PLATFORMA TRENINGOWA ARDUINO: 7 kroków

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

Hej, co tu jest chłopaki, to znowu nowy samouczek i nowy specjalny projekt, i tym razem wybrałem naprawdę potrzebny projekt dla wszystkich producentów elektroniki, dzisiejszy projekt dotyczy tworzenia własnej platformy szkoleniowej Arduino, krok po kroku samouczek będzie dla was najlepszym przewodnikiem do wypróbowania tego projektu i na pewno jest tam potrzebna podstawowa wiedza elektroniczna, ale nie zastanawiajcie się dwa razy, aby spróbować, ponieważ jest niesamowity.

Od dłuższego czasu zarządzam grupą Arduino na Facebooku i wiele razy widziałem, jak ludzie pytają, jaki jest najlepszy zestaw Arduino do ćwiczeń i skąd uzyskać najlepszą ofertę, aby rozpocząć elektronikę, a częste pytanie dotyczy szczęście dystrybutorów zestawów Arduino w niektórych krajach, więc oczywiście istnieje problem, który wymaga naszej interwencji i jako twórca postanowiłem rozpocząć ten samouczek, jak stworzyć własną platformę szkoleniową Arduino, ponieważ ten projekt pomoże mi uniknąć stracony czas, który spędzam na podłączaniu komponentów do płytki stykowej za każdym razem, gdy próbuję przetestować moje kody, ale zamiast tego dzięki tej gotowej do pracy platformie, życie będzie łatwiejsze.

Ten projekt jest tak przydatny do wykonania specjalnie po otrzymaniu spersonalizowanej płytki drukowanej, którą zamówiliśmy w JLCPCB, aby poprawić wygląd naszej platformy, a także w tym przewodniku jest wystarczająco dużo dokumentów i kodów, aby umożliwić łatwe stworzenie własnego stanowiska treningowego.

Zrobiliśmy ten projekt w zaledwie 5 dni, zaledwie dwa dni na dokończenie projektu sprzętu do produkcji PCB i trzy dni na dokończenie montażu platformy i jej przetestowanie.

Czego dowiesz się z tego samouczka:

1. Wybór odpowiednich komponentów w zależności od platformy
2. Wykonanie obwodu, aby połączyć wszystkie wybrane komponenty
3. Złóż wszystkie części projektu
4. Uruchom swój pierwszy kod na tej platformie

Krok 1: Szczegóły dotyczące stanowiska treningowego

Pomysł jest taki prosty; Wybieram podstawowe elementy elektroniczne, takie jak wyświetlacze, diody LED, czujniki, kontrolery i różnego rodzaju siłowniki i łączę je ze sobą za pomocą płytki drukowanej i utrzymuję cały czas zmontowane i gotowe do działania, rodzaj metody plug and play.

Cechy naszej platformy

Arduino MEGA2560

Głównym komponentem tej platformy będzie Arduino mega2560, który będzie sercem naszej ławki treningowej, ponieważ jest łącznikiem wszystkich użytych komponentów, utrzymując sygnały przemieszczające się od czujników i elementów sterujących do wskaźników i siłowników. Ta płytka rozwojowa jest tak poręczna w użyciu i wydajna płyta elektroniczna dzięki mikrokontrolerowi AVR, że możesz uzyskać więcej informacji na temat tego mikrokontrolera za pośrednictwem tego linku.

Wyświetlacze

Użyłem niektórych wyświetlaczy, takich jak wyświetlacz LCD 20x4 oparty na protokole komunikacyjnym I²C w celu wyświetlenia niektórych komunikatów i dostosowania wyświetlanych znaków na tym ekranie, a także wstawiamy 7-segmentowy 4-cyfrowy wyświetlacz, ponieważ jest to naprawdę potrzebne początkującym do nauki jak działa ten wyświetlacz.

Sterownica

Jeśli chodzi o wejścia naszej platformy, mamy pasek 8 przełączników, dzięki czemu możemy sterować niektórymi wskaźnikami za pomocą tych przełączników, nie zapominając o dwóch joystickach z podwójną osią, które mają sterowanie dwiema osiami i przyciskiem, za pomocą tych joysticków możemy kontrolować na przykład prędkość i kierunek silnika, ponieważ ma analogowy sygnał wyjściowy, który zmienia się w zależności od położenia osi joysticka.

Wskaźniki

Mówiąc o wskaźnikach, zamieściłem 8 czerwonych diod LED i dwie diody RGB, a także mamy tam brzęczyk, który sprawia, że zabawa tą platformą jest przyjemniejsza.

Czujniki

Nie możemy stworzyć platformy szkoleniowej dla początkujących do kodowania bez udziału niektórych czujników, dlatego wybrałem kilka często używanych czujników, takich jak czujnik temperatury i wilgotności DHT-11 oraz czujnik wykrywania gazu MQ-2, który ma również i analogowy sygnał wyjściowy związany ze zmierzonym natężeniem gazu.

Siłowniki

Do siłowników zdecydowałem się wstawić wszystkie typy silników, dlatego umieściłem silnik krokowy Nema17 i jestem prawie pewien, że wszyscy potrzebujecie tego rodzaju silników ze względu na ich precyzję i wysoki moment obrotowy, jesteśmy również za pomocą serwosilnika i dwóch silników prądu stałego.

Łączność

Do łączności naszej platformy dołączyłem moduł Bluetooth HC-06 na wypadek, gdybyś chciał przetestować aplikację na Androida zainstalowaną w smartfonie, dzięki czemu będzie ci to znacznie łatwiejsze.

Układy scalone i sterowniki

Na pewno do sterowania tymi komponentami potrzebne są sterowniki układów scalonych, takie jak MCP23017 do sterowania diodami LED i mostek H L293D do sterowania prędkością i kierunkiem silników prądu stałego, a także używam sterownika silnika krokowego A4988.

Krok 2: Schemat projektu

Każdy projekt elektroniczny potrzebuje schematu obwodu, aby dać zrozumiałe połączenie między wszystkimi jego zestawami, dlatego zawsze traktujemy tę część bardzo ważną, ponieważ jest to główny dokument całego projektu, który wykonujemy.

Jak widać na powyższym obrazku dajemy każdemu komponentowi odpowiednie połączenie i linki do płyty głównej, którą jest Arduino MEGA2560, bardzo ważne jest, aby wiedzieć, jaki rodzaj połączenia należy ustanowić od czujników do płyty i od płyty do Uruchamiacz. schemat może identyfikować również listę wejść i wyjść naszej platformy szkoleniowej, w ten sposób początkującym łatwiej będzie rozpocząć programowanie bez marnowania czasu na szukanie, co powinno być wejściem, a co wyjściem.

Możesz również pobrać wersję PDF tego schematu z pliku poniżej.

Krok 3: Produkcja PCB (produkowana przez JLCPCB)

Aby zmontować wszystkie wymienione części razem, potrzebujemy płytki drukowanej, aby nawiązać odpowiednie połączenie z płytki Arduino do wskaźników i czujników. Stworzyłem więc ten schemat obwodu i po wykonaniu odpowiedniego połączenia dla każdego elementu przekształciłem ten schemat w projekt PCB, aby go wyprodukować

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) jest największym przedsiębiorstwem produkującym prototypy PCB w Chinach i producentem high-tech specjalizującym się w szybkim prototypie PCB i produkcji małych partii PCB. Dzięki ponad 10-letniemu doświadczeniu w produkcji PCB, JLCPCB ma ponad 200 000 klientów w kraju i za granicą, z ponad 8 000 zamówień online na prototypowanie PCB i produkcję małych ilości PCB dziennie. Roczna zdolność produkcyjna wynosi 200 000 mkw. do różnych jednowarstwowych, dwuwarstwowych lub wielowarstwowych płytek drukowanych. JLC jest profesjonalnym producentem PCB, charakteryzującym się dużą skalą, sprzętem do studni, ścisłym zarządzaniem i najwyższą jakością.

Powrót do naszego projektu

Aby wyprodukować odpowiednią PCB, porównałem ceny wielu producentów PCB i wybrałem JLCPCB najlepszych dostawców PCB i najtańszych dostawców PCB do zamówienia tego obwodu. Wszystko, co muszę zrobić, to kilka prostych kliknięć, aby wgrać plik gerber i ustawić pewne parametry, takie jak kolor i ilość PCB, a potem zapłaciłem tylko 2 dolary, aby dostać moją PCB po zaledwie pięciu dniach.

Jak widać na rysunku powiązanego schematu, użyłem Arduino MEGA2560 do sterowania całym systemem, a także zaprojektowałem logo i rozmieszczenie komponentów na płytce, aby ułatwić lutowanie każdemu początkującemu w produkcji elektroniki. Jak widać na powyższych zdjęciach, płytka drukowana jest bardzo dobrze wykonana i mam taki sam projekt, jaki wykonaliśmy, a wszystkie etykiety i loga są po to, aby poprowadzić mnie podczas lutowania. Możesz również pobrać plik Gerber dla tego obwodu z poniższego pliku, jeśli chcesz złożyć zamówienie na ten sam projekt obwodu.

Krok 4: Projekt skrzynki platformy (CAD)

Zanim przystąpię do lutowania elementów elektronicznych, pokażę Wam to pudełko, które zaprojektowałem za pomocą oprogramowania Solidworks, które pozwala mi generować pliki DXF i wgrywać je na wycinarkę laserową CNC w celu wyprodukowania zaprojektowanego pudełka; Do stworzenia tego pudełka użyliśmy materiału drewnianego MDF o grubości 5 mm, który doda naszemu projektowi lepszego wyglądu, zwłaszcza dzięki etykietom i tytułom, i będzie nam łatwiej wszędzie zabierać tę platformę szkoleniową.

Możesz pobrać pliki DXF dla tego projektu z plików poniżej

Krok 5: Kompletne składniki

Przyjrzyjmy się teraz niezbędnym komponentom, których potrzebujemy do tego projektu, więc jak powiedziałem, używam Arduino MEGA2560 do uruchomienia całego systemu.

Do stworzenia tego typu projektów będziemy potrzebować:

• Płytka, którą zamówiliśmy w JLCPCB:
• Jeden Arduino Mega2560
• Silnik krokowy NEMA17
• Dwa silniki prądu stałego
• Jeden silnik serwo
• Jeden wyświetlacz LCD
• Jeden 7-segmentowy wyświetlacz
• Osiem czerwonych diod LED
• Dwie diody LED RGB
• Jeden brzęczyk
• Osiem przełączników
• Dwa joysticki Czujnik DHT-11
• Czujnik gazu
• Moduł Bluetooth
• Układ scalony MCP23017
• Sterownik krokowy A4988
• Sterownik silnika L293D
• Niektóre złącza nagłówkowe SIL
• Niektóre złącza śrubowe
• Bezpiecznik
• Niektóre rezystory i kondensatory
• Pudełko na platformę szkoleniową
• Niektóre śruby do montażu

Krok 6: Lutowanie i montaż

Przechodzimy teraz do montażu elektronicznego i lutujemy wszystkie elementy do PCB. na wierzchniej warstwie jedwabiu znajdziesz metkę każdego elementu z informacją o jego umieszczeniu na płytce, dzięki czemu będziesz miał 100% pewności, że nie popełnisz błędów lutowniczych.

Teraz przechodzimy bezpośrednio do montażu puszki, jest to tak proste, ponieważ stworzyliśmy rozmieszczenie śrub w projekcie, jedyne co musimy zrobić, to przykręcić płytkę PCB do dolnej strony puszki w pierwszym etapie montażu.

Następnie każdy z silników przykręcamy do jego umieszczenia w górnej części pudełka. Na koniec podłączamy silniki do gniazd śrubowych na płytce drukowanej. I na koniec dokręcamy pozostałe boki pudełka.

Krok 7: Test (działa):D

Teraz mamy wszystko gotowe do rozpoczęcia zabawy z tą platformą i postanowiłem przetestować niektóre kody, takie jak zwiększanie wartości wyświetlacza 7 segmentów i obracanie silnika krokowego, wyświetlacz LCD również działa dobrze, więc możesz zobaczyć wyświetlany komunikat również na ekranie LCD.

Jak widzisz, ludzie tworzący ten niesamowity projekt są tak pożyteczni, a podążanie za krokami tego instruktażu ułatwia każdemu z was wypróbowanie go.

Pokażę ci w nadchodzących instrukcjach część programistyczną dla każdego komponentu i jak kontrolować wszystkie te komponenty za pomocą płyty Arduino.

Jak zwykle możesz zapisać swoje sugestie, jeśli masz jakieś inne pomysły na ulepszenie tego projektu i podzielić się z nami własnymi platformami szkoleniowymi.

Ostatnia rzecz, upewnij się, że codziennie robisz elektronikę

Był to BEE MB z MEGA DAS zobacz następnym razem