Obwód Learn NANO: Jedna płytka drukowana. Łatwe do nauki. Nieskończone możliwości.: 12 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:31

Rozpoczęcie pracy w świecie elektroniki i robotyki może na początku być dość trudne. Na początku należy się nauczyć wielu rzeczy (projektowanie obwodów, lutowanie, programowanie, dobór właściwych komponentów elektronicznych itp.), a gdy coś pójdzie nie tak, należy śledzić wiele zmiennych (niewłaściwe połączenia okablowania, uszkodzone elementy elektroniczne lub błąd w kod), więc początkującym jest naprawdę trudno debugować. Wiele osób skończyło, mając dużo książek i kupując wiele modułów, a potem w końcu straciło zainteresowanie po napotkaniu wielu problemów i utknięciu.

Programowanie cyfrowe stało się proste dzięki Samytronix Circuit Learn - NANO

Od 2019 roku moje projekty będę oznaczać etykietą Samytronix.

Samytronix Circuit Learn - NANO to platforma edukacyjna obsługiwana przez Arduino Nano. Dzięki Samytronix Circuit Learn - NANO możemy nauczyć się niezbędnych podstawowych pojęć, które są potrzebne do rozpoczęcia głębszego zanurzania się w świecie elektroniki i programowania za pomocą tylko jednej płytki. Ułatwia naukę programowania Arduino, eliminując potrzebę lutowania lub używania płytki stykowej i ponownego okablowania obwodu za każdym razem, gdy chcesz rozpocząć nowy projekt. Co więcej, Samytronix Circuit Learn – NANO zaprojektowany tak, aby był kompatybilny ze słynnym językiem programowania linii blokowych, Scratch, dzięki czemu możesz szybciej i łatwiej uczyć się koncepcji programowania, jednocześnie mając elastyczność w dodawaniu większej liczby komponentów, takich jak tester ciągłości, serwomotory, oraz czujnik odległości.

Krok 1: Projekt PCB

Sama płytka PCB została zaprojektowana przeze mnie przy użyciu EAGLE. Jeśli chcesz dowiedzieć się więcej o projektowaniu własnej płytki drukowanej, możesz udać się do klasy projektowania płytek drukowanych od Randofo. Jeśli chcesz tylko pobrać projekt i zamówić go u producenta PCB, możesz pobrać pliki w następnym kroku.

Jeśli chcesz zmodyfikować mój projekt do własnych celów, nie krępuj się!

Krok 2: Zamawianie PCB

Aby zamówić płytkę PCB należy pobrać pliki gerber (.gbr). Są to pliki, które przekażesz producentowi. Po pobraniu wszystkich plików możesz wysłać je do producenta PCB. Istnieje wielu producentów PCB, jednym z najbardziej polecanych producentów PCB jest PCBWay.

Krok 3: Zbierz elementy elektroniczne i przylutuj je

Większość używanych komponentów elektronicznych jest dość powszechna i można je znaleźć w lokalnym sklepie z elektroniką. Jeśli jednak nie możesz znaleźć wszystkich komponentów, możesz je pobrać online z amazon, ebay itp.

• 1x Arduino Nano
• 1x opakowanie LED 10mm (czerwony, żółty, zielony, niebieski)
• 1x12mm brzęczyk
• 1x fotorezystor
• 1x termistor
• 2x Trimpot
• Przycisk 2x 12mm
• 1x gniazdo prądu stałego
• 1 zestaw męski nagłówek
• 1 zestaw żeński nagłówek

• Rezystor:

  • 4x 220 Ohm 1/4W
  • 4x 10k Ohm 1/4W
  • 1x 100 Ohm 1/4W
  • 1x 100k Ohm 1/4W

Opcjonalne rozszerzenie:

• Uchwyt baterii ze złączem DC (zalecane 4x AA)
• Do 4x Serwo
• 2x kabel z zaciskiem krokodylkowym
• Ostry czujnik odległości na podczerwień

Po zebraniu wszystkich elementów elektronicznych nadszedł czas, aby przylutować je do zamówionej płytki PCB.

1. Polecam najpierw przylutować rezystory, ponieważ są to elementy o najniższym profilu. (Przylutuj rezystor na podstawie wartości, którą umieściłem na zdjęciach)
2. Odetnij nogę rezystora po drugiej stronie płytki drukowanej
3. Przylutuj pozostałe części, jak pokazano na zdjęciach (możesz sprawdzić położenie katody/anody w notatkach na zdjęciach)

Krok 4: Akryl wycinany laserowo

Możesz pobrać załączone pliki, aby zamówić cięcie laserowe. Płyta akrylowa musi mieć grubość 3 mm. Kolor przezroczysty jest zalecany do górnej części obudowy, jak pokazano na zdjęciu. Należy pamiętać, że potrzebne będą również małe części, takie jak przekładka.

Krok 5: Zbuduj obudowę/obudowę

Przygotować:

1. Arkusz akrylowy do obudowy
2. 4x przekładka akrylowa
3. 4x nakrętka M3
4. 4x śruba M3 15mm

Połóż obudowę razem ze śrubą i nakrętką w tej kolejności (od góry):

1. Górny arkusz akrylowy
2. Przekładka akrylowa
3. Płyta Samytronix
4. Przekładka akrylowa
5. Dolny arkusz akrylowy

Po zakończeniu składania obudowy/obudowy można rozpocząć testowanie w celu zaprogramowania płytki. Istnieje kilka przykładowych projektów zawartych w tej instrukcji, które możesz wypróbować (krok 7-9). Możesz wybrać między Arduino IDE lub użyć interfejsu linii blokowej za pomocą Scratch lub Mblock, co jest znacznie łatwiejsze, jeśli dopiero zaczynasz. Jeśli chcesz w pełni wykorzystać możliwości Samytronix Circuit Learn NANO, polecam wykonać kolejny krok, czyli zbudować rozszerzenie robota do płytki.

Krok 6: Zbuduj rozszerzenie robota

Ten krok nie jest wymagany w przypadku niektórych projektów. Rozszerzenie robota zostało zaprojektowane, abyś mógł dowiedzieć się więcej o ruchu za pomocą ciągłych serwomechanizmów do ruchu kół i omijać przeszkody za pomocą czujnika odległości.

Przygotować:

1. Wszystkie akrylowe części do przedłużenia robota.
2. 20x nakrętka M3
3. 14x śruba M3 15mm
4. 16x śruba M3 10mm
5. 4x przekładka M3 15mm
6. 2x przekładka M3 25mm

Kroki:

1. Najpierw złóż arkusz akrylowy bez śrub
2. Zabezpiecz akrylowe części razem za pomocą śrub i nakrętek
3. Umieść 2x ciągłe serwa i koła do akrylowej ramy
4. Przykręć uchwyt baterii do tylnej części akrylowej ramy korpusu
5. Przykręć kółko kulkowe i użyj podkładki dystansowej 25 mm, aby uzyskać odległość od ramy
6. Przykręć plastikową część do akrylowej ramki (plastik jest dołączony przy zakupie serwa mini 90g)
7. Złóż część głowy
8. Przykręć czujnik odległości na podczerwień Sharp
9. Zamontuj serwo do małej plastikowej rzeczy
10. Ostatnim krokiem jest zamontowanie Samytronix Circuit Learn NANO na ramie robota i okablowanie ich, jak pokazano

Krok 7: Pong przy użyciu S4A (Scratch dla Arduino)

Mapowanie pinów w Samytronix Circuit NANO zostało zaprojektowane tak, aby było kompatybilne z programem s4a. Tutaj możesz pobrać program s4a, a także firmware. Możesz stworzyć dowolny projekt, który chcesz, język programowania zdrapki jest dość prosty i bardzo łatwy do zrozumienia.

W tym samouczku pokażę Ci przykład jednej z możliwych implementacji Samytronix Circuit NANO, do gry w Pong. Do gry możesz użyć potencjometru znajdującego się w pinie A0.

1. Najpierw musisz narysować duszki, którymi są piłka i kij.
2. Możesz sprawdzić załączone zdjęcia i skopiować kod dla każdego duszka.
3. Dodaj czerwoną linię w tle, jak pokazano na zdjęciu, więc gdy piłka dotknie czerwonej linii, gra jest skończona.

Po wypróbowaniu przykładu mam nadzieję, że możesz także tworzyć własne gry! Jedynym ograniczeniem jest Twoja wyobraźnia!

Krok 8: Sterowanie ramieniem serwomechanizmu za pomocą S4A

Możesz kontrolować do 4 serw za pomocą Samytronix Circuit Learn NANO. Oto przykład wykorzystania serwomechanizmów jako ramienia robota. Ramiona robotów są zwykle używane w zastosowaniach przemysłowych, a teraz możesz je wykonać dla siebie i łatwo je zaprogramować za pomocą S4A. Możesz skopiować kody z filmu i zdecydowanie zaleca się, abyś sam spróbował go zaprogramować!

Krok 9: Inteligentny samochód za pomocą Arduino IDE

Jeśli jesteś bardziej doświadczonym programistą, możesz użyć Arduino IDE zamiast zera. Oto przykładowy kod Smart Car, który może omijać przeszkody za pomocą czujnika podczerwieni. Możesz obejrzeć film, aby zobaczyć go w akcji.

Okablowanie:

1. Lewy serwo do D4
2. Prawe serwo do D7
3. Głowica serwa do D8
4. Czujnik odległości do A4

Krok 10: Ochrona roślin za pomocą Arduino IDE

Innym pomysłem na użycie Samytronix Circuit Learn NANO jest umieszczenie go w pobliżu rośliny doniczkowej w celu monitorowania jej temperatury, światła i wilgotności. Samytronix Circuit Learn NANO jest wyposażony w termistor (A2), fotorezystor (A3) i czujnik ciągłości rezystancji (A5). Mocując czujnik ciągłości rezystancji do pary gwoździ za pomocą zacisków krokodylkowych, możemy wykorzystać go jako czujnik wilgotności. Dzięki tym czujnikom możemy mierzyć możemy wykonać osłonę roślin. Aby wyprowadzić wartości, możemy użyć trzech serwomechanizmów jako wskaźników, jak pokazano na filmie.

Wskaźnik ledowy:

• Czerwona dioda LED = temperatura nie jest optymalna
• Żółta dioda LED = Jasność nie jest optymalna
• Zielona dioda LED = wilgotność nie jest optymalna

Jeśli wszystkie diody LED są wyłączone, oznacza to, że środowisko jest optymalne dla wzrostu rośliny!

Krok 11: Imperialny Marsz Gwiezdnych Wojen

Istnieje wiele wejść i wyjść, z którymi możesz się bawić za pomocą Samytronix Circuit NANO, jednym z nich jest użycie brzęczyka piezo. Tutaj dołączony jest kod Arduino pierwotnie napisany przez nicksort i zmodyfikowany przeze mnie dla Circuit Learn. Ten program odtwarza Marsz Imperialny Gwiezdnych Wojen i myślę, że jest całkiem fajny!

Krok 12: Projekt MBlock

mBlock to kolejna alternatywa dla S4A i oryginalnego Arduino IDE. Interfejs mBlock jest podobny do S4A, ale zaletą korzystania z mBlock jest to, że można zobaczyć wizualny blok programowania obok prawdziwego kodu Arduino. Tutaj załączony jest przykładowy film przedstawiający użycie oprogramowania mBlock do programowania muzyki.

Jeśli jesteś nowy w środowisku Arduino, ale dopiero zaczynasz przygodę z programowaniem, mBlock powinien być dla Ciebie odpowiedni. Możesz pobrać mBlock tutaj (pobierz mBlock 3).

Należy pamiętać, że jedną z najważniejszych rzeczy podczas nauki jest ciągłe eksperymentowanie. Dzięki Samytronix Circuit Learn NANO rzeczy są mniej skomplikowane, dzięki czemu można szybciej eksperymentować i próbować nowych rzeczy, jednocześnie poznając wszystkie ważne koncepcje programowania i elektronika.