VÝCVIKOVÁ PLATFORMA ARDUINO: 7 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Hej, čo sa deje, chlapci, tu je opäť nový tutoriál a nový špeciálny projekt a tentokrát som vyzdvihol skutočne potrebný projekt pre všetkých výrobcov elektroniky. Dnešný projekt je o tom, ako si vytvoriť vlastnú školiacu platformu Arduino, krok za krokom tutoriál bude pre vás tým najlepším sprievodcom, ako tento projekt vyskúšať, a určite sú tam potrebné niektoré základné elektronické znalosti, ale nerozmýšľajte, že to vyskúšate, pretože je to úžasné.

Už nejaký čas spravujem skupinu Arduino na Facebooku a mnohokrát som videl, že sa ľudia pýtajú, aká je najlepšia súprava Arduino na cvičenie a odkiaľ získať najlepšiu ponuku na začiatok elektroniky a častá otázka sa týka šťastie distribútorov súprav Arduino v niektorých krajinách, takže je zrejmé, že existuje problém, ktorý si vyžaduje náš zásah, a ako výrobca som sa rozhodol začať tento návod, ako vytvoriť vlastnú vzdelávaciu platformu Arduino špeciálne preto, že tento projekt mi pomôže vyhnúť sa premrhaný čas, ktorý strávim zapojením komponentov na dosku, keď sa pokúšam otestovať svoje kódy, ale namiesto toho, aby som mal túto platformu pripravenú na život, bude život jednoduchší.

Tento projekt je tak praktické vyrobiť špeciálne po získaní prispôsobenej dosky plošných spojov, ktorú sme si objednali v JLCPCB, aby sme zlepšili vzhľad našej platformy. V tejto príručke je tiež dostatok dokumentov a kódov, ktoré vám umožňujú ľahko si vytvoriť vlastnú cvičnú lavicu.

Tento projekt sme urobili iba za 5 dní, iba dva dni na dokončenie návrhu hardvéru na výrobu DPS a tri dni na dokončenie montáže plošiny a testovanie.

Čo sa naučíte z tohto tutoriálu:

1. Výber správnych komponentov v závislosti od vašej platformy
2. Vytvorenie obvodu na pripojenie všetkých vybraných komponentov
3. Zostavte všetky časti projektu
4. Začnite svoj prvý kód s touto platformou

Krok 1: Podrobnosti o tréningovej lavici

Myšlienka je taká jednoduchá; Vybral som niektoré základné elektronické súčiastky, ako sú displeje, diódy LED, senzory, ovládače a rôzne druhy pohonov, a spojil ich dohromady pomocou dosky plošných spojov a ponechal ju po celú dobu zostavenú a pripravenú na akciu, druh metódy plug and play.

Vlastnosti našej platformy

Arduino MEGA2560

Hlavnou súčasťou tejto platformy bude Arduino mega2560, ktorý bude srdcom našej tréningovej lavice, pretože predstavuje spojovací prvok všetkých použitých komponentov, ktoré udržujú signály v pohybe od senzorov a ovládačov po indikátory a akčné členy. Táto vývojová doska je vďaka praktickému mikrokontroléru AVR veľmi užitočná a výkonná, vďaka tomuto odkazu získate ďalšie podrobnosti o tomto mikrokontroléri.

Displeje

Použil som niekoľko displejov, ako je 20x4 LCD displej založený na komunikačnom protokole I²C, aby som zobrazil niektoré správy a upravil zobrazené karikatúry na tejto obrazovke, a taktiež vkladáme 7 -segmentový 4 -miestny displej, pretože je skutočne potrebný pre začiatočníkov. ako tento displej funguje.

Ovládacie prvky

O vstupoch našej platformy máme lištu s 8 prepínačmi, takže pomocou týchto spínačov môžeme ovládať niektoré indikátory bez toho, aby sme zabudli na dvojdielne joysticky, ktoré majú ovládanie v dvoch osiach a tlačidlo, pomocou týchto joystickov môžeme ovládať napríklad rýchlosť a smer motora, pretože má analógový výstupný signál, ktorý sa mení vzhľadom na polohu osí joysticku.

Indikátory

Keď už hovoríme o indikátoroch, zahrnul som 8 červených LED diód a dve RGB LED diódy a tiež tu máme bzučiak, vďaka ktorému je hranie s touto platformou zábavnejšie.

Senzory

Začiatočnícku školiacu platformu na kódovanie nemôžeme vytvoriť bez zapojenia niektorých senzorov, preto som si vybral niektoré často používané senzory, ako napríklad snímač teploty a vlhkosti DHT-11 a senzor na detekciu plynov MQ-2, ktorý má tiež a analógový výstupný signál vzťahujúci sa na nameranú intenzitu plynu.

Ovládače

Pre akčné členy som sa rozhodol vložiť všetky typy motorov, a preto som umiestnil krokový motor Nema17 a som si celkom istý, že všetci z vás potrebujú tento druh motorov kvôli jeho presnosti a vysokému krútiacemu momentu. Sme tiež pomocou servomotora a dvoch jednosmerných motorov.

Konektivita

Pre konektivitu našej platformy som zahrnul modul Bluetooth HC-06 pre prípad, že by ste chceli otestovať aplikáciu pre Android nainštalovanú vo vašom smartfóne, takže takto to pre vás bude oveľa jednoduchšie.

IO a ovládače

Na istotu sú potrebné niektoré ovládače integrovaných obvodov na ovládanie týchto komponentov, ako napríklad MCP23017 na ovládanie diód LED a mostík L293D H na ovládanie rýchlosti a smeru jednosmerných motorov, tiež používam ovládač krokového motora A4988.

Krok 2: Schéma projektu

Každý elektronický projekt potrebuje schéma zapojenia, aby poskytol zrozumiteľné spojenie medzi všetkými jeho množinami, a preto túto časť vždy robíme veľmi dôležitou, pretože toto je hlavný dokument celého projektu, ktorý robíme.

Ako je znázornené na obrázku vyššie, každému komponentu priraďujeme vhodné pripojenie a prepojenie na hlavnú dosku, ktorou je Arduino MEGA2560, je veľmi dôležité vedieť, aké spojenie by sa malo vytvoriť zo senzorov na doske a z dosky na dosku pohon. schéma zapojenia môže tiež identifikovať zoznam vstupov a výstupov našej školiacej platformy, takže pre začiatočníka bude jednoduchšie začať s programovaním bez toho, aby ste zbytočne strácali čas hľadaním toho, čo by malo byť vstupom a čo výstupom.

Tiež si môžete stiahnuť PDF verziu tohto schémy zapojenia z nižšie uvedeného súboru.

Krok 3: Výroba DPS (vyrába JLCPCB)

Aby sme zmontovali všetky uvedené časti dohromady, potrebujeme dosku plošných spojov na vytvorenie správneho spojenia z dosky Arduino k indikátorom a senzorom. Preto som vytvoril tento obvodový diagram a po vytvorení vhodného pripojenia pre každý komponent som transformoval túto schému na návrh DPS na jeho výrobu

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) je najväčší prototypový podnik plošných spojov v Číne a výrobca špičkových technológií špecializujúci sa na rýchlu výrobu prototypov plošných spojov a malosériovú výrobu plošných spojov. S viac ako 10 -ročnými skúsenosťami vo výrobe DPS má JLCPCB viac ako 200 000 zákazníkov doma i v zahraničí, s viac ako 8 000 online objednávkami prototypov DPS a malou výrobou DPS za deň. Ročná výrobná kapacita je 200 000 m2. pre rôzne 1-vrstvové, 2-vrstvové alebo viacvrstvové PCB. JLC je profesionálny výrobca plošných spojov, ktorý sa vyznačuje rozsiahlym vybavením, studňovým vybavením, prísnym riadením a vynikajúcou kvalitou.

Späť k nášmu projektu

Aby som vyrobil príslušný PCB, porovnal som cenu od mnohých výrobcov PCB a na objednanie tohto obvodu som vybral JLCPCB ako najlepších dodávateľov PCB a najlacnejších poskytovateľov PCB. Všetko, čo musím urobiť, je niekoľko jednoduchých kliknutí na nahranie súboru gerber a nastavenie niektorých parametrov, ako je farba a množstvo hrúbky DPS, potom som zaplatil iba 2 doláre, aby som dostal DPS iba po piatich dňoch.

Ako ukazuje obrázok súvisiacej schémy, použil som Arduino MEGA2560 na ovládanie celého systému, taktiež som navrhol umiestnenie loga a komponentov na doske, aby bolo spájkovanie jednoduchšie pre všetkých začiatočníkov v oblasti výroby elektroniky. Ako vidíte na obrázkoch vyššie, doska plošných spojov je veľmi dobre vyrobená a mám rovnaký dizajn dosiek plošných spojov, aký sme vyrobili, a všetky etikety a logá sú tam, aby ma viedli počas krokov spájkovania. Môžete si tiež stiahnuť súbor Gerber pre tento obvod z nižšie uvedeného súboru v prípade, že chcete zadať objednávku rovnakého dizajnu obvodu.

Krok 4: Návrh platformy (CAD)

Pred spájkovaním elektronických súčiastok vám ukážem tento box, ktorý som navrhol pomocou softvéru Solidworks, ktorý mi umožňuje vygenerovať súbory DXF a nahrať ich do CNC laserového rezacieho stroja za účelom výroby navrhnutého boxu; Na vytvorenie tohto boxu sme použili 5 mm MDF drevený materiál, ktorý dodá nášmu projektu lepší vzhľad, najmä s jeho štítkami a názvami, a bude pre nás jednoduchšie vziať si túto vzdelávaciu platformu so sebou kamkoľvek ideme.

Súbory DXF pre tento projekt si môžete stiahnuť zo súborov nižšie

Krok 5: Kompletné prísady

Teraz sa pozrime na potrebné komponenty, ktoré pre tento projekt potrebujeme, takže, ako som už povedal, na spustenie celého systému používam Arduino MEGA2560.

Na vytvorenie tohto druhu projektov budeme potrebovať:

• DPS, ktorú sme si objednali z JLCPCB:
• Jedno Arduino Mega2560
• Krokový motor NEMA17
• Dva jednosmerné motory
• Jeden servomotor
• Jeden LCD displej
• Jeden 7 -segmentový displej
• Osem červených LED diód
• Dve RGB LED diódy
• Jeden bzučiak
• Osem prepínacích pruhov
• Dva joysticky senzor DHT-11
• Plynový senzor
• Modul Bluetooth
• Integrovaný obvod MCP23017
• Krokový ovládač A4988
• Ovládač motora L293D
• Niektoré konektory záhlavia SIL
• Niektoré skrutkovacie konektory
• Poistka
• Niektoré odpory a kondenzátory
• Box na cvičnú plošinu
• Nejaká skrutka do zostavy

Krok 6: Spájkovanie a montáž

Prejdeme teraz k elektronickej zostave a všetky komponenty spájkujeme na dosku plošných spojov. nájdete na vrchnej hodvábnej vrstve štítok každého komponentu označujúci jeho umiestnenie na doske a týmto spôsobom si budete 100% istí, že neurobíte žiadne chyby pri spájkovaní.

Teraz prejdeme priamo k zostave krabice, je to také jednoduché, pretože sme v návrhu vytvorili umiestnenie skrutiek. Všetko, čo musíme urobiť, je v prvom kroku montáže priskrutkovať DPS na spodnú stranu krabice.

Potom každý motor priskrutkujte na svoje miesto na hornej strane skrinky. V neposlednom rade k nim pripájame motory, skrutkovače na DPS. A nakoniec dokončujeme skrutkovanie ostatných strán škatule.

Krok 7: Test (fungovalo to): D

Teraz máme všetko pripravené na to, aby sme sa mohli začať hrať s touto platformou, a rozhodol som sa otestovať niektoré kódy, ako je zvýšenie hodnoty 7 -segmentového zobrazenia a otáčanie krokového motora. Displej LCD funguje dobre, takže zobrazenú správu môžete vidieť aj na obrazovke LCD..

Ako vidíte, chlapci sú pri vytváraní tohto úžasného projektu veľmi šikovní a postupovanie podľa pokynov v tomto návode uľahčuje každému z vás, aby ste to vyskúšali.

V nasledujúcich pokynoch vám ukážem programovaciu časť pre každý komponent a spôsob ovládania všetkých týchto komponentov pomocou dosky Arduino.

Ako obvykle, môžete si napísať svoje návrhy, ak máte ďalšie nápady na zlepšenie tohto projektu, a podeľte sa s nami o svoje vlastné vzdelávacie platformy.

Posledná vec, uistite sa, že elektroniku robíte každý deň

Nabudúce to bolo BEE MB od MEGA DAS see