Robot Web Control with the Vespa

Introduction

In this tutorial you'll see how to control the movement of the Rocket Tank from your smartphone, thanks to Vespa. To do this, you'll assemble the Rocket Tank with the Vespa, assemble the electrical circuit, and then see the connection steps to access the control page.

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Warning: before proceeding, you must follow the steps in First Steps with the Vespa, as they teach you how to install the essential tools for using the board.

Mechanical Assembly

The first step in developing the project for this tutorial is to mechanically assemble the Rocket Tank and fix the Vespa and the battery holder on the structure. To do so, follow the Rocket Tank assembly manual using the button below.

Rocket Tank Assembly Guide

The Vespa has the same fixing hole pattern as the Arduino UNO platform boards, so it is simpler to use these holes to fix it. As for fixing the battery holder, you can fix it anywhere on the robot structure that you prefer. Below is an example of assembly.

exemplo_montagem_conjunto — Assembly Example

Electronic Assembly

With the mechanical part ready, assemble the circuit in the image below with your Vespa.

To attach the motors and battery wires to the board, it is necessary to open and close the contacts of the removable terminal blocks on the board, as shown in the GIF below.

Fixing the Wires on the Terminal Block

Coding

Now that the robot is physically assembled, we have to write the code that will be used to control it.

Libraries

Before uploading the example code to the board, we have to install some libraries that are used by the code so that the board executes what we want. To do so, download the necessary libraries using the button below.

Library ArduinoJson Library AsyncTCP Library ESPAsyncWebServer

Once the files are downloaded, follow the image path below in the Arduino IDE to install the libraries from the compressed file.

caminho_instalacao_bibliotecas — Path to Library Installation

When selecting this option, a window will open with the directories of your computer. Navigate to the directory where the compressed (ZIP) files were saved and then double-click on one of the folders. This will cause the library contained in the selected file to be installed in your IDE.

As we need the three libraries available above for the code to work, it is necessary to repeat this procedure for the other two downloaded files as well.

Code

With the libraries installed, upload the following code to your Vespa. Remembering that it is necessary to follow the steps of initial settings of the board to install all the necessary tools for its functioning, as well as to understand how to upload codes in it.

/*******************************************************************************
* Controle web de um robo com a Vespa por WebSocket
* (v1.0 - 25/10/2021)
*
* Copyright 2021 RoboCore.
* Interface web escrita por Lenz (25/10/2021).
* Programa do ESP escrito por Francois (25/10/2021).
*
* This program is free software: you can redistribute it and/or modify
* it under the terms of the GNU Lesser General Public License as published by
* the Free Software Foundation, either version 3 of the License, or
* (at your option) any later version (<https://www.gnu.org/licenses/>).
*******************************************************************************/

// --------------------------------------------------
// Bibliotecas

#include <WiFi.h>
#include <AsyncTCP.h> // https://github.com/me-no-dev/AsyncTCP
#include <ESPAsyncWebServer.h> // https://github.com/me-no-dev/ESPAsyncWebServer
#include <ArduinoJson.h> // https://arduinojson.org/

#include <RoboCore_Vespa.h>

// --------------------------------------------------
// Variaveis

// web server assincrono na porta 80
AsyncWebServer server(80);
AsyncWebSocket ws("/ws");

// LED
const uint8_t PIN_LED = 15;

// JSON aliases
const char *ALIAS_ANGULO = "angulo";
const char *ALIAS_VELOCIDADE = "velocidade";
const char *ALIAS_VBAT = "vbat";

// variaveis da Vespa
VespaMotors motores;
VespaBattery vbat;
const uint32_t TEMPO_ATUALIZACAO_VBAT = 5000; // [ms]
uint32_t timeout_vbat;

// --------------------------------------------------
// Pagina web principal

const char index_html[] PROGMEM = R"rawliteral(
<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <title>
        RoboCore Joystick
    </title>

    <meta charset="UTF-8">
    <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1.0, maximum-scale=1.0, user-scalable=no"/>

    <style>
        html, body {width: 100%; height: 100%; padding: 0; margin: 0; }

        body {
            overflow: hidden;
            -moz-user-select: none; 
            -webkit-user-select: none;
            -ms-user-select:none; 
            user-select:none;
            -o-user-select:none;
        }
      
        .container {
            height: 26px;
            width: 50px;
            position: relative;
        }
        .container * {
            position: absolute;
        }

        .battery {
            top: 50%;
            left: 50%;
            transform: translate(-50%, -50%);
            height: 20px;
            width: 40px;
            border: 2px solid #F1F1F1;
            border-radius: 5px;
            padding: 1px;
        }
        .battery::before {
            content: '';
            position: absolute;
            height: 13px;
            width: 3px;
            background: #F1F1F1;
            left: 44px;
            top: 50%;
            transform: translateY(-50%);
            border-radius: 0 3px 3px 0;
        }
        .part {
            background: #0F0;
            top: 1px;
            left: 1px;
            bottom: 1px;
            /*                animation: 7s animate 1s infinite;*/
            border-radius: 3px;
        }

        @keyframes animate {
            0% {
                width: 0%;
                background: #F00;
            }
            50% {
                width: 48%;
                background:orange;
            }
            100% {
                width: 95%;
                background: #0F0;
            }
        }
    </style>
</head>

<body style="height: 100%;  font-family: 'Gill Sans', 'Gill Sans MT', Calibri, 'Trebuchet MS', sans-serif ;">

    <div style="line-height: 26px; background-color: black; padding: 10px; padding-bottom: 0px;">
        <div class="container" style="float: right; margin-right: 10px;">
            <div class="battery">
                <div id="lbat" class="part"></div>
            </div>
        </div>

        <div style="float: right; color: white; font-size: 18px; line-height: 26px; margin-right: 5px;">
            <span id="vbat">0</span> V
        </div>

        <div style="width: 100%; border: 0px solid red; text-align: center;">
            <svg version="1.0" xmlns="http://www.w3.org/2000/svg" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" x="0px" y="0px" height="30px" viewBox="0 0 1420 225" xml:space="preserve">
                <g id="Layer_1" fill="#f0be00">
                    <g>
                        <path id="Robo" fill-rule="evenodd" clip-rule="evenodd" d="M175.7,94.9c0,11.7-6.2,20.2-18.5,25.6c-9.8,4-21,5.9-33.8,5.9H84.5
                        l78.8,33.5c4.2,1.8,6.3,4.6,6.3,8.2c0,5.3-4.6,8-13.9,8c-3.7,0-6.6-0.3-8.7-0.8l-107.6-46v38.4c0,5.6-2.8,8.4-8.3,8.4
                        c-5.9,0-9.3-0.3-10.2-0.7c-3.4-1.1-5.1-3.6-5.1-7.7V54.8c0-5.6,2.8-8.3,8.3-8.3h95c14.7,0,26.8,1.9,36.3,5.7
                        c13.5,5.5,20.3,14.5,20.3,27V94.9L175.7,94.9z M152.1,95.1V78.7c0-8.7-11.1-13-33.1-13H39.4v41.5h83.8
                        C142.4,107.2,152.1,103.2,152.1,95.1L152.1,95.1z M343.9,141.2c0,23.2-20,34.7-60,34.7h-36.8c-16.2,0-29-2.1-38.3-6.2
                        c-14.3-5.8-21.5-15.3-21.5-28.5V81.6c0-23.4,19.9-35.1,59.8-35.1h36.8c18.6,0,31.8,1.6,39.4,4.9c13.7,5.3,20.6,15.4,20.6,30.2
                        V141.2L343.9,141.2z M320.3,140.6V82.1c0-10.9-11.9-16.4-35.8-16.4H247c-24.1,0-36.1,5.4-36.1,16.4v58.5c0,10.6,12,15.8,36.1,15.8
                        h37.5C308.4,156.5,320.3,151.2,320.3,140.6L320.3,140.6z M512.2,141.5c0,12.4-5.9,21.6-17.6,27.5c-9.1,4.6-20.5,6.9-34.2,6.9
                        H360.2c-5.5,0-8.3-2.8-8.3-8.4V54.8c0-5.5,2.8-8.3,8.3-8.3H459c8.8,0,16.9,0.7,24.2,2.1c7.9,1.9,14.5,5.4,20,10.5
                        c6,5.7,9,12.4,9,19.9c0,7.4-0.3,12.7-0.8,16c-0.1,0.6-0.6,1.7-1.4,3.2c-0.8,1.5-1.9,3.3-3.2,5.6c-2.6,4.5-3.9,7-3.9,7.5
                        c0,0.4,1.3,2.6,3.9,6.7c1.3,2.1,2.4,3.8,3.2,5.2c0.8,1.4,1.2,2.5,1.4,3.3c0.3,1.1,0.5,2.9,0.6,5.4
                        C512.1,134.4,512.2,137.6,512.2,141.5L512.2,141.5z M489.2,90.1c0-2.4-0.2-5.9-0.7-10.8c-0.7-9-10.9-13.5-30.6-13.5H376v36.3h82.8
                        C479.1,102.1,489.2,98.1,489.2,90.1L489.2,90.1z M488.5,134.9c0-8.9-9.8-13.4-29.2-13.4h-83.8v35h82.2c19,0,29.3-4.1,30.6-12.2
                        c0.1-0.4,0.1-1.4,0.2-3C488.5,139.7,488.5,137.6,488.5,134.9L488.5,134.9z M676.8,141.2c0,23.2-20,34.7-60,34.7H580
                        c-16.2,0-29-2.1-38.3-6.2c-14.3-5.8-21.5-15.3-21.5-28.5V81.6c0-23.4,19.9-35.1,59.8-35.1h36.8c18.6,0,31.8,1.6,39.4,4.9
                        c13.7,5.3,20.6,15.4,20.6,30.2V141.2L676.8,141.2z M653.1,140.6V82.1c0-10.9-11.9-16.4-35.8-16.4h-37.4
                        c-24.1,0-36.1,5.4-36.1,16.4v58.5c0,10.6,12,15.8,36.1,15.8h37.5C641.2,156.5,653.1,151.2,653.1,140.6z"/>
                        <polygon id="Bolt" fill-rule="evenodd" clip-rule="evenodd" points="724,11.6 765,11.6 726,104.8 779.6,76.9 750.7,189.8 
                        765,182.8 733.6,230.4 722,172.8 732.9,184 744.9,111.7 689.2,140.7     "/>
                        <path id="Core" fill-rule="evenodd" clip-rule="evenodd" d="M935.5,57.4c0,5.6-2.8,8.4-8.3,8.4h-84c-20.4,0-30.6,4.1-30.6,12.2
                        v64.1c0,9.6,11.3,14.4,33.9,14.4h80.2c5.8,0,8.6,3.2,8.6,9.7c0,6.5-2.9,9.8-8.6,9.8h-80.2c-10.8,0-18.6-0.4-23.4-1.3
                        c-5.2-1-10.6-2.9-16.1-5.7c-6.4-3.3-10.8-6.8-13.4-10.4c-3-4.1-4.6-9.5-4.6-16.1V78.1c0-8.2,3.7-15.1,11.1-20.8
                        c6.2-4.8,13.8-7.9,22.7-9.6c2.3-0.4,5-0.6,8.3-0.8c3.3-0.2,7.1-0.3,11.6-0.3h84.5C932.7,46.5,935.5,50.2,935.5,57.4L935.5,57.4z
                        M1101.8,141.2c0,23.2-20,34.7-60,34.7H1005c-16.2,0-29-2.1-38.3-6.2c-14.3-5.8-21.5-15.3-21.5-28.5V81.6
                        c0-23.4,19.9-35.1,59.8-35.1h36.8c18.6,0,31.8,1.6,39.4,4.9c13.7,5.3,20.6,15.4,20.6,30.2V141.2L1101.8,141.2z M1078.1,140.6V82.1
                        c0-10.9-11.9-16.4-35.8-16.4h-37.4c-24.1,0-36.1,5.4-36.1,16.4v58.5c0,10.6,12,15.8,36.1,15.8h37.5
                        C1066.2,156.5,1078.1,151.2,1078.1,140.6L1078.1,140.6z M1267.8,94.9c0,11.7-6.2,20.2-18.5,25.6c-9.8,4-21,5.9-33.8,5.9h-38.9
                        l78.8,33.5c4.2,1.8,6.3,4.6,6.3,8.2c0,5.3-4.6,8-13.9,8c-3.7,0-6.6-0.3-8.7-0.8l-107.6-46v38.4c0,5.6-2.8,8.4-8.3,8.4
                        c-5.9,0-9.3-0.3-10.2-0.7c-3.4-1.1-5.1-3.6-5.1-7.7V54.8c0-5.6,2.8-8.3,8.3-8.3h95c14.7,0,26.8,1.9,36.3,5.7
                        c13.5,5.5,20.3,14.5,20.3,27V94.9L1267.8,94.9z M1244.2,95.1V78.7c0-8.7-11.1-13-33.1-13h-79.6v41.5h83.8
                        C1234.6,107.2,1244.2,103.2,1244.2,95.1L1244.2,95.1z M1416.5,111.2c0,6.9-2.9,10.3-8.8,10.3h-113.6v21.3
                        c0,9.1,10.1,13.7,30.3,13.7h83.3c5.5,0,8.3,2.8,8.3,8.4c0,7.4-2.8,11.1-8.3,11.1h-84.4c-12.3,0-23.6-2.2-33.9-6.6
                        c-12.6-5.7-18.9-14.3-18.9-25.7V79.5c0-6.2,2.1-11.8,6.3-16.8c9.1-10.8,25.3-16.1,48.6-16.1h23.1c5.4,0,8.2,3.6,8.2,10.8
                        c0,5.6-2.8,8.4-8.2,8.4h-3.4h-2.1h-1.2c-0.8,0-1.2,0-1.3-0.1c-1.8-0.1-3.3-0.1-4.6-0.1c-1.3,0-2.3-0.1-3.2-0.1
                        c-25.9,0-38.8,4.7-38.8,14v22.6h113.9C1413.6,102.1,1416.5,105.1,1416.5,111.2z"/>
                    </g>
                </g>
            </svg>
        </div>

    </div>

    <div style="color:rgb(128, 128, 128); font-size: medium; text-align: left; width: 300px; border: 0px solid red; position: absolute; top: 0px; left: 0px; visibility: hidden;">
        DEBUG: Vel: <span id="speed">0</span>% | 
        Ang: <span id="angle">0</span> | 
        Botão: <span id="button">0</span>
    </div>

    <div style="display: table; width:100%; height: calc(100% - 80px); border: 0px solid green;">
        <div style="display: table-cell; vertical-align: middle;">
            <div style="display: flex; align-items: center; justify-content: space-evenly; align-content: center; flex-direction: row; flex-wrap: wrap;">
                <canvas id="canvas_joystick" style="border: 0px solid red;"></canvas>
            </div>
        </div>
    </div>

    <script>
        var connection = new WebSocket(`ws://${window.location.hostname}/ws`);
        connection.onopen = function () {
            console.log('Connection opened to ' + window.location.hostname);
        };
        connection.onerror = function (error) {
            console.log('WebSocket Error ' + error);
            alert('WebSocket Error #' + error);
        };
        connection.onmessage = function (e) {
            console.log('Server: ' + e.data);
            const data = JSON.parse(e.data);
            if (data["vbat"]){
                document.getElementById("vbat").innerText = (data["vbat"] / 1000).toFixed(1);
                var lbat = (data["vbat"] * 100 / 9000).toFixed(0);
                if(lbat > 100){ lbat = 100; }
                if(lbat < 2){ lbat = 2; }
                console.log("lbat=" + lbat); // debug
                document.getElementById("lbat").style.width = lbat + '%';
                if (lbat < 20){
                    document.getElementById("lbat").style.backgroundColor = "#F00";
                } else if (lbat < 70){
                    document.getElementById("lbat").style.backgroundColor = "orange";
                } else {
                    document.getElementById("lbat").style.backgroundColor = "#0F0";
                }
            }
        };

        function send_joystick(speed, angle){
            var data = {"velocidade":speed, "angulo":angle};
            data = JSON.stringify(data);
            console.log('Send joystick: ', data);
            connection.send(data);
        }
    </script>

    <script>
        var canvas_joystick, ctx_joystick;
        var ctx_button;

        // setup the controls for the page
        window.addEventListener('load', () => {
            canvas_joystick = document.getElementById('canvas_joystick');
            ctx_joystick = canvas_joystick.getContext('2d');

            resize();

            canvas_joystick.addEventListener('mousedown', startDrawing);
            canvas_joystick.addEventListener('mouseup', stopDrawing);
            canvas_joystick.addEventListener('mousemove', Draw);
            canvas_joystick.addEventListener('touchstart', startDrawing);
            canvas_joystick.addEventListener('touchend', stopDrawing);
            canvas_joystick.addEventListener('touchcancel', stopDrawing);
            canvas_joystick.addEventListener('touchmove', Draw);
            window.addEventListener('resize', resize);
            document.getElementById("speed").innerText = 0;
            document.getElementById("angle").innerText = 0;
            document.getElementById("button").innerText = 0;
        });

        var width, height, radius, button_size;
        let origin_joystick = { x: 0, y: 0};
        let origin_button = { x: 0, y: 0};
        const width_to_radius_ratio = 0.04;
        const width_to_size_ratio = 0.15;
        const radius_factor = 7;
            
        function resize() {
            if(window.innerWidth > window.innerHeight){
                width = window.innerHeight; // half the window for two canvases
            } else {
                width = window.innerWidth;
            }
            radius = width_to_radius_ratio * width;
            button_size = width_to_size_ratio * width;
            height = radius * radius_factor * 2 + 100; // use the diameter

            // configure and draw the joystick canvas
            ctx_joystick.canvas.width = width;
            ctx_joystick.canvas.height = height;
            origin_joystick.x = width / 2;
            origin_joystick.y = height / 2;
            joystick(origin_joystick.x, origin_joystick.y);
            
        }

        // Draw the background/outer circle of the joystick
        function joystick_background() {
            // clear the canvas
            ctx_joystick.clearRect(0, 0, canvas_joystick.width, canvas_joystick.height);
            // draw the background circle
            ctx_joystick.beginPath();
            ctx_joystick.arc(origin_joystick.x, origin_joystick.y, radius * radius_factor, 0, Math.PI * 2, true);
            ctx_joystick.fillStyle = '#ECE5E5';
            ctx_joystick.fill();
        }

        // Draw the main circle of the joystick
        function joystick(x, y) {
            // draw the background
            joystick_background();
            // draw the joystick circle
            ctx_joystick.beginPath();
            ctx_joystick.arc(x, y, radius*3, 0, Math.PI * 2, true);
            ctx_joystick.fillStyle = 'lightgray';
            ctx_joystick.fill();
            ctx_joystick.strokeStyle = 'lightgray';
            ctx_joystick.lineWidth = 2;
            ctx_joystick.stroke();
        }

        let coord = { x: 0, y: 0 };
        let paint = false;
        var movimento = 0;

        // Get the position of the mouse/touch press (joystick canvas)
        function getPosition_joystick(event) {
            var mouse_x = event.clientX || event.touches[0].clientX || event.touches[1].clientX;
            var mouse_y = event.clientY || event.touches[0].clientY || event.touches[1].clientY;
            coord.x = mouse_x - canvas_joystick.offsetLeft;
            coord.y = mouse_y - canvas_joystick.offsetTop;
        }

        // Check if the mouse/touch was pressed inside the background/outer circle of the joystick
        function in_circle() {
            var current_radius = Math.sqrt(Math.pow(coord.x - origin_joystick.x, 2) + Math.pow(coord.y - origin_joystick.y, 2));
            if ((radius * radius_factor) >= current_radius) { // consider the outer circle
                console.log("INSIDE circle");
                return true;
            } else {
                console.log("OUTSIDE circle");
                return false;
            }
        }

        // Handler: on press for the joystick canvas
        function startDrawing(event) {
            paint = true;
            getPosition_joystick(event);
            if (in_circle()) {
                // draw the new graphics
                joystick(coord.x, coord.y);
                Draw(event);
            }
        }

        // Handler: on release for the joystick canvas
        function stopDrawing() {
            paint = false; // reset

            // update to the default graphics
            joystick(origin_joystick.x, origin_joystick.y);
            document.getElementById("speed").innerText = 0;
            document.getElementById("angle").innerText = 0;
            // update the WebSocket client
            if (movimento == 1) {
                send_joystick(0, 0);
                movimento = 0;
            }
        }

        // Semi-handler: update the drawing of the joystick canvas
        function Draw(event) {
            if (paint) {
                // update the position
                getPosition_joystick(event);
                var angle_in_degrees, x, y, speed;
                // calculate the angle
                var angle = Math.atan2((coord.y - origin_joystick.y), (coord.x - origin_joystick.x));
                if (in_circle()) {
                    x = coord.x - radius / 2; // correction to center on the tip of the mouse, by why? (Thought for another time.)
                    y = coord.y - radius / 2; // correction to center on the tip of the mouse, by why? (Thought for another time.)
                } else {
                    x = radius * radius_factor * Math.cos(angle) + origin_joystick.x; // consider the outer circle
                    y = radius * radius_factor * Math.sin(angle) + origin_joystick.y; // consider the outer circle
                }

                // calculate the speed (radial coordinate) in percentage [0;100]
                var speed = Math.round(100 * Math.sqrt(Math.pow(x - origin_joystick.x, 2) + Math.pow(y - origin_joystick.y, 2)) / (radius * radius_factor)); // consider the outer circle
                if (speed > 100){
                    speed = 100; // limit
                }

                // convert the angle to degrees [0;360]
                if (Math.sign(angle) == - 1) {
                    angle_in_degrees = Math.round( - angle * 180 / Math.PI);
                }
                else {
                    angle_in_degrees = Math.round(360 - angle * 180 / Math.PI);
                }

                // update the elements
                joystick(x, y);
                document.getElementById("speed").innerText = speed;
                document.getElementById("angle").innerText = angle_in_degrees;
                // send the data
                send_joystick(speed, angle_in_degrees);
                movimento = 1;
            }
        }
    </script>

</body>
</html>
)rawliteral";

// --------------------------------------------------
// Prototipos

void configurar_servidor_web(void);
void handleWebSocketMessage(void *, uint8_t *, size_t);
void onEvent(AsyncWebSocket *, AsyncWebSocketClient *, AwsEventType,
             void *, uint8_t *, size_t);

// --------------------------------------------------
// --------------------------------------------------

void setup(){
  // configura a comunicacao serial
  Serial.begin(115200);
  Serial.println("RoboCore - Vespa Joystick");
  Serial.println("\t(v1.0 - 25/10/21)\n");

  // configura o LED
  pinMode(PIN_LED, OUTPUT);
  digitalWrite(PIN_LED, LOW);

  // configura o ponto de acesso (Access Point)
  Serial.print("Configurando a rede Wi-Fi... ");
  const char *mac = WiFi.macAddress().c_str(); // obtem o MAC
  char ssid[] = "Vespa-xxxxx"; // mascara do SSID (ate 63 caracteres)
  char *senha = "rc-vespa"; // senha padrao da rede (no minimo 8 caracteres)
  // atualiza o SSID em funcao do MAC
  for(uint8_t i=6 ; i < 11 ; i++){
    ssid[i] = mac[i+6];
  }
  if(!WiFi.softAP(ssid, senha)){
    Serial.println("ERRO");
    // trava a execucao
    while(1){
      digitalWrite(PIN_LED, HIGH);
      delay(100);
      digitalWrite(PIN_LED, LOW);
      delay(100);
    }
  }
  Serial.println("OK");
  Serial.printf("A rede \"%s\" foi gerada\n", ssid);
  Serial.print("IP de acesso: ");
  Serial.println(WiFi.softAPIP());

  // configura e iniciar o servidor web
  configurar_servidor_web();
  server.begin();
  Serial.println("Servidor iniciado\n");
}

// --------------------------------------------------

void loop() {
  // le a tensao da bateria e envia para o cliente
  if(millis() > timeout_vbat){
    // atualiza se houver clientes conectados
    if(ws.count() > 0){
      // le a tensao da bateria
      uint32_t tensao = vbat.readVoltage();
      
      // cria a mensagem
      const int json_tamanho = JSON_OBJECT_SIZE(1); // objeto JSON com um membro
      StaticJsonDocument<json_tamanho> json;
      json[ALIAS_VBAT] = tensao;
      size_t mensagem_comprimento = measureJson(json);
      char mensagem[mensagem_comprimento + 1];
      serializeJson(json, mensagem, (mensagem_comprimento+1));
      mensagem[mensagem_comprimento] = 0; // EOS (mostly for debugging)
  
      // send the message
      ws.textAll(mensagem, mensagem_comprimento);
      Serial.printf("Tensao atualizada: %u mV\n", tensao);
    }
    
    timeout_vbat = millis() + TEMPO_ATUALIZACAO_VBAT; // atualiza
  }
}

// --------------------------------------------------
// --------------------------------------------------

// Configurar o servidor web
void configurar_servidor_web(void) {
  ws.onEvent(onEvent); // define o manipulador do evento do WebSocket
  server.addHandler(&ws); // define o manipulador do WebSocket no servidor
  server.on("/", HTTP_GET, [](AsyncWebServerRequest *request){ // define a resposta da pagina padrao
    request->send_P(200, "text/html", index_html);
  });
}

// --------------------------------------------------

// Manipulador para mensagens WebSocket
//  @param (arg) : xxx [void *]
//         (data) : xxx [uint8_t *]
//         (length) : xxx [size_t]
void handleWebSocketMessage(void *arg, uint8_t *data, size_t length) {
  AwsFrameInfo *info = (AwsFrameInfo*)arg;
  if (info->final && info->index == 0 && info->len == length && info->opcode == WS_TEXT) {
    data[length] = 0;
//    Serial.printf("Incoming WS data: \"%s\"\n", (char*)data); // debug

    // verifica se eh para controlar os motores
    if(strstr(reinterpret_cast<char*>(data), ALIAS_VELOCIDADE) != nullptr){
      // cria um documento JSON
      const int json_tamanho = JSON_OBJECT_SIZE(2); // objeto JSON com dois membros
      StaticJsonDocument<json_tamanho> json;
      DeserializationError erro = deserializeJson(json, data, length);
      
      // extrai os valores do JSON
      int16_t angulo = json[ALIAS_ANGULO]; // [0;360]
      int16_t velocidade = json[ALIAS_VELOCIDADE]; // [0;100]

      // debug
      Serial.print("Velocidade: ");
      Serial.print(velocidade);
      Serial.print(" | Angulo: ");
      Serial.println(angulo);

      // atualiza os motores
      if((angulo > 80) && (angulo < 100)){
        motores.forward(velocidade);
      } else if((angulo > 260) && (angulo < 280)){
        motores.backward(velocidade);
      } else if((angulo > 170) && (angulo < 190)){
        motores.turn(0, velocidade);
      } else if((angulo > 350) || (angulo < 10)){
        motores.turn(velocidade, 0);
      } else if((angulo > 100) && (angulo < 170)){
        motores.turn(velocidade * 7 / 10, velocidade);
      } else if((angulo > 10) && (angulo < 80)){
        motores.turn(velocidade, velocidade * 7 / 10);
      } else if((angulo > 190) && (angulo < 260)){
        motores.turn(-1 * velocidade * 7 / 10, -1 * velocidade);
      } else if((angulo > 280) && (angulo < 350)){
        motores.turn(-1 * velocidade, -1 * velocidade * 7 / 10);
      } else {
        motores.stop();
      }
    } else {
      Serial.printf("Recebidos dados invalidos (%s)\n", data);
    }
  }
}

// --------------------------------------------------

// Manipulador dos eventos do WebSocket
void onEvent(AsyncWebSocket *server, AsyncWebSocketClient *client, AwsEventType type,
             void *arg, uint8_t *data, size_t length) {
  switch (type) {
    case WS_EVT_CONNECT: {
      digitalWrite(PIN_LED, HIGH); // acende o LED
      // permitir apenas um cliente conectado
      if(ws.count() == 1){ // o primeiro cliente ja eh considerado como conectado
        Serial.printf("Cliente WebSocket #%u conectado de %s\n", client->id(), client->remoteIP().toString().c_str());
      } else {
        Serial.printf("Cliente WebSocket #%u de %s foi rejeitado\n", client->id(), client->remoteIP().toString().c_str());
        ws.close(client->id());
      }
      break;
    }
    case WS_EVT_DISCONNECT: {
      if(ws.count() == 0){
        digitalWrite(PIN_LED, LOW); // apaga o LED
      }
      Serial.printf("Cliente WebSocket #%u desconectado\n", client->id());
      break;
    }
    case WS_EVT_DATA: {
      handleWebSocketMessage(arg, data, length);
      break;
    }
    case WS_EVT_PONG:
    case WS_EVT_ERROR:
      break;
  }
}

// --------------------------------------------------

Understanding the Code

In this code, Vespa is responsible for creating its own Wi-Fi network and an asynchronous web server. With this, we can connect martphones, tablets and even computers to the network created to access the board's server. After creating your network, the board also provides an IP address, which will be used to access the robot control web page.

The server's web page is entirely programmed in code, and it is thanks to it that the control interface is presented. On the page there is mainly a joystick that gives direction to the robot. When moving the joystick, data is sent in JSON format to Vespa, which, in turn, identifies them and acts according to what was commanded by the joystick.

Another interesting feature of the control interface is the battery meter, which is one of the Vespa's many features. The board measures battery voltage every 5 seconds and then updates the voltage displayed on the interface. This way, you'll always know when you need to change or recharge the robot's batteries.

The most important function of this code is to control the motors, since it is responsible for giving the robot direction. It checks the angle at which the joystick pointer is set (taking the angles shown in the image below as a reference), and then the motors are activated as expected. For example, when the pointer is up/forward, that is, with an angle between 80 and 100°, the motors are driven forward using commands from the board's library.

Most of the project's functions are monitored by the serial monitor, so you can, if you want, monitor the information on the board. To do so, just open the serial monitor on your board's serial port, with a speed of 115200 bps.

What Must Happen

After loading the code to the board, disconnect the USB cable, turn it on by the on/off switch of its circuit, and then open the list of Wi-Fi networks available on the device you will use for control (cell phone, tablet or computer ). After a few moments, a network with the name "Vespa-xx:xx" will be displayed, as in the image below, for example.

rede_wifi_encontrada_conectada — Wi-Fi Network Found and Connected

Note: Vespa Wi-Fi network suffix "xx:xx" is taken from the last characters of the board's ESP32 MAC Address to make the network unique, so don't worry if the name from the network is different from the image, as this is expected.

To establish the connection to the network, just use the password "rc-vespa", which is the code's default password.

Remember that you can, if you want, change the name and password of the Wi-Fi network created by the board, just change these parameters in the code configuration (function void setup()).

After connecting your device to the board's network, open the browser of your choice and then access the IP address "192.168.4.1". When accessing the IP address, the project control interface page will be opened, as shown in the following image.

interface_web_controle — Web Control Interface

Once the Vespa is ready to be controlled, its LED L will remain turned on and you can move the joystick to control the robot's movement, as in the GIF below.

Final Result

Conclusion

In this tutorial we saw how to take advantage of Vespa's functionalities to make a remote control of robots and now you can enjoy the project created for fun!

Going Beyond

In addition to the Rocket Tank remote control, it is also possible to use the same concepts to control robotic arms, as shown in Web Control of Robotic Arm with the Vespa.

Troubleshooting

The robot is not walking in the right direction

If the robot is not behaving as expected and as controlled by the joystick, it is likely that one of the motors has reversed polarity. Lift the robot and see which of the motors has the inverted spin when commanding the robot forward, for example. Then turn off the board, disconnect the motor terminal and invert the connection of the motor wires. This should resolve the issue.

The red LED is on

The red LED labeled R on the board is a reverse polarity indicator LED on the board, so if it is lit, it is expected that the board will not turn on as a protection. Disconnect the board power terminal and reverse the battery power supply polarity.

Unable to access IP address for control

If the control interface is not being displayed when accessing the server's IP address, check your connection to the board's network. It is common for more modern devices to automatically disconnect from Wi-Fi networks without internet (as is the case with the network created by Vespa) to try to connect to another network. If this is happening, disable your device's automatic disconnection.

Comments

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santiagodalu
date

Sent 2023-11-06 15:57:54

Olá, estou na seguinte situação: Estou usando a Vespa em um projeto de carrinho de controle remoto via bluetooth. Porém, a tensão da porta USB do computador não é suficiente para alimentar a placa e os motores, por isso uso uma bateria de 9V ao mesmo tempo. Agora, quando quero usar o carrinho sem conectar ao USB, o bluetooth não funciona. Como eu preciso alimentar o circuito de forma que eu possa controlar os dois motores e a placa pra usar o bluetooth de forma independente do computador?

luan.ferreira
date

Sent 2023-11-06 16:36:43
santiagodalu

Olá! Neste caso, pelo comportamento relatado, o problema pode estar atrelado a alimentação externa da placa, uma vez que baterias de 9V não são muito indicadas para essas aplicações, pois elas têm uma baixa taxa de descarga, o que pode fazer os motores não funcionarem corretamente, e como a conectividade Bluetooth demanda uma certa energia, pode ser que a bateria não esteja conseguindo suprir a alimentação do projeto.

luan.ferreira
date

Sent 2023-11-06 16:37:44
santiagodalu

Sendo assim, verifique se ao usar outra fonte de alimentação (que esteja dentro das características do projeto e da placa), o comportamento muda. Apenas para fins de comparação, usamos duas baterias 18650 ( https://www.robocore.net/bateria/bateria-li-ion-18650-37v-2200mah ) no nosso “Kit Robô Explorer” ( https://www.robocore.net/kits/kit-robo-explorer ).

mr26072011
date

Sent 2023-10-01 22:46:30

Olá, comprei o kit explorer e já o programei, porém existem alguns projetos que ainda gostaria de fazer, como o segue linha e o desvio de objetos próximos, mas perdi a minha chave do produto e não estou conseguindo acessar os tutoriais, gostaria de saber se há algum tipo de suporte para estes casos, achei que este seria o local mais convencional para falar isso com vocês

luan.ferreira
date

Sent 2023-10-02 11:37:29
mr26072011

Olá! Neste caso, peço que envie um e-mail para suporte@robocore.net , com o número do pedido referente a compra do Kit, juntamente com uma foto da parte interna da tampa da caixa do Kit (caso ainda a tenha). Caso saiba o e-mail em que a chave foi usada, mas não tenha mais acesso a ele, peço que junto da foto, também nos envie esse tal e-mail.

symphony.robotica
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Sent 2023-09-22 14:04:23

Olá Luan, tudo bem. Parabéns pelo artigo, muito bom. Eu fiz um pequeno teste do script em uma esp32 wroon e o mesmo ficou resetando, conforme outro colega relatou nos posts. Estava alimentando apenas a placa pela porta USB do note book. Funcionou 10 segundos e resetou. Depois troquei a alimentação por 1 power bank com 1 litio carregada e deu a mesma coisa. O sistema reseta e para de funcionar e piscar o led monitor.

luan.ferreira
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Sent 2023-09-22 14:19:15
symphony.robotica

Olá! Agradecemos pelo seu feedback a respeito do nosso tutorial. Pelo comportamento relatado, parece que a fonte de alimentação que está usando não está sendo capaz de fornecer a corrente necessária para o funcionamento do projeto, e isso esteja causando o “reset” da placa. Vale dizer que você também pode verificar se a sua placa está funcionando em sua plenitude, pois isso também pode interferir no funcionamento.

wellygtonfeitosa
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Sent 2023-07-19 20:58:34

Boa noite ... Criei um carro com minha placa vespa, porém, ela fica desconectando do wifi

luan.ferreira
date

Sent 2023-07-20 08:21:42
wellygtonfeitosa

Olá! Geralmente esse comportamento é um indicativo que a fonte de alimentação não está fornecendo a tensão/corrente necessária para a placa operar usando o Wi-Fi. Sendo assim, verifique se a fonte de alimentação usada é capaz de alimentar corretamente o projeto. Por exemplo, no Kit robô Explorer ( https://www.robocore.net/kits/kit-robo-explorer ) usamos duas baterias “18650 3,7V 2200mAh 2C” ( https://www.robocore.net/bateria/bateria-li-ion-18650-37v-2200mah ) como fonte de alimentação.

mdilon2811
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Sent 2023-06-30 09:17:57

Porém não consigo identificar em qual parte do código html ele importa a logo da robocore, define a cor de fundo, etc

luan.ferreira
date

Sent 2023-06-30 09:52:57
mdilon2811

No caso, o logo da nossa empresa está dentro da tag "<svg>", no início do trecho do código que gera a página web. Sendo assim, basta alterar esse trecho para modificar o que será apresentado no lugar do logo. Em relação às cores, elas podem ser alteradas dentro da tag "<style>" que também está no início do código. Infelizmente não temos um tutorial que mostre/ensine a como realizar modificações na página Web. No entanto, como essa página possui a estrutura de uma página Web comum, você consegue alterar a página usando apenas HTML e CSS.

mdilon2811
date

Sent 2023-06-29 21:10:49

Olá boa noite. Em qual parte do código eu poderia mexer no layout da pagina? (logo, cor, etc.)

luan.ferreira
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Sent 2023-06-30 08:29:41
mdilon2811

Para editar o layout da página Web, basta alterar o código HTML presente na constante <”index_html[]”>. Feito isso, basta carregar novamente o código para a placa, e o layout já deve apresentar as suas alterações.

lacerdabusatta
date

Sent 2023-05-07 12:39:05

Oi, tudo bem? Estou com um problema: o servidor web funciona normalmente quando a placa está conectada no cabo usb, mas quando desconecto do computador, e a placa fica sendo alimentada apenas por uma bateria de 9V, o servidor e a rede wifi não são acessíveis (a rede wifi não aparece na lista)

lacerdabusatta
date

Sent 2023-05-07 12:40:40
lacerdabusatta

Apesar da  bateria ser de 9v, no servidor consta 6.6V. Essa tensão é insuficiente para a placa? Mesmo desconectando os dois motores para fins de teste a rede wifi não é criada pela placa quando fora do computador, nem mesmo desligando e religando a chave da placa.

luan.ferreira
date

Sent 2023-05-08 08:40:27
lacerdabusatta

Neste caso, aparentemente a bateria não está conseguindo fornecer a tensão (7 a 11V) necessária para o funcionamento completo da placa Vespa, pois a função de WiFi tem um consumo considerável. De toda forma, baterias de 9V não são muito indicadas para esses robôs, devido a sua baixíssima taxa de descarga de corrente, que não é suficiente para partir os motores. Sendo assim, verifique se ao alimentar a placa com uma fonte de energia que esteja dentro da faixa de operação da placa (7 a 11V) esse comportamento se altera.

luan.ferreira
date

Sent 2023-05-08 08:42:16
lacerdabusatta

Vale dizer que no “Kit Robô Explorer” ( https://www.robocore.net/kits/kit-robo-explorer ) usamos duas “Bateria Li-Ion 18650 3,7V 2200mAh 2C” ( https://www.robocore.net/bateria/bateria-li-ion-18650-37v-2200mah ) com o “Suporte para 2 Baterias Li-Ion 18650” ( https://www.robocore.net/bateria/suporte-para-2-baterias-li-ion-18650 ) para alimentar o projeto.

FELIPEMMARTINS2110
date

Sent 2023-03-02 20:11:03

Boa noite, posso usar motor de até quantos watts com a VESPA?

luan.ferreira
date

Sent 2023-03-03 10:35:46
FELIPEMMARTINS2110

Olá! A placa Vespa consegue controlar (diretamente) motores que operem com tensão entre 7 e 11V, e com corrente de 800mA continuamente (e picos 1,8 A (durante poucos instantes)).

nx.souza
date

Sent 2023-02-02 16:09:26

Boa tarde Lua eu de novo
Já Resolvi aqui já carreguei outro sktch e esta certo Obrigado e boa tarde.

luan.ferreira
date

Sent 2023-02-02 16:11:13
nx.souza

Ficamos felizes em saber que deu certo! Qualquer dúvida ou problema, entre em contato.

nx.souza
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Sent 2023-02-02 15:47:04

Boa tarde Luan!
Tudo bem eu intendi essa parte de carregar com sucesso
Porem eu carreguei com outro sktch na placa Vespa mas grava com essa mensagem 
mas permanece  com o mesmo sktch anterior do Robô

luan.ferreira
date

Sent 2023-02-02 16:06:33
nx.souza

Olá! Pelo comportamento relatado, pode ser que tenha havido algum erro durante a gravação do segundo código para a placa. Sendo assim, desconecte a placa do computador, feche a Arduino IDE (por completo). Feito isso, conecte a placa novamente ao computador e, abra a IDE (selecione a porta COM) e tente novamente enviar o código desejado para a placa.

luan.ferreira
date

Sent 2023-02-02 16:07:16
nx.souza

Se você já realizou esse procedimento, e mesmo assim o comportamento persistiu, peço que envie um e-mail para suporte@robocore.net , com uma captura de tela mostrando a mensagem retornada pela IDE ao tentar gravar o código.