УЧЕБНА ПЛАТФОРМА ARDUINO: 7 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Здравейте, момчета, тук отново е нов урок и нов специален проект и този път взех един наистина необходим проект за всички производители на електроника, днешният проект е за това как да създадете своя собствена платформа за обучение Arduino, тази стъпка по стъпка Урокът ще бъде най -доброто ръководство за вас, момчета, за да опитате този проект и със сигурност има някои основни електронни познания, но не мислете два пъти, за да го опитате, защото е невероятен.

От доста време насам администрирам група на Arduino във Facebook и видях много пъти хората да се питат кой е най -добрият комплект Arduino за практикуване и откъде да вземем най -добрата сделка за стартиране на електроника, а често задаван въпрос е късметът на дистрибуторите на комплекти Arduino в някои страни, така че очевидно има проблем, който изисква нашата намеса и като производител реших да започна този урок за това как да създам своя собствена платформа за обучение на Arduino, специално защото този проект ще ми помогне да избегна загубеното време, което прекарвам в свързването на компонентите към макета всеки път, когато се опитвам да тествам кодовете си, но вместо това, като имам тази готова за работа платформа, животът ще бъде по -лесен.

Този проект е толкова удобен за изработка специално след получаване на персонализирана печатна платка, която поръчахме от JLCPCB, за да подобрим външния вид на нашата платформа, а също така има достатъчно документи и кодове в това ръководство, за да можете лесно да създадете свой собствен пейка за обучение.

Направихме този проект само за 5 дни, само два дни, за да завършим хардуерния дизайн за производството на печатни платки и три дни, за да завършим монтажа на платформата и да го тестваме.

Какво ще научите от този урок:

1. Избор на правилните компоненти в зависимост от вашата платформа
2. Осъществяване на веригата за свързване на всички избрани компоненти
3. Съберете всички части на проекта
4. Започнете първия си код с тази платформа

Стъпка 1: Подробности за тренировъчната пейка

Идеята е толкова проста; Избирам някои основни електронни компоненти като дисплеи, светодиоди, сензори, контролери и различни видове задвижвания и ги свързвам заедно чрез печатна платка и я поддържам през цялото време сглобена и готова за действие, нещо като метод на plug and play.

Характеристики на нашата платформа

Arduino MEGA2560

Основният компонент на тази платформа ще бъде Arduino mega2560, който ще бъде сърцето на нашия тренировъчен стенд, тъй като е свързващ елемент на всички използвани компоненти, като поддържа сигналите да се движат по целия път от сензорите и контролите до индикаторите и изпълнителните механизми. Тази платка за разработка е толкова удобна за използване и мощна електронна платка поради своя микроконтролер AVR, можете да получите повече подробности за този микроконтролер чрез тази връзка.

Дисплеи

Използвал съм някои дисплеи като 20x4 LCD дисплей, базиран на I²C комуникационен протокол, за да покажа някои съобщения и да коригирам показаните символи на този екран, а също така вмъкваме 7 сегментен 4 -цифрен дисплей, тъй като той наистина е необходим за начинаещите да се научат как работи този дисплей.

Контроли

Относно входовете на нашата платформа имаме 8 превключваща лента, така че можем да контролираме някои индикатори с помощта на тези ключове, без да забравяме двата джойстика с две оси, които имат управление на двойни оси и бутон, с помощта на тези джойстици можем да контролираме например скоростта и посоката на двигател, тъй като има аналогов изходен сигнал, който се променя по отношение на позицията на осите на джойстика.

Показатели

Говорейки за индикаторите, включих 8 червени светодиода и два RGB светодиода, а също така имаме зумер, който прави играта с тази платформа по -смешна.

Сензори

Не можем да направим платформа за обучение на начинаещи за кодиране, без да включваме някои сензори, затова избрах някои често използвани сензори като сензора DHT-11 за температурата и влажността и сензора за откриване на газ MQ-2, който също има и аналогов изходен сигнал, свързан с измерения интензитет на газа.

Задвижващи механизми

За задвижванията реших да вмъкна всички видове двигатели, затова поставих стъпков двигател Nemama17 и съм почти сигурен, че всички вие се нуждаете от този тип двигатели поради неговата прецизност и висок въртящ момент, ние също сме използване на серво мотор и два DC двигателя.

Свързване

За свързаността на нашата платформа включих Bluetooth модул HC-06 в случай, че искате да тествате приложение за Android, инсталирано на вашия смартфон, така че по този начин ще ви бъде много по-лесно.

ИС и драйвери

Със сигурност има някои драйвери за интегрални схеми, необходими за управление на тези компоненти, като MCP23017 за задвижване на светодиодите и L293D H-мост за контрол на скоростта и посоката на DC двигателите, аз също използвам драйвер за стъпков двигател A4988.

Стъпка 2: Схема на проекта

Всички електронни проекти се нуждаят от електрическа схема, за да дадат разбираема връзка между всичките си комплекти, затова винаги правим тази част много важна, защото това е основният документ на целия проект, който правим.

Както е показано на снимката по -горе, ние даваме на всеки компонент подходящата връзка и връзки към основната платка, която е Arduino MEGA2560, това е много важно да се знае каква връзка трябва да се установи от сензорите към платката и от платката към задвижващ механизъм. електрическата схема може да идентифицира и списъка с входове и изходи на нашата платформа за обучение, по този начин начинаещият ще бъде по -лесен да започне да програмира, без да губи дълго време да търси какво трябва да бъде вход и какво трябва да бъде изход.

Можете също да изтеглите PDF версията на тази електрическа схема от файла по -долу.

Стъпка 3: Изработване на печатни платки (произведено от JLCPCB)

За да съберем всички споменати части заедно, ние се нуждаем от печатна платка, за да установим правилната връзка от платката Arduino към индикаторите и сензорите. Затова създадох тази електрическа схема и след като направих подходяща връзка за всеки компонент, трансформирах тази схема в дизайн на печатна платка, за да я произведа

За JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), е най-голямото предприятие за прототип на печатни платки в Китай и високотехнологичен производител, специализиран в производството на прототипи за бързи печатни платки и производство на малки партиди. С над 10 години опит в производството на печатни платки, JLCPCB има повече от 200 000 клиенти у нас и в чужбина, с над 8 000 онлайн поръчки за прототипиране на печатни платки и производство на малки количества печатни платки на ден. Годишният производствен капацитет е 200 000 кв.м. за различни еднопластови, двуслойни или многослойни печатни платки. JLC е професионален производител на печатни платки, който се отличава с широкомащабно, кладенечно оборудване, стриктно управление и превъзходно качество.

Обратно към нашия проект

За да произведа подходяща печатна платка, сравних цената от много производители на печатни платки и избирам JLCPCB най -добрите доставчици на печатни платки и най -евтините доставчици на печатни платки, които поръчват тази схема. Всичко, което трябва да направя, е няколко прости кликвания, за да кача gerber файла и да задам някои параметри като цвят и количество на дебелината на печатната платка, след това съм платил само 2 долара, за да си получа печатната платка само след пет дни.

Тъй като показва картината на свързаната схема, използвах Arduino MEGA2560, за да контролирам цялата система. Също така проектирах логата и разположението на компонентите на дъската, за да улесня запояването на всеки начинаещ в производството на електроника. Както можете да видите на снимките по -горе, печатната платка е много добре произведена и имам същия дизайн на печатната платка, който направихме, и всички етикети и лога са там, за да ме ръководят по време на стъпките на запояване. Можете също да изтеглите файла Gerber за тази схема от файла по -долу, в случай че искате да направите поръчка за същия дизайн на веригата.

Стъпка 4: Дизайн на платформена кутия (CAD)

Преди да започнете да запоявате електронните компоненти, ще ви покажа тази кутия, която съм проектирал с помощта на софтуер solidworks, който ми позволява да генерирам DXF файлове, за да ги кача в CNC машина за лазерно рязане, за да произведа проектираната кутия; ние използвахме 5 мм MDF дървен материал, за да създадем тази кутия, която ще добави по -добър външен вид към нашия проект, особено с неговите етикети и заглавия и ще бъде по -лесно да вземем тази платформа за обучение навсякъде, където отидем.

Можете да изтеглите DXF файловете за този проект от файловете по -долу

Стъпка 5: Пълни съставки

Сега нека прегледаме необходимите компоненти, от които се нуждаем за този проект, така че както казах, използвам Arduino MEGA2560, за да изпълня цялата система.

За да създадем такива проекти ще ни трябват:

• ПХБ, които сме поръчали от JLCPCB:
• Един Arduino Mega2560
• Стъпков двигател NEMA17
• Два DC двигателя
• Един серво мотор
• Един LCD дисплей
• Един 7 -сегментен дисплей
• Осем червени светодиода
• Два RGB светодиода
• Един зумер
• Осем ленти за превключване
• Два джойстика DHT-11 сензор
• Газов сензор
• Bluetooth модул
• MCP23017 интегрална схема
• A4988 стъпков драйвер
• L293D драйвер на мотор
• Някои конектори за заглавки SIL
• Някои конектори на винтовата глава
• Предпазител
• Някои резистори и кондензатори
• Кутията на платформата за обучение
• Някой винт за монтажа

Стъпка 6: Запояване и сглобяване

Сега преминаваме към електронния монтаж и запояваме всички компоненти към печатната платка. ще намерите на горния копринен слой етикет на всеки компонент, показващ поставянето му на дъската и по този начин ще бъдете 100% сигурни, че няма да направите никакви грешки при запояване.

Сега преминаваме директно към сглобяването на кутията, толкова е просто, тъй като създадохме разположението на винтовете в дизайна, всичко, което трябва да направим, е да завиете печатната платка към долната страна на кутията в първата стъпка на монтажа.

След това завинтваме двигателите всеки от тях до мястото им в горната страна на кутията. Не на последно място свързваме двигателите към тях към винтовите заглавки на печатната платка. И накрая завършваме завинтването на другите страни на кутията.

Стъпка 7: Тест (работеше): D

Сега имаме всичко готово, за да започнем да играем с тази платформа и реших да тествам някои кодове като увеличаване на 7 -сегментната стойност на дисплея и завъртане на стъпковия двигател, LCD също работи добре, така че можете да видите показаното съобщение и на LCD екрана.

Както виждате, момчетата, които правят този невероятен проект, са толкова удобни и следването на стъпките на тази инструкция улеснява всеки от вас да го опита.

В следващите инструкции ще ви покажа програмиращата част за всеки компонент и как да контролирате всички тези компоненти с помощта на дъската Arduino.

Както обикновено можете да запишете вашите предложения, ако имате други идеи за подобряване на този проект и да споделите с нас вашите собствени платформи за обучение.

И последно нещо, уверете се, че работите с електроника всеки ден

Това беше BEE MB от MEGA DAS, вижте следващия път