VZDĚLÁVACÍ PLATFORMA ARDUINO: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Hej, co se děje, kluci, tady je opět nový tutoriál a nový speciální projekt, a tentokrát jsem si vybral skutečně potřebný projekt pro všechny výrobce elektroniky, dnešní projekt je o tom, jak vytvořit vlastní tréninkovou platformu Arduino, krok za krokem tutoriál bude nejlepším průvodcem pro vás, abyste tento projekt vyzkoušeli, a určitě jsou tam nějaké základní elektronické znalosti, ale zkuste to dvakrát vyzkoušet, protože je to úžasné.

Už nějakou dobu spravuji facebookovou skupinu Arduino a mnohokrát jsem viděl, že se lidé ptají, jaká je nejlepší sada Arduino pro procvičování a odkud získat nejlepší nabídku pro spuštění elektroniky a častá otázka se týká štěstí distributorů souprav Arduino v některých zemích, takže zjevně existuje problém, který vyžaduje náš zásah, a jako výrobce jsem se rozhodl zahájit tento návod, jak vytvořit vlastní vzdělávací platformu Arduino speciálně, protože tento projekt mi pomůže vyhnout se promarněný čas, který trávím zapojováním součástek na prkénko pokaždé, když se pokouším otestovat své kódy, ale místo toho, když budu mít tuto platformu ready to go, bude život snazší.

Tento projekt je tak praktické vyrobit speciálně po získání přizpůsobené desky plošných spojů, kterou jsme objednali u JLCPCB, abychom vylepšili vzhled naší platformy, a také v této příručce je dostatek dokumentů a kódů, které vám umožní snadno si vytvořit vlastní tréninkovou lavici.

Tento projekt jsme provedli za pouhých 5 dní, pouhé dva dny na dokončení návrhu hardwaru pro výrobu DPS a tři dny na dokončení montáže platformy a její testování.

Co se z tohoto kurzu naučíte:

1. Výběr správných komponent v závislosti na vaší platformě
2. Vytvoření obvodu pro připojení všech vybraných komponent
3. Sestavte všechny části projektu
4. Spusťte svůj první kód s touto platformou

Krok 1: Podrobnosti o tréninkové lavici

Myšlenka je tak jednoduchá; Vybral jsem si některé základní elektronické součástky, jako jsou displeje, diody LED, senzory, ovladače a různé druhy akčních členů, a spojil je dohromady pomocí desky plošných spojů a udržoval ji po celou dobu sestavenou a připravenou k akci, což je metoda typu plug and play.

Vlastnosti naší platformy

Arduino MEGA2560

Hlavní komponentou této platformy bude Arduino mega2560, který bude srdcem naší tréninkové lavice, protože je spojovacím článkem všech použitých komponent a udržuje signály v pohybu od senzorů a ovládacích prvků až po indikátory a akční členy. Tato vývojová deska je díky praktickému mikrokontroléru AVR tak šikovná a výkonná, díky tomuto odkazu získáte další podrobnosti o tomto mikrokontroléru.

Displeje

Použil jsem několik displejů, jako je 20x4 LCD displej založený na komunikačním protokolu I²C, abych zobrazil nějaké zprávy a upravil zobrazené karikatury na této obrazovce a také vkládáme 7segmentový 4místný displej, protože je opravdu potřebný pro začátečníka k učení jak tento displej funguje.

Řízení

O vstupech naší platformy máme lištu s 8 přepínači, takže můžeme pomocí těchto přepínačů ovládat některé indikátory, aniž bychom zapomněli na dvojité osové joysticky, které mají ovládání ve dvou osách a tlačítko, pomocí těchto joysticků můžeme ovládat například rychlost a směr motoru, protože má analogový výstupní signál, který se mění podle polohy os joysticku.

Indikátory

Když mluvíme o indikátorech, zahrnoval jsem 8 červených LED a dvě RGB LED a také tam máme bzučák, díky kterému je hraní s touto platformou zábavnější.

Senzory

Nemůžeme vytvořit tréninkovou platformu pro začátečníky pro kódování bez zapojení některých senzorů, proto jsem vybral některé často používané senzory, jako je snímač teploty a vlhkosti DHT-11 a senzor detekce plynu MQ-2, který má také a analogový výstupní signál související s měřenou intenzitou plynu.

Pohony

Pro akční členy jsem se rozhodl vložit všechny typy motorů, proto jsem umístil krokový motor Nema17 a jsem si docela jistý, že vy všichni potřebujete tento typ motorů díky jeho přesnosti a vysokému točivému momentu, jsme také pomocí servomotoru a dvou stejnosměrných motorů.

Konektivita

Pro připojení naší platformy jsem zahrnul modul Bluetooth HC-06 pro případ, že byste chtěli vyzkoušet aplikaci pro Android nainstalovanou ve vašem chytrém telefonu, takže pro vás to bude mnohem jednodušší.

Integrované obvody a ovladače

Je jisté, že pro ovládání těchto komponent jsou potřeba nějaké ovladače integrovaných obvodů, jako je MCP23017 pro ovládání LED a L293D H-můstek pro ovládání rychlosti a směru stejnosměrných motorů, také používám ovladač krokového motoru A4988.

Krok 2: Schéma projektu

Každý elektronický projekt potřebuje schéma zapojení, aby poskytlo srozumitelné spojení mezi všemi jeho sadami, proto tuto část vždy děláme velmi důležitou, protože toto je hlavní dokument celého projektu, který děláme.

Jak je vidět na obrázku výše, dáváme každému komponentu příslušné připojení a odkazy na hlavní desku, kterou je Arduino MEGA2560, je velmi důležité vědět, jaký druh spojení by měl být vytvořen ze senzorů na desce a z desky na desku pohon. schéma zapojení by také mohlo identifikovat seznam vstupů a výstupů naší školicí platformy, takže pro začátečníka bude snazší začít programovat, aniž byste museli ztrácet čas hledáním toho, co by mělo být vstupem a co výstupem.

Můžete si také stáhnout PDF verzi tohoto schématu zapojení ze souboru níže.

Krok 3: Výroba DPS (vyrábí JLCPCB)

Abychom mohli shromáždit všechny zmíněné části dohromady, potřebujeme desku plošných spojů pro vytvoření správného připojení z desky Arduino k indikátorům a senzorům. Vytvořil jsem tedy toto schéma zapojení a po provedení příslušného připojení pro každou součást jsem transformoval toto schéma do návrhu desky plošných spojů, abych jej vytvořil

O JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co. S více než 10 lety zkušeností s výrobou desek plošných spojů má JLCPCB více než 200 000 zákazníků doma i v zahraničí, s více než 8 000 online objednávkami prototypů desek plošných spojů a malou výrobou desek plošných spojů denně. Roční výrobní kapacita je 200 000 m2. pro různé 1vrstvé, 2vrstvé nebo vícevrstvé desky plošných spojů. JLC je profesionální výrobce desek plošných spojů, který se vyznačuje velkým měřítkem, vybavením studny, přísným řízením a vynikající kvalitou.

Zpět k našemu projektu

Abych vyrobil příslušný PCB, porovnal jsem cenu od mnoha výrobců PCB a pro objednání tohoto obvodu vybírám JLCPCB jako nejlepší dodavatele PCB a nejlevnější poskytovatele PCB. Vše, co musím udělat, je několik jednoduchých kliknutí k nahrání souboru Gerber a nastavení některých parametrů, jako je barva a množství tloušťky DPS, poté jsem zaplatil pouhé 2 dolary, abych dostal DPS až po pěti dnech.

Jak ukazuje obrázek souvisejícího schématu, použil jsem Arduino MEGA2560 k ovládání celého systému, také jsem navrhl loga a umístění komponent na desce, aby bylo pájení jednodušší pro každého začátečníka v oblasti výroby elektroniky. Jak vidíte na obrázcích výše, deska plošných spojů je velmi dobře vyrobena a mám stejný design desek plošných spojů, jaký jsme vyrobili, a všechny etikety a loga jsou tu, aby mě vedly během kroků pájení. Můžete si také stáhnout soubor Gerber pro tento obvod ze souboru níže v případě, že chcete zadat objednávku pro stejný design obvodu.

Krok 4: Platform Box Design (CAD)

Než začnu pájet elektronické součástky, ukážu vám tento box, který jsem navrhl pomocí softwaru Solidworks, který mi umožňuje generovat soubory DXF a nahrát je do CNC laserového řezacího stroje za účelem výroby navrženého boxu; k vytvoření tohoto boxu jsme použili dřevěný materiál 5 mm MDF, který dodá našemu projektu lepší vzhled, zejména s jeho etiketami a názvy, a bude pro nás snazší vzít tuto školicí platformu všude s sebou.

Soubory DXF pro tento projekt si můžete stáhnout ze souborů níže

Krok 5: Kompletní přísady

Nyní se podívejme na potřebné komponenty, které pro tento projekt potřebujeme, takže, jak jsem řekl, používám Arduino MEGA2560 k provozu celého systému.

K vytvoření tohoto druhu projektů budeme potřebovat:

• Deska plošných spojů, kterou jsme objednali z JLCPCB:
• Jeden Arduino Mega2560
• Krokový motor NEMA17
• Dva stejnosměrné motory
• Jeden servomotor
• Jeden LCD displej
• Jeden 7segmentový displej
• Osm červených LED diod
• Dvě RGB LED diody
• Jeden bzučák
• Osm přepínacích lišt
• Dva joysticky snímač DHT-11
• Plynový senzor
• Modul Bluetooth
• Integrovaný obvod MCP23017
• Krokový ovladač A4988
• Ovladač motoru L293D
• Některé konektory záhlaví SIL
• Některé konektory konektoru
• Pojistka
• Některé odpory a kondenzátory
• Box tréninkové platformy
• Nějaký šroub pro montáž

Krok 6: Pájení a montáž

Nyní přejdeme k elektronické sestavě a všechny součásti připájíme k desce plošných spojů. najdete na vrchní hedvábné vrstvě štítek každé součásti označující její umístění na desce a tímto způsobem si budete 100% jisti, že neuděláte žádné chyby při pájení.

Nyní přejdeme přímo k sestavení krabice, je to tak jednoduché, protože jsme v návrhu vytvořili umístění šroubů, vše, co musíme udělat, je přišroubovat desku plošných spojů ke spodní straně krabice v prvním kroku montáže.

Poté přišroubujeme každý motor k jeho umístění na horní straně krabice. V neposlední řadě k nim připojujeme motory šroubovacími hlavičkami na DPS. A nakonec dokončujeme šroubování ostatních stran krabice.

Krok 7: Test (fungovalo to): D

Nyní máme vše připraveno začít hrát s touto platformou a rozhodl jsem se otestovat některé kódy, jako je zvýšení hodnoty 7segmentového displeje a otáčení krokového motoru, LCD také funguje dobře, takže můžete zobrazenou zprávu vidět také na obrazovce LCD.

Jak vidíte, lidé vytvářející tento úžasný projekt jsou tak šikovní a postupování podle pokynů tohoto návodu usnadňuje každému z vás, hoši.

V následujících instrukcích vám ukážu programovací část pro každou komponentu a jak ovládat všechny tyto komponenty pomocí desky Arduino.

Jako obvykle si můžete zapsat své návrhy, pokud máte nějaké další nápady na vylepšení tohoto projektu, a podělit se s námi o své vlastní vzdělávací platformy.

Poslední věc, ujistěte se, že děláte elektroniku každý den

Bylo to BEE MB od MEGA DAS viz příště