缘起：看过稚辉君的机械臂，备受震撼。后来小米发布了伺服电机，故想尝试一下。
思路：简单来想，机械臂的最本质就是控制电机，我们只需要让电机按照我们的预想来进行旋转就可以了。当然这只是最简单的目标。由此可以计划出以下几点渐进的目标。
已实现的阶段目标:
- 简单运行电机： 电机连接电脑，然后随便转转
- solidworks建模部分： 用3d建模软件画出3d模型
- 3d打印部分： 找淘宝商家打印出3d模型，验证下是否可以安装
- 前端项目篇部分： 使用threejs + vue3做个类似数字孪生，简单点说就是网页操作控制电机旋转
- 尝试运行单片机： 运行乐鑫官方的helloworld项目
- 蓝牙部分： 单片机运行乐鑫官方的蓝牙项目，并使用手机连接通信
- TWAI部分： 单片机运行乐鑫官方的TWAI项目，并与小米电机通信
- 改写单片机项目： 根据需求需要将蓝牙项目和TWAI项目组合一起，以实现网页控制esp32单片机向小米电机发送信息
- 完善前端项目： 使用网页控制电机精准旋转
- 组装，最终成品： 组装电路，并于上位机（网页）联调
- 总结
- 未来展望
- github
- 参考文章
未来的进阶目标：
- 优化3d模型
- 动画系统（关键帧），引入贝塞尔曲线，简化机械臂的运动控制，就像css的动画那样（待验证可行性）
- 单片机改为Rust语言开发（应该可行： 参考文章 ）
- 尝试使用人工智能
备注：除了前端，其余技术未接触过，所以分的比较细。
所有物料的清单：
| 名称 | 数量 | 价格 |
|---|---|---|
| 小米电机 | 3 | 1497元 |
| ESP32 N16R8 | 1 | 54.90元 |
| TJA1050 CAN模块 | 1 | 6元 |
| 艾迈斯线XT30插头带线 | 3 | 12.6元 |
| usb-can转换器 | 1 | 79元 |
| 24V10A电源 | 1 | 46.56元 |
| DC5.5转XT30转接线 | 1 | 10元 |
| 黑色绝缘胶带 | 1 | 3.97元 |
| 杜邦线 | 2板 | 5.26元 |
| 螺丝螺母套装 | 1 | 17.91元 |
| SolidWorks软件安装费 | 1 | 10元 |
| 3D打印模型 | 1 | 100元 |
| 12V电源 | 1 | 11.16元 |
| 12V转5V转换器 | 1 | 4.9元 |
| 硅胶线18AWG（红黑2米） | 2 | 3.4元 |
| 艾迈斯线XT30连接器线公转母 | 2 | 4.2元 |
| 合计 | 1866.86 |
成品：
简单运行电机
物料:
小米电机 * 1
usb-can转换器 * 1
24V10A电源 * 1
艾迈斯线 * 1
DC5.5转XT30转接线 * 1
连线部分：
can-usb参数设置：
打开小米电机的上位机：
电机成功连接，点击jog运动的加、减号，电机就可以动起来了：
solidworks建模部分
本想做个酷一些的模型，类似稚辉君那种。刚刚简单入门，画起来还是太麻烦了，先画个简单的，以后再优化吧。
下臂：
中臂：
上臂：
组合起来如下图：
还有个底座，底板没做（暂时这么称呼），大概是用来控制重心的，使机械臂能稳定立在桌面上，以下是稚慧君的机械臂模型，参考看看：
3d打印部分
导出stl文件格式给淘宝的3d打印商家：
模型设计的问题很多，比如螺丝孔太细，管壁太薄变形，蛮多缺陷，先勉强用用。 如下图所示：
简单测试下能不能匹配：
还行，勉强能用，就是有点丑。这章到此结束。
前端项目部分
目标： 做个网页用来控制机械臂
技术： vue3 + threejs
步骤：
1.solidworks导出3d模型：在此使用glb格式(不使用.gltf格式的原因是：gltf格式会生成.bin文件，在本地预览失败，在项目中调用失败，可能是用的方式不对)。
- 搭建前端工程并搭建threejs场景（参考文章）：
4. 调整模型并添加控制轴：因为机械臂的每个关节只能固定一个方向旋转(参考文章： )，所以用transformControls来控制，并将其他其他轴隐藏。如下图所示：
5. 模型调整：重新使用solidworks装配并导出(因为臂需要和电机是一个整体)，并且调整模型的原点，以便更容易控制。
- 控制优化：想要的效果是骨骼系统那样，比如： three.js示例，但solidworks中似乎没有骨骼系统，所以就先用THREE.Object3D做个简单控制(参考文章 )，transformControls好像无法控制Object3D，所以舍弃，效果如下图所示。
这章先简单到此为止，接下来做单片机部分。
尝试运行单片机
目标： 运行esp32官方的hello world项目
物料选择:
- esp32-s3 N8R16单片机，主要原因是支持蓝牙，wifi和can通信。
- 一个typeC线
如下图：
esp-idf环境搭建
- 根据官方文档： esp快速入门 我选择的是在线安装，按默认配置安装，
2. 成功之后桌面会有快捷键图标：
3. 双击运行会自动初始化环境，如下图，接下来编译，烧录都会用到，记得使用管理员身份运行：
尝试helloworld
- 从esp-idf项目中复制出helloworld项目，粘贴至你的项目文件夹下（猜测：以后的项目应该也是去改官方的项目示例）：
2. 接下来就是按照官方文档步骤来走：
① 设置编译的目标平台: 成功则会生成build文件夹：
② 编译代码: 编译成功之后在build文件夹下会生成.bin文件。
③ 烧录： 将程序写入单片中，端口可不写，会自动寻找（注意: typeC插入esp32的正确的口，我用的是COM口）:
④ 执行命令idf.py monitor可看到程序的输出:
3.到此算简单入门了，接下来就是探索蓝牙和TWAI协议了。
蓝牙部分
目标： 运行官网的蓝牙Master项目，并尝试用LightBlue（功能类比postman，用来调试蓝牙）连接蓝牙并传输数据
物料：
esp32-s3单片机 * 1
usb-typec线 * 1
蓝牙的概念：
参考文章
运行官方项目:
- 从esp-idf项目中复制出gatt-server项目，粘贴至你的项目文件夹下
- 烧录进单片机并运行
- 手机下载lightblue软件
4. 打开lightblue并搜索单片机的蓝牙信号：
5. 连接成功之后，尝试调用蓝牙的write方法给单片机传递消息:
6. 单片机成功接收到来自的lightblue传输的消息，这章简单到此结束。
TWAI部分
目标： 运行官方的TWAI-network项目，并尝试使用can调试工具互通数据，然后尝试发送指令给小米点机
物料：
esp32-s3单片机 * 1
usb-typec线 * 1
TJA1050 can模块 * 1
杜邦线 * 6根
usb-can转换器 * 1
小米电机 * 1
Q&A：
问 为什么要用这个TWAI？
答：因为小米电机是can协议通信，而esp32-s3支持TWAI协议，TWAI兼容can2.0协议（TWAI官方文档）。
问：需要其他什么硬件支持吗？
答：esp32-s3单片机只有TWAI模块，但没有can消息的收发器，所以单片机上要额外接入TJA1050 can收发器。
CAN协议
CAN协议的参考文章，简单看下协议结构，如下图所示（小米电机采用扩展数据帧）:
硬件连线
这个正确的硬件连线搞了好几天，查阅了很多资料，没人指导的情况下有点懵。正确的连线情况是：运行官方项目，电脑的can调试器能收到相关消息。
单片机与TJA1050连线如下图：
TJA1050与usb转can转换器连线如下图，usb-can转换器需要短接内置的120欧姆电阻：
检查单片机与TJA1050收发器是否正常连接
- 运行官方示例项目： twai_self_test
- 正常运行的console:
测试收发消息
- 正确连接TJA1050与usb-can转换器的线
- 运行官方示例项目: twai_network_master
3. 修改参数: usb-can转换器的波特率要与单片机的一致(在此我设置为1Mbits), 还有就是设置为包模式。can调试工具是usb-can转换器商家开发的，不同商家软件界面可能不同，但功能参数应该是相似的。如下图:
4. 修改代码： 因为twai_network_master项目需要与twai_network_slave项目配合，意味着需要两块单片机（但我只有一块，想法是esp32跟usb-can转换器通信，后来证实可行）。展示了ping信号，收发消息和命令任务控制等功能。而我只需要最简单的收发消息，故简化代码逻辑，并与usb-can转换器通信。如下图:
到此算是一个重要标志节点：可以使用TWAI收发消息。
发送指令控制小米电机
- 观察下小米上位机通信时的指令，来分析其中含义：
2. 好吧，根据can协议看了很久没分析出什么（好像不同的can master有不同的格式），又看了遍官方文档，有单独的文件进行说明：
3. 数据帧蛮复杂，看的很迷糊，参考解析的文章，由此可以得到简单的四条测试指令：
① 使能指令：AA 01 00 08 03 00 FD 15 00 00 00 00 00 00 00 00 7A
简单解析下：
帧头： AA
是否扩展帧: 01中的1
data_length_code: 08中的8
帧id： 03 00 FD 15 即通信类型3 发送者的的canid为0xFD 接收者的canid为0x15
数据： 00 00 00 00 00 00 00 00
帧尾： 7A
② jog +5rad/s指令：AA 01 00 08 12 00 FD 15 05 70 00 00 07 01 6A AA 7A
③ jog停止指令： AA 01 00 08 12 00 FD 15 05 70 00 00 07 00 7F FF 7A
④ 停止指令： AA 01 00 08 04 00 FD 15 00 00 00 00 00 00 00 00 7A
- 连线小米电机（电机的波特率也是1Mbits），运行项目，效果如下图：
这章简单到此结束。
改写单片机项目
目标： 将蓝牙和TWAI项目集合在一起，单片机的最终功能是：① 接收蓝牙信息，将其转成can消息帧，传给小米电机 ② 将接收到的can消息帧通过蓝牙进行回传。如下图：
关键代码
- 将接收到蓝牙消息用TWAI发送：
// 将接收到的蓝牙数据做处理，提取出想要格式的帧id和帧数据
unsigned int frameId = 0;
int frameData[8];
for(int i = 0; i < param->write.len; i++) {
printf("遍历蓝牙%d值: %d", i, param->write.value[i]);
if(i < 4) {
frameId = frameId * 16 * 16 + param->write.value[i];
}else {
frameData[i - 4] = param->write.value[i];
}
}
printf("frameId%u值: %d, --- %d", frameId, frameData[0], frameData[7]);
// printf("in app_main the min free stack size is %ld \r\n", (int32_t)uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL));
ESP_LOGI(EXAMPLE_TAG, "-----发送can数据指令------");
// unsigned int testId = 0x0300FD15;
// int testArr[8] = {0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00, 0x00};
emitMsg(frameId, frameData);
ESP_LOGI(EXAMPLE_TAG, "-----发送can数据指令结束-----");
- 将收到的can信号用蓝牙转发给网页：
static void twai_receive_task(void *arg)
{
while (1) {
rx_task_action_t action;
xQueueReceive(rx_task_queue, &action, portMAX_DELAY);
while(1) {
twai_message_t rx_msg;
twai_receive(&rx_msg, portMAX_DELAY);
ESP_LOGI(EXAMPLE_TAG, "接收到can信号: %lu", rx_msg.identifier);
// 发送通知
uint8_t notify_data[8];
for (int i = 0; i < sizeof(rx_msg.data); ++i) {
notify_data[i] = rx_msg.data[i];
}
// 向 GATT 客户端发送指示或通知。将参数 need_confirm 设置为 false 将发送通知，否则为指示。注意：指示或通知数据的大小需要小于 MTU 大小，请参阅“esp_ble_gattc_send_mtu_req”。
esp_ble_gatts_send_indicate(current_gatts_if, current_param->write.conn_id, gl_profile_tab[PROFILE_A_APP_ID].char_handle,
sizeof(notify_data), notify_data, false);
}
}
vTaskDelete(NULL);
}
完善前端项目
目标： 与单片机建立蓝牙通信，新增控制面板模块，用网页控制小米电机的运行。
界面如下：
关键代码：
蓝牙部分：
// 判断蓝牙是否可用
let available = await navigator.bluetooth.getAvailability();
...
// 必须用户点击'连接蓝牙'按钮触发，选择对应的蓝牙进行配对连接
let device = await navigator.bluetooth.requestDevice({
filters: [{ namePrefix: "ESP" }],
optionalServices: [0x00ff],
});
let server = await device.gatt.connect();
let service = await server.getPrimaryService(0x00ff);
let characteristic = await service.getCharacteristic(0xff01);
...
// 调用蓝牙服务的writeValue功能，给单片机传输消息
characteristic.writeValue(cmdFrame);
...
// 接收蓝牙的通知，并将其数据转换为数组
characteristic.addEventListener("characteristicvaluechanged", (e) => {
console.log("蓝牙Notification通知: ", e, "值:");
let CAN_frame_data = Array.from(new Uint8Array(e.target.value.buffer)).map(
(num) => {
return num.toString(16);
}
);
位置模式的指令生成
看文档之后，发现位置模式是最符合网页中控制面板的操作。
- 首先看看文档解释：
- 其次看看如何运行这个位置模式：
可以看到，设置位置模式主要是需要分发两条指令：
①. 发送设置速度指令，即设置limit_spd
②. 发送设置具体位置，即loc_ref
- 最后来仔细看看指令的内容：
速度指令的速度（0-30rad）需要4个字节来表示
角度指令的弧度（rad）需要4个字节来表示
- 看了这么久rad，解析下它是什么(参考文章):
- 但是我们的控制面板用的是角度，看下互换比例（参考文章）：
C = 2Πr, 弧度rad = 角度 * Π / 180 就行了
- 到此可以计算出角度对应弧度的值，看个指令的例子(参考文章):
CODE3：设置参数limit_spd 速度5rad/s
AA 01 00 08 12 00 01 05 17 70 00 00 00 00 A0 40 7A
CODE4：设置参数loc_ref 位置12.5rad
AA 01 00 08 12 00 01 05 16 70 00 00 00 00 48 41 7A
- 那如何转换成can数据帧需要的格式，比如上边例子： 5 -> 00 00 A0 40 和 12.5 -> 00 00 48 41
① 去查查这个浮点数的原理简析
②看到参考文章里的IEEE754是不是很熟悉，js的Number是遵循这个标准，那可以直接用吗？
③查了MDN：number属于64位，意味着是8个字节，与我们想要的有些不同，没发现可以如何调用的方法，遂放弃
JavaScript 的
Number类型是一个双精度 64 位二进制格式 IEEE 754 值，类似于 Java 或者 C# 中的double。这意味着它可以表示小数值，但是存储的数字的大小和精度有一些限制。简而言之，IEEE 754 双精度浮点数使用 64 位来表示 3 个部分：
④ 造轮子:
/**
* @description 获取数字（64位, Number类型即双精度double）的32位（单精度float）原始码。
* 举个例子： 12.5的float原始码： 符号位： 0 E指数：1000 0010 尾数：100 1000 0000 0000 0000 0000
*
* 原理参考（https://blog.csdn.net/whyel/article/details/81067989）
* 目前项目中使用的数值范围在： -3.14 ~ 3.14
* @param { Number } num
* @return { 32位Array<0, 1> } 例子 ['0','1','0','0','0','0','0','1','0','1','0','0','1','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0']
*/
export function double2floatCode(num) {
if(num == 0) {
return fillZero([], 32);
}
let num0b = (num).toString(2).replace('-', '');
console.log('num: ', num, '二进制: ', num0b);
let integer0b = num0b.split('.')[0];
let fraction = num0b.split('.').length === 2 ? num0b.split('.')[1] : [];
// debugger;
// 符号
let signal = num >= 0 ? '0' : '1';
// ----- 指数部分 -----
let e = 127;
let first1Index = num0b.indexOf('1'); // 二进制1第一次出现的位置
let pointIndex = num0b.indexOf('.') || 0; // 小数点位置
// 表示整数部分大于等于1, 例子1： 10.011 => first1Index：0 , pointIndex: 2 e为1 例子2： 0.011 first1Index：3 , pointIndex: 1 e为-2
if(first1Index < pointIndex) {
// 由于二进制都是1开头，所以大于的1的数字e为 pointIndex - 1
e += pointIndex - 1;
}else {
e += pointIndex - first1Index;
}
let e0bArr = e.toString(2).split('');
// 128的二进制是1111 1111，两种情况： 小于128的往前补0， 大于128的不用补 122： 0111 1010 133： 10000101
if(e < 128) {
e0bArr = fillZero(e0bArr, 8, 'head');
}
// ----- 指数部分结束 -----
// -----尾数部分-----
// float的尾数为23位
/*
mantissaBasis尾数取值的开始坐标，first1Index由于小数点的前后位置，可能会差1，所以在first1Index < pointIndex（num > 1）时候，加一位
例子1： num < 1
0.55的二进制: 0.1000 1100 1100 1100 1100 1100
第一次出现1的位置 first1Index = 2 ; 小数点位置 pointIndex = 1;
[...integer0b, ...fraction] = [0, 1,0,0,0, 1,1,0,0, 1,1,0,0, 1,1,0,0, 1,1,0,0, 1,1,0,0 ]
mantissaBasis = 2 即：first1Index
尾数部分是 000 1100 1100 1100 1100 1100
例子2： num > 1
3.06 二进制: 11.0000 1111 0101 1100 0010 1000 1111 0101 1100 0010 1000 111 1011
第一次出现1的位置 first1Index = 0 ; 小数点位置 pointIndex = 2;
[...integer0b, ...fraction] = [1,1, 0,0,0,0, 1,1,1,1, 0,1,0,1, 1,1,0,0, 0,0,1,0, 1,0,0,0]
mantissaBasis = 1 即：first1Index + 1 (二进制的小数点在后边)
最后尾数部分是 100 0111 1010 1110 0001 0100
*/
let mantissaBasis = first1Index + (first1Index < pointIndex ? 1: 0)
// 尾数
let mantissa = [...integer0b, ...fraction].slice(mantissaBasis, mantissaBasis + 23);
// ----- 尾数部分结束 -----
// debugger;
console.log('single', signal, 'e', e, 'mantissa: ', mantissa.join(''));
// 32位浮点数编码数组
const floatCodeArr = [signal, ...e0bArr, ...fillZero(mantissa, 23)];
// debugger;
console.log('floatCodeArr: ', floatCodeArr.join(''));
return floatCodeArr;
/**
* @description 补充0位， 指数e和尾数需要8和23位，在此补充不足的尾数，用'0'填充
* 例子: 12.5 的尾数是: 1001 需要补充到23位： 100 1000 0000 0000 0000 0000
* @param { Array } arr
* @param { number } len
* @param { number } type head 往前添加； tail 往后添加
*/
function fillZero(arr, len, type = 'tail') {
if(type === 'head') {
return [...new Array(len - arr.length).fill('0'), ...arr];
}else {
// return arr.concat(new Array(len - arr.length).fill('0'));
return [...arr , ...new Array(len - arr.length).fill('0')]
}
}
}
/**
* 获取四个字节的Uint8Array， 比如 12.5 表示为 [65, 72, 0, 0]
* 转化为4字节的十六进制： 41 48 00 00, 二进制，十进制，十六进制表示的数都一样，传给Uint8Array就行了, 直接用Uint8Array.from([0x41, 0x48, 0x00, 0x00])；
* 例子
['0','1','0','0','0','0','0','1','0','1','0','0','1','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0','0']
=> [0x41, 0x48, 0x00, 0x00] 或者十进制 [65, 72, 0, 0]
* @param { double } num
* @return { Uint8Array }
*/
export function numToUnit8Array(num) {
let floatCodeArr = double2floatCode(num);
// debugger;
let binaryArr = [];
for(let i = 0; i < floatCodeArr.length; i = i + 8) {
// 获取二进制字符串
let binaryStr = '0b' + floatCodeArr.slice(i, i + 8).join('');
binaryArr.push(binaryStr);
}
// 观察小米电机的数据，发现需要倒序
return new Uint8Array(binaryArr.reverse());
}
⑤使用豆包ai辅助验证下函数的输出：
- 到此可以生成位置模式指令需要的数据，所以可以进行下一步：生成指令，用策略模式来优化下：
/**
* @description 生成指令，采用策略模式，注意： 这里生成的是单一的指令,
* 策略的命名为了简单，跟小米电机的文档保持命名一致
* @param { string } type 策略类型
* @param { obj } params 所需的参数，暂无法全部确定
*/
export function generateCMD(type, params = {}) {
// ifelse判断的代码
// let TWAI_id = new Array(4).fill(0);
// let TWAI_data = new Array(8).fill(0);
// if (type === "enable") {
// TWAI_id = [0x03, 0x00, 0xfd, 0x15];
// // TWAI_data = []
// } else if (type === "disable") {
// TWAI_id = [0x04, 0x00, 0xfd, 0x15];
// } else if (type === "jog5") {
// TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, 0x15];
// TWAI_data = [0x05, 0x70, 0x00, 0x00, 0x07, 0x01, 0x95, 0x54];
// } else if (type === "jog0") {
// TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, 0x15];
// TWAI_data = [0x05, 0x70, 0x00, 0x00, 0x07, 0x00, 0x7f, 0xff];
// }
// console.log("TWAI_id: ", TWAI_id, "TWAI_data: ", TWAI_data);
// let cmdFrame = Uint8Array.from([...TWAI_id, ...TWAI_data]);
// 策略模式优化
let TWAI_id = new Array(4).fill(0);
let TWAI_data = new Array(8).fill(0);
var Strategies = {
enable: () => {
TWAI_id = [0x03, 0x00, 0xfd, 0x15];
},
disable: () => {
TWAI_id = [0x04, 0x00, 0xfd, 0x15];
},
jog5: () => {
TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, 0x15];
TWAI_data = [0x05, 0x70, 0x00, 0x00, 0x07, 0x01, 0x95, 0x54];
},
jog0: () => {
TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, 0x15];
TWAI_data = [0x05, 0x70, 0x00, 0x00, 0x07, 0x00, 0x7f, 0xff];
},
// 设置速度，通信类型18， limit_spd: [0 - 30]
limit_spd: ({motorId, limit_spd}) => {
TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, motorId];
TWAI_data = [0x17, 0x70, 0x00, 0x00, ...numToUnit8Array(limit_spd)];
},
// 设置要旋转的位置, 通信类型18
loc_ref: ({motorId, loc_ref}) => {
TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, motorId];
TWAI_data = [0x16, 0x70, 0x00, 0x00, ...numToUnit8Array(loc_ref)];
},
// 更改运行模式
run_mode: ({motorId, run_mode}) => {
TWAI_id = [0x12, 0x00, 0xfd, motorId];
TWAI_data = [0x05, 0x70, 0x00, 0x00, run_mode, 0x00, 0x00, 0x00];
}
}
Strategies[type](params);
console.log('策略模式: ', type , [...TWAI_id, ...TWAI_data]);
return Uint8Array.from([...TWAI_id, ...TWAI_data]);
}
- 运行位置模式需要四条指令： ①设置运行模式 ②使能 ③设置速度 ④设置位置 。为了方便使用，也为了未来的扩展，因为还有其他三种模式：运控模式，电流模式，速度模式。所以在此使用建造者模式来优化：
/**
* @description bulider类 使用建造者模式来构建指令数组
* @return { Array<cmd> }
*/
class MotorRotateBuilder {
motorId
cmdArr = []
setMotorId(motorId){
this.motorId = motorId;
return this;
}
enableCmd() {
this.cmdArr.push(generateCMD('enable'))
return this;
}
disableCmd() {
this.cmdArr.push(generateCMD('disable'))
return this;
}
runModeCmd() { }
// 核心指令
coreCmd() { }
getCmdArr() {
return this.cmdArr;
}
}
/**
* @description location_mode_bulid 位置模式的具体的实现类
*/
export class LocBuilder extends MotorRotateBuilder {
constructor({ motorId }) {
super();
this.setMotorId(motorId)
}
runModeCmd() {
let cmd = generateCMD('run_mode', {motorId: this.motorId, run_mode: 1})
this.cmdArr.push(cmd);
return this;
}
coreCmd({limit_spd, loc_ref}) {
let limit_spd_cmd = generateCMD('limit_spd', {motorId: this.motorId, limit_spd});
let loc_ref_cmd = generateCMD('loc_ref', {motorId: this.motorId, loc_ref});
this.cmdArr.push(limit_spd_cmd, loc_ref_cmd);
return this;
}
}
/**
* @description location_mode_director位置模式的指挥者
* @param { object } { motorId: number, limit_spd: number, loc_ref: number(0-30) }
* @returns { Array<cmd> }
*/
export function LocDirector({motorId, limit_spd, loc_ref}) {
// 小米电机的规范要求， 0 < limit_spd < 30
if(limit_spd > 30) {
limit_spd = 30;
}else if(limit_spd < 0) {
limit_spd = 0;
}
let loc_instance = LocBuilder({motorId}).runModeCmd().enableCmd().coreCmd({ limit_spd, loc_ref });
return loc_instance.getCmdArr();
}
- 查看生成的数据:
11. 发现已经生成了预期想要的数据了，接下来循环发送(暂时每条指令间隔300ms，实测不能发太快)给小米电机
- 将控制面板绑定相关函数和参数，实现拨动滑块控制电机，如下图：
- 这章到此结束
组装，最终成品
目标： 将三个电机的电源用并联方式连接起来，连接TWAI通信网络，组装上3d打印的壳子，完成最终成品。
线路连接： 如下图：
遇到的问题：
- 期间twai网络消息，只有当连接一个电机时候才可通信（查阅资料can通信在1Mbps下的通信距离能达到10公里，而我这一米不到就不行了），尝试设想很多原因，比如：
① 连线的问题，查阅资源发现要两侧添加电阻，故又去买了120欧姆的电阻。
② can通信线的问题，图中用的电源线和can线用的一个类型的线。
③ 是否是线路的电阻太高，导致线路失败。
...
最终发现是：tja1050收发器需要5v的电压供电，而esp32只能提供3.3v的电压，导致电压与电阻不匹配。那为何在之前3.3v时候也能通信工作？ 查看商品详情页：
所以，现在需要一个5v的电源（12v电源转5v）如下：
- twai单片机项目问题，由于是之前拷贝官方项目改的，达到了能简单运行的目标。但现在经常发送can报文时候报错，但官方的代码太过复杂，无法正确有效修改，到了不得不解决的时候了。于是重写该部分项目代码：待写文章。
- 蓝牙经常会爆内存，导致单片机直接重启。解决方法是 ① menuconfig中调整蓝牙的BTC_TASK的栈容量 ② 官方项目会把蓝牙接收到write消息写入单片机的持久化磁盘中，在此优化部分逻辑并删掉相关代码。
组装后的成品:
存在的明显问题：
- 设计的3d模型存在很多问题，比如重心偏移站不住，电线无法走线，螺丝孔不好安装等，基本一整个都有问题，需要重新设计和做仿真测试。
- 蓝牙的交互还存在问题，消息发快点就不行了，需要优化。
- can信号的发送丢失严重，不知道是什么原因。
- 操作体验优化，目前由于蓝牙和can网络，导致数据交互有点慢。
- 网页的接收数据模块（左下角那块）需要优化，目前有点鸡肋。
总结
从5.16做到8.06，接近三个月，做的东西太粗糙了，没想象中的好，但主要逻辑是通的，勉强算完成吧。
未来展望
如果都做的顺利的话，下一个可能会做灵巧手，如下图：
github
参考文章
SolidWorks 打开stp/step不显示解决办法: zhuanlan.zhihu.com/p/661600802
机械臂cad参考: github.com/Tony607/Cyb…
esp 指南: docs.espressif.com/projects/es…
awg解释： baike.baidu.com/item/AWG/36…
螺纹孔深度标注: zhidao.baidu.com/question/16…
esp32 can总线： lastminuteengineers.com/esp32-can-b…
idf指令: docs.espressif.com/projects/es…
threejs在vue中用法： cloud.tencent.com/developer/a…
机械臂控制: www.cnblogs.com/zhnblog/p/6…
esp-idf readme: github.com/espressif/e…
esp32-tja1050: lingshunlab.com/book/esp32/…
蓝牙角色区分： blog.csdn.net/weixin_4335…
蓝牙术语解读： www.nordicsemi.cn/news/blueto…
蓝牙ATT介绍（英文版本）： lpccs-docs.renesas.com/tutorial-cu…
PC蓝牙调试器: blog.csdn.net/Ikaros_521/…
STM32F103用CAN通讯驱动小米电机讲解： www.bilibili.com/video/BV1Z1…
小米电机指令详解: blog.csdn.net/qq_35003234…
详解蓝牙传输: blog.csdn.net/chengbaojin…
通过web控制蓝牙设备（入门）： segmentfault.com/a/119000001…
float浮点数原理： blog.csdn.net/whyel/artic…
rad详解: blog.csdn.net/janechel/ar…
设置BTC_TASK大小： docs.espressif.com/projects/es…
获取twai状态：blog.csdn.net/HeroGuo_JP/…
