⚙️ หลักการ ของหุ่นยนต์บังคับด้วย Wireless Joystick PS2

🎮 1. Human to Machine Interface (HMI)

จากปลายนิ้วมนุษย์ สู่การขยับของหุ่นยนต์แบบเรียลไทม์
จอย PS2 คือสะพานเชื่อมระหว่างมนุษย์กับเครื่องจักร ผู้ควบคุมเพียงกดปุ่มหรือโยกอนาล็อก สัญญาณไฟฟ้าก็ถูกส่งไปยังบอร์ด Arduino เพื่อสั่งให้หุ่นยนต์ขยับทันที คล้ายกับเราผสมน้ำมนต์แห่งการควบคุมเข้าไปในเครื่องจักรให้มันเคลื่อนไหวตามเรา

📡 2. Wireless Signal Translation – ภาษาลับระหว่างจอยกับหุ่นยนต์

จอย PS2 แบบไร้สายจะส่งข้อมูลผ่านคลื่นวิทยุไปยังตัวรับ (Receiver) ที่เสียบอยู่กับ Arduino ข้อมูลนี้เป็นรูปแบบดิจิทัล เช่น

• UP = เดินหน้า
• X Button = เพิ่มสปีด
• Analog Left = เลี้ยวซ้ายแบบนุ่มนวล

Arduino จึงทำหน้าที่เหมือนล่ามดิจิทัล แปล “ภาษาของจอย” ให้กลายเป็นคำสั่ง “ภาษาของหุ่นยนต์”

⚡ 3. Input → Processing → Output คือหัวใจของระบบอัตโนมัติ

หุ่นยนต์ทั้งระบบสามารถสรุปให้เท่ ๆ ได้ใน 3 ขั้นตอน:

1. Input: จอย PS2 ส่งค่าปุ่มและตำแหน่งอนาล็อก
2. Processing: Arduino ประมวลผล ตัดสินใจว่าจะให้หุ่นยนต์ทำอะไร
3. Output: สั่งงานมอเตอร์ให้หมุน เดินหน้า ถอยหลัง เลี้ยว หรือหยุด

นี่คือกลไกเดียวกับที่ใช้ในระบบหุ่นยนต์อุตสาหกรรม เครื่องบินโดรน หรือแม้กระทั่งยานสำรวจดาวอังคาร

🔁 4. PWM (Pulse Width Modulation) – ศิลปะการควบคุมความเร็วแบบดิจิทัล

แทนที่จะเพิ่มลดแรงดันไฟตรง ๆ Arduino ใช้เทคนิค PWM ส่งสัญญาณ “เปิด-ปิดเร็วมาก ๆ” เพื่อควบคุมความเร็วของมอเตอร์ ลองนึกภาพเหมือนเราเปิดปิดวาล์วน้ำเร็ว ๆ เพื่อควบคุมปริมาณน้ำที่ไหลออก — มันดูพื้นฐานแต่ทรงพลังสุด ๆ ในโลกอิเล็กทรอนิกส์

⚙️ 5. H-Bridge Motor Driver – สวิตช์กลับทิศพลังงาน

การสั่งให้มอเตอร์หมุนไปข้างหน้า/ถอยหลัง เกิดจากการกลับขั้วไฟฟ้า ซึ่งมอเตอร์ไดร์เวอร์ (เช่น L298N) ทำหน้าที่เหมือน “สะพานสวิตช์ 4 ทิศทาง” ให้ไฟไหลได้ทิศทางที่เราต้องการ คล้ายระบบเกียร์ของรถ แต่ควบคุมด้วยไฟฟ้าทั้งหมด

🤖 6. Modular Design – หุ่นยนต์ที่อัปเกรดได้เหมือนเกม

หุ่นยนต์ PS2 Control ถูกออกแบบแบบแยกส่วน (Modular) เช่น

ส่วน Sensors (เพิ่มภายหลังได้)
จึงสามารถอัปเกรดได้ เช่น เพิ่มเซนเซอร์หลบสิ่งกีดขวาง, ใส่กล้อง FPV, หรือควบคุมผ่าน IoT — เรียกได้ว่าเริ่มจากของเล่นแต่ไปจบที่ของจริงได้เลย

ส่วนควบคุม (Control Unit)

ส่วนขับเคลื่อน (Motor Unit)

🔌 อุปกรณ์ที่ใช้

• ชุดคิท รถบังคับ Arduino ด้วย Wireless Joystick PS2

ขั้นตอนการสร้าง

1.ประกอบหุ่นยนต์และเชื่อมต่อวงจร

บัดกรีสายมอเตอร์ โดย สายสีแดงอยู่ด้านบน และ สายสีดำอยู่ด้านล่าง ทั้ง 4 ตัว

ยึดมอเตอร์เข้ากับโครงหุ่นยนต์ (ด้านล่าง)

ยึดเสา 6 ต้น สำหรับใส่โครงหุ่นยนต์ด้านบน

การต่อวงจร

ประกอบ sensor shield v 5.0 เข้า กับ Arduino Uno R3

Arduino Shield เวอร์ชัน 5 บอร์ดขยายพอร์ท Arduino สำหรับเสียบกับสายเซนเซอร์ หรืออุปกรณ์ต่อพ่วงต่าง ๆ ได้อย่างสะดวก

Arduino ทุกเวอร์ชั่น (ยกเว้นพวกที่เป็น SMD และ เวอร์ชั่นที่ทำขึ้นกันเอง) จะถูกออกแบบให้มี Layout ของ Pin ต่างๆในรูปแบบเดียวกัน เพื่อให้สามารถใช้อุปกรณ์เสริมหลายๆอย่างร่วมกันได้ โดยวิธี Plug n’ play หมายถึงแค่เสียบลงไปแล้วก็นำไปใช้งานได้เลย …. ทำให้อุปกรณ์เสริมที่นำมาใช้ต่อพ่วงร่วมกันเรียกว่า Shield (ซึ่งหมายถึง เกราะ หรืออะไรประมาณนั้น ประมาณว่า สวมเกราะเสร็จ ออกไปรบได้เลย)

หมายเหตุ : ถ้ามี Jumper อยู่ที่ขา ENA และ ENB ของ บอร์ด L298N  ให้ถอดออก

การเชื่อมต่อระหว่าง บอร์ด Arduino Sensor Shield V5.0 กับ บอร์ด L298N  

เชื่อมต่อ มอเตอร์ ทั้ง 4 ตัวเข้ากับ โมดูลขับมอเตอร์

(ตรวจสอบการต่อสายแต่ละคู่ของมอเตอร์ ต้องเป็นขั้วเดียวกัน แล้วจึงไปแก้ไข สลับขั้วการต่อกับโมดูลขับมอเตอร์ ตอนทดสอบ การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ ถ้ายังวิ่งไม่ถูกทิศทาง)

เชื่อมต่อบอร์ด Arduino กับ PS2 PS3 Adapter 

• PS2 PS3 Adapter              Arduino Board
  
•          +5V                       +5V
•          DATA                     D 12
•          CMD                      D 11 
•          CLK                       D 13
•          ATT                       D 10
•          GND                      GND

2.ติดตั้ง Arduino IDE

ดาวน์โหลด Arduino IDE จากที่นี่

https://www.arduino.cc/en/software

3. ทดสอบ การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์

การทดสอบนี้ เป็นการตรวจสอบการต่อสายต่างๆ เช่น การเชื่อมต่อสายของมอเตอร์ ทั้ง 4 ตัว รวมทั้งสายอื่นๆ ของหุ่นยนต์ที่เราสร้าง ว่าถูกต้องหรือไม่ ถ้าถูกต้องหุ่นยนต์จะดำเนินการดังนี้

คือ เดินหน้า -> ถอยหลัง -> เลี้ยวซ้าย -> เลี้ยวขวา

และนี่คือโค้ดที่ใช้ทดสอบ

// Motor A pins (enableA = enable motor, pinA1 = forward, pinA2 = backward)
int enableA = 3;
int pinA1 = 6;
int pinA2 = 7;

//Motor B pins (enabledB = enable motor, pinB2 = forward, pinB2 = backward)
int enableB = 5;
int pinB1 = 8;
int pinB2 = 9;

void setup() {
  pinMode(enableA, OUTPUT);
  pinMode(pinA1, OUTPUT);
  pinMode(pinA2, OUTPUT);

  pinMode(enableB, OUTPUT);
  pinMode(pinB1, OUTPUT);
  pinMode(pinB2, OUTPUT);
}
void loop() {

  delay(2000);
  enableMotors();
  //Go forward
  forward(1000);
  coast(200);
  //Go backward
  backward(1000);
  coast(200);
  //Turn left
  turnLeft(400);
  coast(200);
  //Turn right
  turnRight(400);
  coast(200);
}

//Define high-level H-bridge commands

void enableMotors() {
  motorAOn();
  motorBOn();
}

void disableMotors() {
  motorAOff();
  motorBOff();
}

void forward(int time) {
  motorAForward();
  motorBForward();
  delay(time);
}

void backward(int time) {
  motorABackward();
  motorBBackward();
  delay(time);
}

void turnLeft(int time) {
  motorABackward();
  motorBForward();
  delay(time);
}

void turnRight(int time) {
  motorAForward();
  motorBBackward();
  delay(time);
}

void coast(int time) {
  motorACoast();
  motorBCoast();
  delay(time);
}

void brake(int time) {
  motorABrake();
  motorBBrake();
  delay(time);
}
//Define low-level H-bridge commands

//enable motors
void motorAOn() {
  digitalWrite(enableA, HIGH);
}

void motorBOn() {
  digitalWrite(enableB, HIGH);
}

//disable motors
void motorAOff() {
  digitalWrite(enableB, LOW);
}

void motorBOff() {
  digitalWrite(enableA, LOW);
}

//motor A controls
void motorAForward() {
  digitalWrite(pinA1, HIGH);
  digitalWrite(pinA2, LOW);
}

void motorABackward() {
  digitalWrite(pinA1, LOW);
  digitalWrite(pinA2, HIGH);
}

//motor B controls
void motorBForward() {
  digitalWrite(pinB1, HIGH);
  digitalWrite(pinB2, LOW);
}

void motorBBackward() {
  digitalWrite(pinB1, LOW);
  digitalWrite(pinB2, HIGH);
}

//coasting and braking
void motorACoast() {
  digitalWrite(pinA1, LOW);
  digitalWrite(pinA2, LOW);
}

void motorABrake() {
  digitalWrite(pinA1, HIGH);
  digitalWrite(pinA2, HIGH);
}

void motorBCoast() {
  digitalWrite(pinB1, LOW);
  digitalWrite(pinB2, LOW);
}

void motorBBrake() {
  digitalWrite(pinB1, HIGH);
  digitalWrite(pinB2, HIGH);
}

ไปที่ Tools -> Board -> Arduino AVR Boards -> Arduino Uno

เลือก Port โดยไปที่ Tools -> Port -> COM19
(โดย COM19 แต่ละเครื่องจะไม่เหมือนกัน ให้เลือกตามที่ปรากฎ)

คลิกที่ Upload

รอจนกระทั่งขึ้น Done uploading. ที่แถบด้านล่าง แสดงว่าเราอัพโหลดโปรแกรมลงบอร์ดได้สำเร็จแล้ว

วิดีโอผลลัพธ์การทำงาน การเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์

ถ้าขั้นตอนนี้ไม่ได้ตามคลิป ต้องแก้ไขให้เรียบร้อยก่อน เช่นการต่อสายต่างๆ

4. อัพโหลดโค้ด หุ่นยนต์ บังคับ ด้วย Wireless Joystick PS2

ต้องมีการเพิ่มไลบรารี่ PS2X

ไลบรารี่ PS2X เป็น ไลบรารี่ ฟังก์ชัน ที่มีผู้พัฒนาเตรียมพร้อมไว้ให้เราแล้ว

🔧 ขั้นตอนการเพิ่มไลบรารี่ PS2X ลงใน Arduino IDE

• ดาวน์โหลดไฟล์ไลบรารี่ PS2X
• ไปที่ลิงก์ GitHub (ลิงก์ต้นฉบับของ Bill Porter):
  👉 https://github.com/madsci1016/Arduino-PS2X
• กดปุ่มสีเขียว “Code” → “Download ZIP”
• เปิด Arduino IDE
• ไปที่เมนู Sketch → Include Library → Add .ZIP Library…
• เลือกไฟล์ ZIP ที่โหลดมา
• เลือกไฟล์ Arduino-PS2X-master.zip ที่โหลดไว้ แล้วกด Open
• ตรวจสอบการติดตั้ง
• ไปที่ Sketch → Include Library แล้วดูในรายการ ถ้ามีชื่อ PS2X_lib แสดงว่าติดตั้งสำเร็จแล้ว ✅

จากนั้นจึง Upload โค้ด โปรเจค หุ่นยนต์บังคับ ด้วย Wireless Joystick PS2 ไปยัง บอร์ด Arduino UNO R3

#include <PS2X_lib.h>   // ไลบรารีสำหรับจอย PS2

PS2X ps2x;

// กำหนดขาเชื่อมต่อ PS2
#define PS2_CLK  13
#define PS2_CMD  11
#define PS2_ATT  10
#define PS2_DAT  12

// กำหนดขามอเตอร์
int enableA = 3; // Motor A Speed (PWM)
int pinA1   = 6; // Motor A Forward
int pinA2   = 7; // Motor A Backward

int enableB = 5; // Motor B Speed (PWM)
int pinB1   = 8; // Motor B Forward
int pinB2   = 9; // Motor B Backward

void setup() {
  Serial.begin(9600);

  // ตั้งค่าขามอเตอร์
  pinMode(enableA, OUTPUT);
  pinMode(pinA1,   OUTPUT);
  pinMode(pinA2,   OUTPUT);

  pinMode(enableB, OUTPUT);
  pinMode(pinB1,   OUTPUT);
  pinMode(pinB2,   OUTPUT);

  // เปิดมอเตอร์เริ่มต้น
  motorAOn();
  motorBOn();

  // ตั้งค่าเชื่อมต่อจอย PS2
  int error = ps2x.config_gamepad(PS2_CLK, PS2_CMD, PS2_ATT, PS2_DAT, true, true);

  if(error == 0) Serial.println("✅ PS2 Controller Connected!");
  else Serial.println("❌ PS2 Controller Error, เช็คสายต่อ");
}

void loop() {
  ps2x.read_gamepad(false, 0); // อ่านค่าจอย PS2 ทุก Loop

  // ควบคุมด้วยปุ่ม D-Pad
  if(ps2x.Button(PSB_PAD_UP)) {
    forward();
    Serial.println("เดินหน้า");
  }
  else if(ps2x.Button(PSB_PAD_DOWN)) {
    backward();
    Serial.println("ถอยหลัง");
  }
  else if(ps2x.Button(PSB_PAD_LEFT)) {
    turnLeft();
    Serial.println("เลี้ยวซ้าย");
  }
  else if(ps2x.Button(PSB_PAD_RIGHT)) {
    turnRight();
    Serial.println("เลี้ยวขวา");
  }
  else {
    coast();  // หยุดเมื่อไม่กดปุ่ม
    // brake(); // ถ้าอยากให้หยุดแบบเบรกทันทีให้ใช้ฟังก์ชันนี้แทน
  }

  delay(50);
}

//---------------- Motor Control Functions ----------------//

void forward() {
  analogWrite(enableA, 200);
  analogWrite(enableB, 200);
  motorAForward();
  motorBForward();
}

void backward() {
  analogWrite(enableA, 200);
  analogWrite(enableB, 200);
  motorABackward();
  motorBBackward();
}

void turnLeft() {
  analogWrite(enableA, 200);
  analogWrite(enableB, 200);
  motorABackward();
  motorBForward();
}

void turnRight() {
  analogWrite(enableA, 200);
  analogWrite(enableB, 200);
  motorAForward();
  motorBBackward();
}

void coast() {
  motorACoast();
  motorBCoast();
}

void brake() {
  motorABrake();
  motorBBrake();
}

//---------------- Low-Level Motor Functions ----------------//

void motorAOn()  { digitalWrite(enableA, HIGH); }
void motorBOn()  { digitalWrite(enableB, HIGH); }
void motorAOff() { digitalWrite(enableA, LOW);  }
void motorBOff() { digitalWrite(enableB, LOW);  }

void motorAForward()  { digitalWrite(pinA1, HIGH); digitalWrite(pinA2, LOW);  }
void motorABackward() { digitalWrite(pinA1, LOW);  digitalWrite(pinA2, HIGH); }

void motorBForward()  { digitalWrite(pinB1, HIGH); digitalWrite(pinB2, LOW);  }
void motorBBackward() { digitalWrite(pinB1, LOW);  digitalWrite(pinB2, HIGH); }

void motorACoast() { digitalWrite(pinA1, LOW);  digitalWrite(pinA2, LOW);  }
void motorBCoast() { digitalWrite(pinB1, LOW);  digitalWrite(pinB2, LOW);  }

void motorABrake() { digitalWrite(pinA1, HIGH); digitalWrite(pinA2, HIGH); }
void motorBBrake() { digitalWrite(pinB1, HIGH); digitalWrite(pinB2, HIGH); }

✅ หลักการทำงาน

วิดีโอผลลัพธ์การทำงาน หุ่นยนต์บังคับ ด้วย Wireless Joystick PS2