-Steuerung, während das OLED-Display und der LED-Ring visuelles Feedback geben. Der Motortreiber übernimmt die Steuerung der Motoren und macht deinen Roboter mobil.
Im nächsten Artikel erkläre ich, wie du die Software einrichtest, um die volle Funktionalität deines Roboters zu nutzen. Viel Spaß beim Tüfteln und Verkabeln!
My name is Ingmar and I build Raspberry Pi robots in my sparetime. I wrote a book about Raspberry Pi robots 2016 which is available in German. I am interested in all kinds of electronic projects like differential GPS, machine learning or robotics.
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