Hallitse reaalimaailman laitteita tietokoneellasi: 15 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Tämä opas näyttää, kuinka liittää tietokone ja mikro -ohjain. Tämä demo tunnistaa potin tai minkä tahansa analogisen tulon arvon ja ohjaa myös servoa. Kokonaiskustannukset ovat alle 40 dollaria servo mukaan lukien. Servo käynnistää mikrokytkimen ja sitten mikrokytkin lampun. Käytännössä kattila voi olla lämpötila -anturi ja servo voi käynnistää lämmittimen. Servo voidaan korvata releellä tai muulla tehonsäätimellä. Picaxe on ohjelmoitu yksinkertaistettuun perusversioon ja käyttöliittymä käyttää VB. Net -verkkoa. Kaikki ohjelmistot ovat saatavilla ilmaiseksi. Aiheeseen liittyvä Instructable näyttää kuinka yhdistää kaksi mikro-ohjainta Internetin kautta

Vaihe 1: Kerää osat

Osaluettelo: Picaxe 08M -piiri saatavilla monista lähteistä, mukaan lukien Rev Ed https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ (UK), PH Anderson https://www.phanderson.com/ (USA) ja Microzed https://www.microzed.com.au/ (Australia) Protoboard, servo, mikrokytkin, 9V paristo, 4xAA -paristot ja pidike, tarraliuska, 10k vastus, 22k vastus, 33uF 16V kondensaattori, 0,1uF kondensaattori, 7805L pienitehoinen 5V säädin, 10k potti, johdot (kiinteäydinpuhelin/datakaapeli esim. Cat5/6), 6V hehkulamppu, D9 -naarasliitin ja kansi, 2 metriä 3 (tai 4) ytimen datajohtoa, akunpidikkeet Edellä mainitut yritykset myyvät myös USB: tä sarjalaitteille jotka ovat hyödyllisiä kannettaville tietokoneille, joissa ei ole sarjaporttia. On syytä huomata, että jotkin USB -sarjalaitteet eivät toimi yhtä hyvin kuin toiset, ja kannattaa hankkia sellainen joltakin edellä mainituilta toimittajilta, koska ne on testattu käytettäväksi pikakorttien kanssa. Se, jonka tiedetään toimivan, on https://www.rev-ed.co.uk/docs/axe027.pdf Tietenkin, jos tietokoneessasi on sarjaportti (tai vanha sarjaporttikortti), tämä ei toimi olla ongelma.

Vaihe 2: Lataa ja asenna joitakin ohjelmistoja

Tarvitsemme VB. Netin ja picaxe-ohjainohjelmiston. VB. Net (Visual Basic Express) on saatavana osoitteesta https://msdn2.microsoft.com/en-us/express/aa718406.aspx Jos tämä linkki ei toimi, etsi Googlessa: Visual Basic Express -lataus Picaxe -ohjelmisto on saatavana osoitteesta https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Sinun on rekisteröidyttävä Microsoftiin saadaksesi latauksen - jos tämä on ongelma, käytä vääriä sähköpostiviestejä tai jotain. Minusta oli todella hyödyllistä antaa oikea sähköpostini, kun he lähettävät satunnaisia päivityksiä.

Vaihe 3: Luo latauspiiri

Tämä latauspiiri käyttää picaxe -sirua, pari vastusta, säädintä ja 9 V: n akkua. Lisätietoja on pikakuvakkeessa, ja sen rakentaminen kestää vain muutaman minuutin, kun kaikki osat ovat käsillä.

Voisin myös lisätä, että picaxit toimivat onnellisesti 3 AA -paristolla. 5 V: n säädetty syöttö on hyödyllinen analogisten tulojen käyttämisessä, koska vertailujännitteet eivät muutu, mutta yksinkertaisissa on/off -piireissä ei tarvita säädeltyä syöttöä. Näissä tilanteissa 5V: n säädin voidaan jättää pois.

Vaihe 4: Latauspiirin protoboard -asettelu

Tässä kuvassa näkyy latauskaapeli, joka on yksinkertaisesti D9 -pistoke ja pari metriä monijohtimista kaapelia. Useimmissa nykyaikaisissa tietokoneissa on D9 -sarjaporttiyhteys. Ennen vuotta 1998 rakennetussa tietokoneessa saattaa olla 25 -nastainen liitin. Juotin noin 1 cm: n kiinteälankajohdon joustavien johtojen päähän ja asetin sitten lämpökutistumisen tämän ympärille - kiinteät ydinjohdot menevät protoboardiin paljon paremmin kuin joustavat johdot.

Vaihe 5: Lataa Picaxe -ohjelma

Lataa lataus napsauttamalla sinistä nuolta. Jos se ei lataudu, picaxe -käyttöoppaassa on joitain vianetsintäehdotuksia. Voit yrittää ladata yksinkertaisen ohjelman kytkeäksesi ledin päälle ja pois päältä tarkistaaksesi sirun toimivuuden. Tämä ohjelma sellaisenaan ei tee mitään, ennen kuin se on liitetty tietokoneeseen, koska se odottaa tietokoneen lähettävän sille jotain. Jos se latautuu ok, se toimii ja siru on ohjelmoitu ja seuraava askel on määrittää siru uudelleen sarjaliitäntäpiiriksi.

Kopioi ja liitä alla oleva koodi. Jos haluat tarkastella sitä värisyntaksilla, katso View/Options/Editor. Värimallit ovat samanlaisia kuin VB. Net main: serin 3, N2400, ("Data"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 readadc 1, b1 'lue potti ja lähetä tämä takaisin serout 0, N2400, ("Data", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) valitse tapaus b0 'lukea databitti b0 tapaus <140' jos <140, sitten aseta servo yhteen asentoon servo 2, 120 tauko 1000 'tauko toinen sekunti muu servo 2, 160 tauko 1000 endselect low 2' sammuta servo, koska serin tekee tämän joka tapauksessa mene pää

Vaihe 6: Määritä piiri uudelleen sarjaliitäntäpiiriksi

Pikapiiriin on tehty kaksi hienovaraista muutosta. 22k: n vastus, joka ennen meni osaan 2, menee nyt osaan 4. Ja jalka 2 on maadoitettu. Jalan 2 ainoa tarkoitus on vastaanottaa ohjelmointitietoja tietokoneelta, joten kun siru on ohjelmoitu, se voidaan sitoa maahan. Jos palaat sirun ohjelmointiin vikojen korjaamiseksi jne., Irrota jalka 2 maasta ja kytke 22k takaisin jalkaan 2. Picaxe puhuu takaisin tietokoneeseen jalan 7 kautta, joten tätä ei tarvitse muuttaa.

Potti on lisätty ja servo on lisätty. Servo ei ole oikeastaan välttämätön ja led ja 1k vastus toimisivat hyvin ja/tai mikä tahansa piiri, jonka haluat liittää. Käytin vain servoa näyttääkseni, kuinka jonkin ruudun napsauttaminen voi saada jotain todella liikkumaan. Servo käyttää omaa virtalähdettä. Tätä erillistä virtalähdettä ei tarvita, jos pikakytkin vain kytkee ledit päälle ja pois. Picaxe on käyttövalmis - nyt tarvitsemme jonkin VB -koodin.

Vaihe 7: Kirjoita jokin VB -liitäntäkoodi

Kun VB. Net on asennettu, suorita se ja valitse Tiedosto/Uusi projekti ja Windows -sovellus. Voit napsauttaa Tiedosto/Tallenna kaikki heti alussa ja tallentaa haluamaasi paikkaan ja sitten tulevaisuudessa joko aloittaa projektin VB. Net -verkosta tai napsauttamalla luotavaa.sln -tiedostoa.

Vaihe 8: Suunnittele VB. Net -lomake

VB luo uuden tyhjän lomakkeen nimeltä Form1.vb. Voit muuttaa tämän nimen nyt tai myöhemmin tai jättää sen muotoon 1, jos projekti on yksinkertainen. Jätämme sen sellaisenaan. Jos haluat lisätä hallintaa, meidän on avattava työkalupakki, joka on ympyröity vihreänä. Työkalupakki voidaan avata ja sulkea milloin tahansa - yleensä ensimmäinen askel on lisätä säätimet, sulkea työkalupakki ja käsitellä koodia. Voit jättää sen auki koko ajan, mutta se vie jonkin verran näyttöä.

Vaihe 9: Lisää ajastin

Olemme vierittäneet työkalupakkia alas ja valinneet ajastimen. Lisää ajastin kaksoisnapsauttamalla sitä. Kuva kellosta nimeltä Timer1 tulee näytön alareunaan ja oikealla puolella ajastimen ominaisuudet on korostettu. Voit muokata niitä tai ne voidaan muuttaa koodin tekstissä. Jätämme ne sellaisina kuin ne ovat ja muutamme ne tekstin runkoon.

Toisaalta työkalupakki näyttää hieman pelottavalta, mutta vain muutamia tarvitaan useimpiin ohjelmiin - näihin kuuluvat painikkeet, tekstiruudut, tarrat, ajastimet, kuvaruudut, valintaruudut ja radiolaatikot. Ehkä avaa uusi ohjelma ja pelaa muutaman kanssa joskus.

Vaihe 10: Lisää pari painiketta

Napsauta painiketta ja piirrä painikkeen koko lomakkeeseen 1. Tarvitsemme kaksi painiketta, kuvakehyksen ja tarran. Lisää nämä - seuraavassa kuvakaappauksessa nämä kaikki on piirretty. Koko ja sijainti eivät ole tärkeitä, ja voit nimetä ne myöhemmin uudelleen, jos haluat.

Vaihe 11: Lomake, jossa kaikki ohjaimet on lisätty

Lomake 1 on nyt asetettu. Button2: n vieressä oleva laatikko on pieni kuvake. Voit laittaa kuvia tähän, mutta aiomme vain käyttää sitä osoittamaan, mitä painiketta on painettu vaihtamalla se punaisesta vihreäksi. Label1 näyttää picaxe -rekisterit.

Vaihe 12: Lisää koodi

Ylhäällä oikealla ympyröity vihreällä on useita hyödyllisiä painikkeita - toinen oikealta on View Code -painike ja oikea painike on View Designer. Käytännössä koodia kirjoitettaessa edetään edestakaisin näiden näkymien välillä. Yleensä jos suunnittelija -tilassa tuplaklikataan objektia, kuten painiketta, näkyviin tulee kohta koodinäkymässä koodin lisäämiseksi tai se viedään koodinpalaan, joka käynnistyy, kun painiketta painetaan. Tällä tavalla ohjelmavirrasta tulee varsin intuitiivinen - käyttäjä napsauttaa asioita ja koodinpätkiä ja muuttaa näyttöä ja niin edelleen, mutta tarkoituksemme on, että aiomme huijata ja liittää koko laatan työkoodia. on julkisen luokan lomake1… Loppu luokka - korosta tämä ja poista se. Ota nyt kaikki alla oleva koodi ja liitä se. Imports System. IOImports Strings = Microsoft. VisualBasic ', jotta voi käyttää esimerkiksi vasenta (ja oikeaa (merkkijonoillePublic Class Form1Public Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Integer)') nukkumisilmoituksille Dim WithEvents serialPort As New IO. Ports. SerialPort '-sarjaportti julistaaDim PicaxeRegisters (0-13) Byte' -rekisterinä b0 - b13Private Sub Form1_Load (ByVal sender Object, ByVal e As System. EventArgs) Käsittelee Me. LoadTimer1. Lisätietoja = True 'laita tämä koodi oletusarvoksi false, kun se on luotuTimer1. Interval = 5000' 5 secondsPictureBox1. BackColor = Color. Red 'asetettu asentoon' red'Array. Clear (PicaxeRegisters, 0, 13) 'luultavasti ei tarvita taulukkona ilmoitettuna blankEnd SubPrivate Sub Timer1_Tick (ByVal -lähettäjä kuten System. Object, ByVal e As System. EventArgs) Käsittelee ajastinta 1. Tick 'ajastin tikittää 5 sekunnin väleinCall SerialTxRx ()' puhu picaxeEnd SubSub SerialTxRx () Dim LabelString As String 'merkkijono näytettäväksi DataP acket (0-17) Tavuina 'koko datapaketti "Data" +14 tavuaDim i kokonaislukuna' i on aina hyödyllinen silmukoille etcLabel1. Text = "" 'tyhjennä teksti näytölläFor i = 0 kohteeseen Asc (Mid ("Data", i + 1, 1)) 'lisää sana "Data" pakettiinNextFor i = 0 13DataPacket (i + 4) = PicaxeRegisters (i)' lisää kaikki tavut pakettiin packetNextIf serialPort. IsOpen ThenserialPort. Close () 'vain siinä tapauksessa, että se on jo avattuEnd IfTryWith serialPort. PortName = "COM1"' Useimpien uusien tietokoneiden oletusarvo on com1, mutta mikä tahansa ennen vuotta 1999 tietokone, jossa on sarjahiiri, on oletusarvoisesti com2. BaudRate = 2400 '2400 on maksimi nopeus pienille pikakuville. Parity = IO. Ports. Parity. None 'ei pariteetti. DataBits = 8' 8 bittiä. StopBits = IO. Ports. StopBits. One 'one stop bit. ReadTimeout = 1000' millisekuntia, joten aikakatkaisu tapahtuu 1 sekunnissa Jos vastausta ei ole. Avaa () 'avaa sarjaportti. r dataa palaamaan ja enemmän, jos tietovirta on pidempi. Lue (DataPacket, 0, 18) 'lue takaisin datapakettimatriisista. Close ()' sulje sarjaporttiPäätä WithFor i = 4 To 17LabelString = LabelString + "" + Str (DataPacket (i)) 'muuttuu tekstimerkkijonoksiNextLabel1. Text = LabelString' laita tekstimerkkijono ruudulleCatch ex As Exception'MsgBox (ex. ToString) 'poista tämä kommentti, jos haluat nähdä todellisen virheilmoituksenLabel1. Text = " Aikakatkaisu "" näyttää tämän, jos pikakuvaa ei ole yhdistetty jne. Lopeta Kokeile Lopeta SubPrivate -alipainike1_Click (ByVal -lähettäjä As. 120 'mielivaltainen arvo servoEnd SubPrivate -alipainikkeelle servoEnd -alaluokka

Vaihe 13: Suorita ohjelma

Käynnistä picaxe, jos se ei ole päällä. Suorita vb.net -ohjelma napsauttamalla vihreää kolmiota näytön yläosassa lähellä keskikohtaa. Suorituskolmion oikealla puolella on tauko- ja pysäytyspainike, tai ohjelma voidaan pysäyttää napsauttamalla oikeaa yläkulmaa x tai valitsemalla Tiedosto/Poistu, jos olet lisännyt valikon. Ohjelma voidaan kääntää halutessasi, mutta jätetään se virheenkorjausta varten VB: n sisään. Ajastin lähettää tavuja 5 sekunnin välein, joten näytön ilmestyminen kestää 5 sekuntia.. Nämä lähetetään pikakuvakkeelle ja lähetetään sitten takaisin. Kaikkien 14 lähettäminen ei ole välttämättä välttämätöntä, ja koodisi voidaan muuttaa sopivaksi. Toinen tavu, jonka arvo on 152, on potin arvo, joka muuttuu 0: sta 255: een. Jos painiketta 1 napsautetaan, se lähettää arvon 120 ensimmäiseen tavuun ja jos painiketta 2 napsautetaan, se lähettää 160 ja pikaprogrammi purkaa nämä ja Tämä koodi näyttää kuinka lähettää tietoja ja saada tietoja takaisin mikrokontrollerilta. Mikro -ohjain voi kytkeä päälle kaikenlaisia laitteita - kotini ympärillä on noin 30 käynnissä sprinklereitä, valoja, turvajärjestelmiä, autojen havaitseminen ajotieltä, useiden 3,6 kW: n pumppujen käynnistäminen ja säiliöiden veden tason havaitseminen. Picaxit voidaan ketjuttaa yhteiseen väylään ja jopa kommunikoida keskenään radiolinkkien kautta. On myös mahdollista ladata ja ladata tietoja verkkosivustoilta ja siten käyttää Internetiä laitteiden yhdistämiseen kaikkialla maailmassa https://www.instructables. com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under-20/Seuraavat kaksi sivua sisältävät myös esimerkkejä eri antureiden käytöstä ja eri laitteiden ohjaamisesta.

Vaihe 14: Syöttölaitteet

Picaxe-ohjelmoija sisältää joitain erittäin hyödyllisiä ohjetiedostoja, joista yksi on nimeltään "Liitäntäpiirit", ja se on saatavana myös osoitteesta https://www.rev-ed.co.uk/docs/picaxe_manual3.pdfTämä osoittaa, miten moottoreita, tunnistaa ympäristön ja muun hyödyllisen hallinnan. Näiden piirien lisäksi käytän muutamia, joita käytän yhä uudelleen ja uudelleen. Lämpötila - LM35 -lämpötila -anturi tuottaa jännitteen, joka voi mennä suoraan kuvapisteeseen ja joka voidaan lukea readadc- tai readadc10 -komennolla. Valo - valosta riippuvan vastuksen vastus vaihtelee muutamasta sadasta ohmista kirkkaassa auringonvalossa yli 5 megaohmiin pimeässä. Mittaa vastus valotasolla, jolla haluat vaihtaa, ja aseta LDR sarjaan vastaavan suuruisen vastuksen kanssa. Esimerkiksi halusin havaita auton valot, jotka vetäytyivät autokatokseen sytyttämään joitain valoja. Vastus oli noin 1 M epäsuorasta valosta, joten laitoin 1 M sarjaan LDR: n kanssa. Kytkin - jotkut kytkimet vaihtavat välillä 5 V ja 0 V (yksinapainen kaksoiskytkin), mutta jotkut vain kytkeytyvät päälle ja pois. Jos kytkin kytkeytyy päälle, se voi lähettää 5 V: n picaxe -sirulle, mutta jos se on pois päältä, picaxe -nasta olisi "kelluva" ja se voisi olla mikä tahansa arvo. Tämä piiri näyttää kuinka tulo vedetään maahan, kun kytkin on pois päältä. Tätä piiriä käytetään useimmissa painikekytkimissä. Käännä nuppia ja lue jännite sirulle. On olemassa kaikenlaisia muita elektronisia laitteita, jotka luovat jännitteen 0-5 V tai jotka voidaan helposti määrittää niin. Esimerkkejä ovat magneettianturit, kosteus, nopeus, kosketus, infrapunavalo, paine, väri ja ääni. Anturit maksavat yleensä vain muutaman dollarin.

Vaihe 15: Laitteiden hallinta

Picaxe -ohjetiedosto sisältää suuren selityksen moottoreiden ja valojen ohjaamisesta. Lisäksi huomaan, että on olemassa muutamia piirejä, joita käytän yhä uudelleen. Ensimmäinen on yksinkertainen transistoripiiri. Picaxe -siru voi käynnistää enintään 20 mA per pin, mikä on hyvä LED -valon sytyttämiseen, mutta ei paljon muuta. 547 -transistori lisää virran 100 mA: ksi, mikä on hyvä pienille hehkulampuille. Toinen piiri näyttää mosfetin. Mosfetit eivät käytännössä tarvitse virtaa ajaakseen niitä - vain volttia, jotta niitä voidaan ohjata suoraan pikakuvakkeella. Kaikenlaisia mosfetteja on saatavana, mutta mieluummin valitsen BUK555 60B: n https://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/BUK555-60A.pdf Sitä voidaan käyttää suoraan 5 V: sta (toisin kuin jotkut, jotka tarvitsevat 10 V), mutta tärkein etu on, että sen vastus on erittäin alhainen, kun se kytketään päälle - 0,045 ohmia, mikä ei ole paljon enemmän kuin siihen kytkettävien johtojen vastus. Tämä tarkoittaa, että se ei kuumene ajaessasi melko suuria kuormia, mikä säästää virtaa ja myös jäähdytyselementtikustannuksia. Esimerkkinä 5 amp: n kuorman ajaminen kuten auton ajovalaisin; wattia = nykyinen neliö x vastus, joten W = 5*5*0,045 = 1,12 wattia, jotka tarvitsevat vain jäähdytyselementin, kuten 1 tuuman neliöpalan ohutta alumiinia. Kolmas piiri näyttää releen. Kaikille releille on useita parametreja - kelan jännite, kelan vastus sekä kuormitusjännite ja -virta. Esimerkiksi releessä voi olla 12 V: n kela, jonka käämivirta on 30 mA, kelan vastus 400 ohmia ja se voi pystyä käyttämään jopa 240 V: n virran 1 ampeerilla. Käämivirta on enemmän volttia ja vahvistimia kuin pikakytkin voi syöttää, joten käytämme käämin kääntämiseen transistoripiiriä. Mukana on myös diodi - tämä estää taka -EMF: n, kun rele sammuu. Takaisin EMF luo kipinän sytytystulppaan, joten et halua näitä korkeita jännitteitä mihinkään piiriin. Koskettimilla on enimmäisvirta ja volttia - virta voi olla muutama ampeeri ja volttit ovat usein 240 V, joten 12 V: n tai 24 V: n vaihtaminen on hyvin kantaman sisällä. Jos sinulla ei ole kokemusta elektroniikasta, älä leiki verkkojännitteillä. Näille releille et ehkä tarvitse erillistä 12 V: n syöttöä, vaan katso vain kelan vastusta, koska monien näiden virta on yli 100 mA. Jos näin on ja käytät 78L05 100 mA 5 V: n säädintä, sinun kannattaa vaihtaa se 7805 -säätimeksi, joka voi syöttää jopa 1 ampeerin. Releet ovat erityisen hyödyllisiä vaihtovirran kytkemiseen - esim. 24 VAC: n puutarha sprinklerien solenoidit, 12 VAC: n puutarhavalot ja sähköisesti meluisissa ympäristöissä, kuten autossa. Niistä on hyötyä myös suurten kuormien ohjaamiseen, esim. Pikakytkin, joka syöttää 20 mA jännitteellä 5 V = 0,1 W ja ohjaa 12 V: n transistoria 100 mA: lla = 1,2 W releellä 24 V 100 mA = 2,4 W kontaktorilla, joka käyttää 3600 W: n pumppua. Jos haluat hallita virtaa niin, pyydä sähköasentajaa kytkemään ohjauslaatikko ja antamaan sinulle kaksi johdinta (käämijohdot 12 V: n releelle), joita voit ohjata. Näin sähköasentaja voi kirjautua ulos sähkörasiasta ja sinä voit tehdä kaiken elektroniikan ilman, että sinun tarvitsee huolehtia sähköiskusta. Toinen käyttö releille on moottorin peruutus. Käyttämällä pulssinleveysmodulaatiota mosfetiksi voit ohjata tasavirtamoottorin nopeutta, ja DPDT -tehoreleellä voit muuttaa suuntaa. Tämä on yksinkertainen tapa ohjata suuria moottoreita, joita käytetään `` robottisotissa ''. Lähetä kommentti, jos tarvitset apua jonkin rakentamisessa.