ARDUINO -KOULUTUSALUSTO: 7 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Hei mitä kuuluu kaverit täällä on jälleen uusi opetusohjelma ja uusi erikoisprojekti, ja tällä kertaa olen valinnut todella tarvittavan projektin kaikille elektroniikan valmistajille, tämän päivän projekti koskee oman Arduino -koulutusalustan luomista, tämä vaihe vaiheelta opetusohjelma on paras opas sinulle kokeilemaan tätä projektia, ja varmasti siellä on joitain sähköisiä perustietoja, mutta älä ajattele kahdesti kokeilla sitä, koska se on hämmästyttävä.

Olen jo jonkin aikaa hallinnoinut Arduinon Facebook -ryhmää ja näin monta kertaa, että ihmiset kysyivät, mikä on paras Arduino -pakki harjoitteluun ja mistä saada paras tarjous aloittaa elektroniikka, ja usein kysytään Arduino -pakettien jakelijoiden onni joissakin maissa, joten ilmeisesti siellä on ongelma, joka vaatii väliintuloa, ja päättäjänä päätin aloittaa tämän opetusohjelman oman Arduino -koulutusalustan luomiseksi erityisesti, koska tämä projekti auttaa minua välttämään hukkaan heitetty aika, jonka käytän komponenttien kytkemiseen leipälevyyn joka kerta, kun yritän testata koodejani, mutta sen sijaan tämän käyttövalmiuden ansiosta elämä on helpompaa.

Tämä projekti on niin kätevä tehdä erityisesti sen jälkeen, kun olemme saaneet räätälöidyn piirilevyn, jonka olemme tilanneet JLCPCB: ltä parantaaksemme alustamme ulkonäköä, ja myös tässä oppaassa on tarpeeksi asiakirjoja ja koodeja, joiden avulla voit luoda oman harjoituspenkin helposti.

Olemme tehneet tämän projektin vain 5 päivässä, vain kaksi päivää PCB -valmistuksen laitteistosuunnitelman loppuunsaattamiseksi ja kolme päivää alustan kokoonpanon loppuun saattamiseksi ja sen testaamiseksi.

Mitä opit tästä opetusohjelmasta:

1. Oikeiden komponenttien valinta alustasta riippuen
2. Piirin tekeminen kaikkien valittujen komponenttien liittämiseksi
3. Kokoa kaikki projektin osat
4. Aloita ensimmäinen koodisi tällä alustalla

Vaihe 1: Tietoja harjoituspenkistä

Ajatus on niin yksinkertainen; Valitsen joitain elektronisia peruskomponentteja, kuten näyttöjä, LED -valoja, antureita, ohjaimia ja erilaisia toimilaitteita, ja yhdistän ne yhteen piirilevyn kautta ja pidän sen koko ajan koossa ja toimintavalmiina, eräänlaisena plug and play -menetelmänä.

Alustamme ominaisuudet

Arduino MEGA2560

Tämän alustan pääkomponentti on Arduino mega2560, joka on harjoituspenkimme sydän, koska se on kaikkien käytettyjen komponenttien linkki, joka pitää signaalit liikkeellä antureista ja säätimistä indikaattoreihin ja toimilaitteisiin. Tämä kehityskortti on erittäin kätevä käyttää ja tehokas elektroninen levy AVR -mikrokontrollerinsa ansiosta, saat lisätietoja tästä mikrokontrollerista tämän linkin kautta.

Näyttää

Olen käyttänyt joitain näyttöjä, kuten Ix4C -tiedonsiirtoprotokollaan perustuvaa 20 x 4 -LCD -näyttöä joidenkin viestien näyttämiseksi ja näytössä näkyvien merkkien säätämiseksi, ja lisäämme myös 7 -segmenttisen 4 -numeroisen näytön, koska sitä todella tarvitaan aloittelijan oppimiseen miten tämä näyttö toimii.

Säätimet

Alustamme tuloista meillä on 8 kytkinpalkkia, joten voimme ohjata joitain indikaattoreita näillä kytkimillä unohtamatta kahta kaksiakselista ohjaussauvaa, joissa on kaksoisakselien ohjaus ja painike, näiden ohjaussauvojen avulla voimme hallita esimerkiksi nopeutta ja suuntaa moottorista, koska siinä on analoginen lähtösignaali, joka muuttuu ohjaussauvan akselien asennon suhteen.

Indikaattorit

Indikaattoreista puhuttaessa olen sisällyttänyt 8 punaista LEDiä ja kaksi RGB -LEDiä, ja meillä on myös summeri, joka tekee pelaamisesta tällä alustalla hauskempaa.

Anturit

Emme voi tehdä aloittelijoille koulutusalustoa koodausta varten ilman joitain antureita, siksi valitsin joitakin usein käytettyjä antureita, kuten lämpötilan ja kosteuden DHT-11-anturin, ja kaasunilmaisuanturin MQ-2, jossa on myös analoginen lähtösignaali, joka liittyy mitattuun kaasun voimakkuuteen.

Toimilaitteet

Päätin asentaa toimilaitteisiin kaikenlaisia moottoreita, minkä vuoksi olen asentanut askelmoottorin Nema17 ja olen melko varma, että te kaikki tarvitsette tällaisia moottoreita tarkkuutensa ja suuren vääntömomentinsa vuoksi. käyttämällä servomoottoria ja kahta tasavirtamoottoria.

Yhteydet

Alustamme liitettävyyden vuoksi olen sisällyttänyt Bluetooth-moduulin HC-06, jos haluat testata älypuhelimeesi asennetun Android-sovelluksen, joten se on paljon helpompaa sinulle.

IC ja ohjaimet

Varmasti tarvitaan joitain integroituja piiriohjaimia näiden komponenttien ohjaamiseen, kuten MCP23017 LEDien ohjaamiseen ja L293D H-silta tasavirtamoottoreiden nopeuden ja suunnan ohjaamiseen, ja käytän myös askelmoottorin A4988 ohjainta.

Vaihe 2: Projektikaavio

Kaikki sähköiset projektit tarvitsevat kytkentäkaavion, jotta ne muodostavat ymmärrettävän yhteyden kaikkien joukkojensa välillä, siksi teemme tästä osasta aina erittäin tärkeän, koska tämä on koko tekemämme projektin pääasiakirja.

Kuten yllä olevasta kuvasta näkyy, annamme kullekin komponentille sopivan liitännän ja linkit emolevyyn, joka on Arduino MEGA2560, tämä on erittäin tärkeää tietää, millainen yhteys antureista korttiin ja kortista korttiin on muodostettava toimilaite. piirikaavio voisi tunnistaa myös harjoitusalustamme tulo- ja lähtöluettelon, tällä tavalla aloittelijan on helpompi aloittaa ohjelmointi tuhlaamatta kauan aikaa etsimään, mitä pitäisi olla panos ja mikä pitäisi olla lähtö.

Voit myös ladata tämän piirikaavion PDF -version alla olevasta tiedostosta.

Vaihe 3: Piirilevyjen valmistus (valmistaja JLCPCB)

Kaikkien mainittujen osien kokoamiseksi tarvitsemme piirilevyn oikean yhteyden muodostamiseksi Arduino -kortilta indikaattoreihin ja antureihin. Joten olen luonut tämän piirikaavion ja jokaisen komponentin asianmukaisen liitännän jälkeen olen muuttanut tämän kaavion PCB -malliksi sen tuottamiseksi

Tietoja JLCPCB: stä

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) on Kiinan suurin PCB-prototyyppiyritys ja korkean teknologian valmistaja, joka on erikoistunut nopeaan PCB-prototyyppiin ja pieneräiseen PCB-tuotantoon. Yli 10 vuoden kokemuksella piirilevyjen valmistuksesta JLCPCB: llä on yli 200 000 asiakasta kotimaassa ja ulkomailla, yli 8 000 online -tilausta PCB -prototyypistä ja pieni määrä PCB -tuotantoa päivässä. Vuotuinen tuotantokapasiteetti on 200 000 neliömetriä. erilaisille 1-, 2-kerroksisille tai monikerroksisille piirilevyille. JLC on ammattimainen piirilevyvalmistaja, jolla on laajamittainen, kaivovarustus, tiukka hallinta ja erinomainen laatu.

Takaisin projektiimme

Asianmukaisen PCB: n valmistamiseksi olen vertaillut monien PCB -valmistajien hintaa ja valitsen JLCPCB: n parhaiksi PCB -toimittajiksi ja halvimpien PCB -toimittajien tilaamaan tämän piirin. Kaikki mitä minun tarvitsee tehdä, on yksinkertaiset napsautukset ladata Gerber -tiedosto ja asettaa joitakin parametreja, kuten PCB -paksuuden väri ja määrä, sitten olen maksanut vain 2 dollaria saadakseni PCB: n vain viiden päivän kuluttua.

Koska se näyttää kuvan asiaan liittyvästä kaaviosta, olen käyttänyt Arduino MEGA2560 -laitetta koko järjestelmän ohjaamiseen. Olen myös suunnitellut logot ja komponenttien sijoittelun taululle helpottamaan juottamista kaikille elektroniikan valmistuksen aloittelijoille. Kuten yllä olevista kuvista näkyy, piirilevy on hyvin valmistettu ja minulla on sama piirustus, jonka olemme tehneet, ja kaikki tarrat ja logot ovat siellä opastamassa minua juotosvaiheissa. Voit myös ladata tämän piirin Gerber -tiedoston alla olevasta tiedostosta, jos haluat tilata saman piirin.

Vaihe 4: Platform Box Design (CAD)

Ennen kuin aloitat elektronisten komponenttien juottamisen, näytän sinulle tämän laatikon, jonka suunnittelin solidworks -ohjelmistolla, jonka avulla voin luoda DXF -tiedostoja ja ladata ne CNC -laserleikkauskoneeseen suunnitellun laatikon tuottamiseksi; käytimme 5 mm: n MDF -puumateriaalia tämän laatikon luomiseen, mikä lisää projektimme ulkonäköä etenkin sen tarrojen ja nimikkeiden kanssa, ja meidän on helpompaa ottaa tämä koulutusalusta mukaamme kaikkialle.

Voit ladata tämän projektin DXF -tiedostot alla olevista tiedostoista

Vaihe 5: Täytä ainesosat

Tarkastellaan nyt tarvittavia komponentteja, joita tarvitsemme tähän projektiin, joten kuten olen sanonut, käytän Arduino MEGA2560: ta koko järjestelmän ajamiseen.

Tällaisten hankkeiden luomiseksi tarvitsemme:

• JLCPCB: ltä tilatut piirilevyt:
• Yksi Arduino Mega2560
• NEMA17 -askelmoottori
• Kaksi tasavirtamoottoria
• Yksi servomoottori
• Yksi LCD -näyttö
• Yksi 7 segmentin näyttö
• Kahdeksan punaista LEDiä
• Kaksi RGB -LEDiä
• Yksi summeri
• Kahdeksan kytkentäpalkki
• Kaksi ohjaussauvaa DHT-11-anturi
• Kaasuanturi
• Bluetooth -moduuli
• MCP23017 integroitu piiri
• A4988 askelmoottorin kuljettaja
• L293D -moottorin kuljettaja
• Jotkut SIL -otsakeliittimet
• Jotkut ruuviliittimet
• Sulake
• Jotkut vastukset ja kondensaattorit
• Harjoitusalustan laatikko
• Jotkut ruuvit kokoonpanolle

Vaihe 6: Juotos ja kokoaminen

Siirrymme nyt elektroniseen kokoonpanoon ja juotamme kaikki komponentit piirilevyyn. löydät ylimmästä silkkikerroksesta jokaisen komponentin etiketin, joka osoittaa sen sijainnin levylle, ja näin olet 100% varma, ettet tee juotosvirheitä.

Nyt siirrymme suoraan laatikon kokoonpanoon, se on niin yksinkertaista, koska loimme ruuvin sijoittelun suunnitteluun, ja meidän tarvitsee vain ruuvata piirilevy laatikon pohjaan asennuksen ensimmäisessä vaiheessa.

Sitten ruuvaamme moottorit kukin paikoilleen laatikon yläpuolelle. Viimeisenä mutta ei vähäisimpänä, liitämme moottorit niihin PCB -ruuvit. Ja lopuksi ruuvaamme laatikon muut puolet.

Vaihe 7: Testaa (toimi): D

Nyt meillä on kaikki valmiina pelaamaan tällä alustalla, ja päätin testata joitain koodeja, kuten 7 -segmentin näyttöarvon lisääminen ja askelmoottorin kääntäminen, nestekidenäyttö toimii myös hyvin, joten näet näytetyn viestin myös nestekidenäytössä.

Kuten näette, kaverit tekevät tämän hämmästyttävän projektin, on niin kätevä, ja tämän ohjeen vaiheiden noudattaminen helpottaa kenen tahansa kokeilemaan sitä.

Näytän tulevissa ohjeissa kunkin komponentin ohjelmointiosan ja kuinka hallita kaikkia näitä komponentteja Arduino -kortilla.

Kuten tavallista, voit kirjoittaa ehdotuksesi muistiin, jos sinulla on muita ideoita tämän projektin parantamiseksi, ja jakaa meille omat koulutusalustat.

Viimeinen asia, varmista, että teet elektroniikkaa päivittäin

Se oli BEE MB MEGA DAS: sta, katso seuraavalla kerralla