扫地机器人也发微博，才是真正的微博时代 [果壳网强人DIY]

DIYer:	matchlighter
制作时间:	一星期
制作难度:	★★★★★
GEEK指数:	★★★★☆

我想要看看能不能远程操控我的Roomba ( iRobot 公司生产的自动清洁机器人)，而当我不在家的时候让它通过推特报告状态。而且我希望能让这东西脱离计算机自行工作。我想出了下面这个方案，效果还不错。

双向电梯

• 1   材料和工具
• 2   Roomba 的串行接口
• 3   制作连接电缆
• 4   连接 Arduino
• 5   完整的代码
• 6   编程
  • 6.1   编程1：通讯
  • 6.2   编程 2：网络控制
  • 6.3   编程 3：发推特
• 7   排错
• 8   总结
• 9   DIYer签到处

1   材料和工具

材料：

○ 1 只小信号用的低功率PNP 晶体管（我用的是 2N2907A，也可能标号为 NTE159）

○ 1 只8 针的mini DIN 公头

○ 1 只7805 5V 稳压块

○ 1 块免焊接面包电路板

○ 1 块Arduino 电路板

○ 1 块Sparkfun WiFly Arduino 扩展板

○ 1排5个或者更多的排针

○ 一小段 Cat5 电缆，类似的也行（Cat5 是 24 AWG 线径的）

○ 最后一样，当然并不是最不重要的一样，那就是一台 Roomba*

工具：

● 烙铁

● 小剪刀

● 简易夹持爪，用来固定小物件

● 热熔胶枪

● 万用表

前提：

1. 为了完成这篇教程，我现在假设你已经具备了基础的电子学、Arduino 和 Arduino 编程知识。
2. 我只测试过 500 系列的 Roomba。但是，这方案应该可以应用在更新的型号上，不过比较旧的型号能不能适用就不太确定了。

2   Roomba 的串行接口

• 所有的 500 系列 Roomba 都有串口。我们要利用这个串口来控制Roomba并获取 Roomba 的传感器数据。这个串口只不过是一个 7 引脚的位于中央的 Mini-DIN 插口。一般在本地的电子器件商店里花几块钱就能买到这些东西。

• 要使用串口时：把外壳拆下来，轻轻地把顶盖的后端拉开来，让后面的两个夹子松开。现在，用一把一字螺丝刀轻轻地把顶盖其余的部分也撬开来。插口就位于控制按钮的下面。

• 你如果想要不把顶盖拆掉使用串口的话，可以在顶盖上钻一个孔。

3   制作连接电缆

• 要和串口连接，最简单的方法就是通过一只 8 针的mini DIN 插头、一些排针，以及一小段 Cat5 电缆，来制作一根短电缆。

• 你可以使用 7 引脚的mini DIN插头替代 8 引脚插头，只要它中央是塑料的插头，而不是位于底部，即中央引脚没有连接在任何东西上面。从每一根单独的线头上剥掉一部分绝缘层。

• 如果你没有可以剥皮的剥线钳，那么可以绕着绝缘层轻轻地转动小剪刀，然后把它拉下来。

• 将这些线头焊接在迷你 DIN 插口上的小接头上是需要一点技巧的。用夹持爪把线头和迷你 DIN 插头固定住。你也可以在线头上包上一层折叠纸，避免被夹持爪夹出痕迹。从里到外逐步焊接。如果你正确地将线头焊在了接头上，那么就可以用吸锡器把接头外部 多余的焊锡清理掉了。

• 把接头和每根线头的连接方式用一张图表记下来。

• 用万用表检查引脚之间是否存在短路。

• 这些针脚可能会略微弯到外面一点。将针脚插入 Roomba 的DIN座，重新将它们排列好。

• 在每根线头之间滴上些热熔胶，让它们不会弯到一起发生短路。

• 在所有的线头周围包上一层胶带，避免和外壳发生短路。重新把迷你 DIN 插头组装起来，但是在确认了一切运行正常之前，不要把迷你 DIN 的外壳装在引脚上面。这样一来，如果需要修改的话，会方便一些。

• 把线头的另一端包好。

• 6 号和 7 号引脚（见下图）都接地；将它们连在同一个引脚上。1 号和 2 号引脚都接在正极上。

• 这些引脚上的电压都是不同的。当插在电源插座上时，大约为 20V，否则就是电池的电压（大约 14V）。将它们都连接在同一个插头上。将剩下的线头连接到它们相应的插头上。

4   连接 Arduino

• 将 WiFly 扩展板安装在 Arduino 上。

• 用电缆将迷你 DIN 插头连接在 Roomba 上，将排针插在面包板上。

• 参考你自己绘制的接线图表，进行本教程接下来的接线步骤。

1. Mike McCauley 在为 Arduino 编写 Roomba 库时提示我们，必须使用 PNP 晶体管才能从 Roomba 触发 Arduino 的 RX 引脚。用一根跳线把 Roomba 电缆上的 TX 引脚接在晶体管的基极引脚上。把晶体管的集电极引脚接地，而发射极引脚接在 Arduino 的 RX 上。
2. 将 Arduino 的 TX 引脚连接在 Roomba 电缆的 RX 引脚上。将电缆的接地引脚连接在 Arduino 的接地端。
3. 接下来我们接要解决一个小问题。在充电的时候，Roomba 的电源输出最高可达 20V。虽然 Arduino 的稳压器可以承受这样的电压，但是 WiFly 3.3V 的稳压器却经受不住。我们将需要在试验电路板上加上自己的稳压电路。要制作稳压电路，我们使用了一个 7805 稳压块，将电压降低到 5V。将 7805 的接地端接地，Vin（输入电压）引脚接在 Roomba 的电源上，而Vout（输出电压）接在 Arduino 的 5V 引脚上。
4. 当你将插头连接在 Roomba 上时，Arduino 的电源 LED 灯应该会亮起来。

• 要记住，在给 Arduino 重新编程之前，先断开它和 Roomba 之间的电缆！

5   完整的代码

• 点击下载 本项目所使用的完整代码 。其中可能存在一点 bug，所以欢迎你在评论中提出改进的建议。
• 为了让它运作起来，你将需要将“TWITTER oAUTH KEY”替换成在“编程 3：发推”中所得到的 oAuth 密钥。接着我们只需要在 Credential.h 文件中设定好路由的密码和 SSID 就行了。现在，Arduino 应该就能够访问你的网络和推特帐号了。这段代码附上了详细的注释，所以你应该能够轻松修改其中的一些参数，其中包括 Roomba 在特定的事件发生时会发出什么样的信息。
• 如果你遇到了任何困难，那么就向下滚动到排错步骤，寻找帮助，也欢迎你直接和我联系。

6   编程

6.1   编程1：通讯

• 和 Roomba 通讯实际上非常简单。Roomba 的串口使用 iRobot 的开放接口（OI）协议来和其他设备进行通讯（例如 Arduino）。OI 不仅可以提供对 Roomba 的电机和 LED 的控制，而且可以用Arduino来直接命令Roomba做清洁工作。要知道，给 Arduino 重写清洁程序毫无疑问要花掉几个小时。
• 不过，我们实际上会使用 Mike McCauley 编写的丰富的库 ，来和 Roomba 通过 OI 进行通讯。太谢谢你了，Mike！Mike 的库提供了 Roomba 的每一条基础 OI 命令。
• 在这里可以找到有关 iRobot的OI完整细节 。

6.2   编程 2：网络控制

• 在这一方面，我们可以在大多数情况下按照 WiFly 网络服务器的样例代码进行编写。样例代码给了我们所有需要的信息，唯独少了从网页浏览器读取请求。不过，这功能添加起来很容易。我们所需要做的只是用样例 代码一个比特一个比特地读取请求，然后将它们排列成字符串。很简单吧？
• 困难的地方在于正确配置路由器。首先，我们需要告诉路由器，让它给 WiFly 扩展板一个静态的 IP 地址。不幸的是，由于所有的路由器都各不相同，我无法告诉你实际该怎么做。你需要查阅你的路由手册，了解如何指派手动的 IP 地址，除非你并不介意给别人留下控制你的 Roomba 的机会。这基本上是在局域网上控制，而不是因特网上。然而，如果你很清楚相关的安全风险（或者知道如何设置认证系统），那么大多数路由器都可以配置成指向 Arduino 网页服务器。同样，你需要查阅路由手册，了解该如何做。你也许可以用谷歌搜索相关教程。
• 要通过局域网控制 Roomba，你只要在浏览器的地址栏里输入给 WiFly 指派的 IP 地址，瞧，这不就得了！如果你确实将它连上了互联网，那么就可以在任何地方输入路由器的 IPv4 地址来访问它了，你可以 在这里找到自己的IP地址 。

6.3   编程 3：发推特

• 这一部分代码稍微比我一开始预想地更难一点。大部分给 Arduino 添加推特功能的教程都需要计算机进行实际的发推步骤。我不希望在获取 Roomba 的更新信息时必须让我的计算机开着。不过，我们可以使用 另一个非常棒的库 （由 @NeoCat 制作），让 Arduino 不需要计算机的协助也能发推。这个库是专门给以太网扩展板设计的。不过，幸运的是，Sparkfun 的 WiFly 扩展板库只需要很小的代码改动，就可以轻易替代 Ethernet（以太网）扩展板的库了。要想更新 Twitter 库，我们只需将 Twitter.h 头文件中 Ethernet 库的 #include 指向替换掉就行了。

• 我们可能还需要删除 EthernetDNS 库的 #include 指向，因为 WiFly 库提供了自己的 DNS 查询功能。我们还需要删除 Twitter.cpp 文件中的一些有关 EthernetDNS 库的代码。
• 现在，我们就得到了一个 Twitter 库，它和 WiFly 扩展板完全兼容。为了开始使用这个库，我们要允许它访问推特账户。你只要 点击这里 ，然后点击“Get a token to post a message using OAuth”就行了。一旦我们确定它能够访问了，我们就会看到一个叫做 oAuth 密钥的页面。现在，我们只需要将这串密钥记在我们的草稿本上，到时候作为新的 Twitter 类的一个参数。现在，我们就可以开始通过 Arduino 发推了！

• 不过，在这里我们会遇到另一个问题：我们无法发送之前发送过的推。所以，Roomba 只能告诉你它完成过一次的事情。下面有一些解决方法：

1. 给我们的硬件添加一个实时时钟（RTC），在每一条推中加上一条时间戳。这个方法成本较高，不过发的推看起来好看一些。
2. 或者，读取 Roomba 的一些传感器参数，生成一个随机的数字。这个方法成本没那么高，不过发出的推看起来的效果和使用 RTC 的时间戳一样棒。
3. 或者，我们还可以利用 Arduino 的 millis() 函数给推添加标签。这是最可靠且最简单的方法。不过，相比 RTC 时间戳的方法，看起来就不怎么样了。

• 在本教程中，我们将使用最后一种方法，因为它最简单，成本最低。millis() 函数会返回程序启动之后经过的毫秒数。我们不需要担心这个数字会变得太大，因为它经过 50 天就会重置为零。这个数字最大的值为 4.32×10^9，也就是个 10 位数。虽然它会重置，但我们也不需要担心会出现重复的推，因为完全相同的可能性微乎其微。

7   排错

• 在这一小部分中，我列出了我遇到的一些问题和解决方法。

1. WiFly 无法连接

在 Credentials.h 文件中确认你的 SSID 和路由器密码； 如果你使用的是 WEP，那么试试将它改为 WPA/PSK+WPA2/PSK。

1. 推特无法更新

确认你的 oAuth 密钥是否正确（参见编程 3：发推）； 检查你的焊点。

1. 网页控制页面无法显示正确地信息

检查你的焊点。

1. 无法访问网页控制页面

确认你使用的 IP 地址是正确的（参见编程 2：网络控制）。

• 如果上面这些解决方法都帮不了你，欢迎你直接和我联系。

8   总结

我希望你喜欢我的教程，希望你能觉得它对你很有帮助！

如果有任何问题或建议，请留言。欢迎你提出反馈信息。

9   DIYer签到处

资料来源

编辑:	小蜂

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