作者：乔楚
二自由度云台机器人控制平台................................................................................................. 1
一、作品简介（100-200字）.................................................................................................. 2
二、系统框图（图文结合）...................................................................................................... 3
三、各部分功能说明（图文结合）......................................................................................... 8
四、作品源码.............................................................................................................................18
五、作品功能演示视频............................................................................................................ 20
六、项目总结............................................................................................................................ 20
七、其他.................................................................................................................................... 21
本作品，名称为“二自由度云台机器人控制平台”，实现了一个完整的云台机器人控制平台，系统使用运动传感器做为控制手柄，来控制机器人的运动，并配合OLED屏，显示系统的当前状态。
使用控制手柄，可以通过前后向动作，来控制纵轴舵机运动，通过旋转操作，控制横轴舵机运动，从而实现机器人二自由度控制。
作品照片：
2.1 系统整体设计：
在本系统中，二自由度云台机器人，使用两个舵机，实现两个维度的自由运动。
系统使用一个MPU6050六轴运动传感器 ，通过实时获取其六轴运动数据，解码识别实际的运动，然后通过PCA9685控制两个舵机，从而实现通过控制手柄，来控制机器人的实际动作。
在机器人支架的平台上，还搭配有一个OLED显示屏，用于显示系统的当前状态，以及通过互联网对时的时钟。
系统整体设计图：
2.2 硬件物料：
在本作品中，使用到硬件如下：
2.3 硬件连接规划：
实物连接说明：
2.4 软件逻辑设计：
3.1 系统组成：
本系统的组成部分，分为四个部分，分别为：
在上述模块中：
另外：
3.2 使用说明：
3.2.1 系统的使用步骤如下：
3.2.2 具体操作：
按下ESP32开发板的RST按键后，手持手柄，保持竖立状态，等待系统初始化启动完成。
启动完成以后，按一下ESP32开发板右则的按键，使能手柄控制机器人，然后就可以进行操作控制了。
运行过程中，OLED显示屏显示如下：
在上图中，各区域信息如下：
当按下ESP32开发板右则按键后，进行控制操作时，OLED显示屏显示如下：
在上图中，各区域的信息如下：
源码地址：https://download.eeworld.com.cn/detail/HonestQiao/625355
码云地址：https://gitee.com/honestqiao/2d_robot
在代码中，有几个关键点，需要详细说明：
首先是显示的图标和字体：
在OLED显示屏操作界面中，使用到了4个图标，分别为电源、启/停、WiFi，使用了U8g2中的特殊字体来显示的。
其中，电源和WiFi图标，为u8g2_font_siji_t_6x10字体的0x0e200、0x0e21a，启动图标为 0x0e058，停止图标为0x0e059
在启动控制后，控制界面中，纵轴圆圈指向图标，为u8g2_font_unifont_t_86字体的0x02b6f，横轴上下箭头图标为0x02b65
其他显示使用的字体，均为u8g2_font_unifont_t_chinese2
然后，在获取到MPU6050数据解码后，对纵轴的数据，应用了卡尔曼滤波进行优化处理，得到更为准确的数据。
该卡尔曼滤波的Kalman_Filter函数，来自于网上公开的代码，向提供该函数的作者表示感谢。
最后，互联网时间同步部分，使用了第三方的Time时间库，用于与公开的ntp服务器进行对时。该部分的代码，可以提取出来，做成互联网时钟。
视频介绍专辑地址：https://training.eeworld.com.cn/course/67867
介绍视频一共分为两个部分，分别为平台结构的介绍、详细使用的展示。
结构介绍视频地址：https://training.eeworld.com.cn/video/34839
使用展示视频地址：https://training.eeworld.com.cn/video/34840
在该二自由度云台机器人控制平台设计制作开发的过程中，进行了多项研究尝试，最终选择了Arduino IDE进行开发。
在开发过程中，详细了解到了ESP32、MPU6050、PCA9685舵机控制器、DS 3120 20KG舵机、SSD 1306 OLED等的具体使用。Arduino平台强大的包容和扩展性，使得开发过程中可以方便的应用第三方开发库，大大加快了开发的速度。
非常感谢EEWrold和得捷提供这次机会，得以把以前一直想做但没有做的事情，给好好的完成。今后也希望有更多的机会，进行交流学习和研究。
帖子分享汇总：
7.1 问题与改进
在实际开发，经过反复的测试，目前还有如下问题需要解决或者优化：
7.2 第三方库
在开发的过程中，使用到了如下的Arduino库，对作者和提供方表示深深的感谢：
7.3 参考资料
在本作品设计开发的过程中，查阅学习了上百篇文档资料，对于提供这些资料的作者表示万分的感谢。
这些文档资料，包括但不限于如下链接：
本帖最后由 HonestQiao 于 2022-11-2 16:20 编辑
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