ТРЕНИНГОВАЯ ПЛАТФОРМА ARDUINO: 7 шагов

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Привет, ребята, здесь снова новый учебник и новый специальный проект, и на этот раз я выбрал действительно необходимый проект для всех производителей электроники, сегодняшний проект о том, как создать свою собственную тренировочную платформу Arduino, этот шаг за шагом Учебник будет лучшим руководством для вас, ребята, чтобы попробовать этот проект, и наверняка требуются некоторые базовые знания в области электроники, но не думайте дважды, чтобы попробовать его, потому что он потрясающий.

С тех пор как я администрирую группу Arduino в Facebook, я много раз видел, как люди спрашивали о том, какой комплект Arduino лучший для практики и где лучше всего начать электронику, и частый вопрос касается удача дистрибьюторов комплектов Arduino в некоторых странах, поэтому очевидно, что существует проблема, которая требует нашего вмешательства, и как производитель я решил начать это руководство о том, как создать свою собственную платформу обучения Arduino, особенно потому, что этот проект поможет мне избежать потраченное впустую время, которое я трачу на подключение компонентов к макетной плате каждый раз, когда я пытаюсь проверить свои коды, но вместо этого, имея эту готовую платформу, жизнь станет проще.

Этот проект очень удобно делать специально после получения настроенной печатной платы, которую мы заказали у JLCPCB для улучшения внешнего вида нашей платформы, а также в этом руководстве достаточно документов и кодов, чтобы вы могли легко создать свой собственный тренировочный стенд.

Мы сделали этот проект всего за 5 дней, всего за два дня на завершение проектирования оборудования для изготовления печатной платы и за три дня на завершение сборки платформы и ее тестирования.

Что вы узнаете из этого урока:

1. Выбор правильных компонентов в зависимости от вашей платформы
2. Изготовление схемы для соединения всех выбранных компонентов
3. Соберите все детали проекта
4. Начните свой первый код на этой платформе

Шаг 1. Подробная информация о тренировочной скамье

Идея настолько проста; Я выбираю некоторые базовые электронные компоненты, такие как дисплеи, светодиоды, датчики, контроллеры и различные исполнительные механизмы, и соединяю их вместе через печатную плату и держу их все время собранными и готовыми к работе, что-то вроде метода plug and play.

Особенности нашей платформы

Ардуино MEGA2560

Основным компонентом этой платформы будет Arduino mega2560, который станет сердцем нашего тренировочного стенда, поскольку он связывает все используемые компоненты, обеспечивая перемещение сигналов от датчиков и элементов управления к индикаторам и исполнительным механизмам. Эта отладочная плата настолько удобна в использовании и обладает мощной электронной платой благодаря микроконтроллеру AVR, что вы можете получить более подробную информацию об этом микроконтроллере по этой ссылке.

Дисплеи

Я использовал некоторые дисплеи, такие как ЖК-дисплей 20x4, основанный на протоколе связи I²C, чтобы отображать некоторые сообщения и настраивать отображаемые символы на этом экране, а также мы вставляем 7-сегментный 4-значный дисплей, так как он действительно необходим для обучения новичку. как работает этот дисплей.

Органы управления

Что касается входов нашей платформы, у нас есть панель с 8 переключателями, поэтому мы можем управлять некоторыми индикаторами с помощью этих переключателей, не забывая о двух джойстиках с двумя осями, которые имеют управление по двум осям и кнопку, с помощью этих джойстиков мы можем контролировать, например, скорость и направление двигателя, поскольку он имеет аналоговый выходной сигнал, который изменяется в зависимости от положения осей джойстика.

Индикаторы

Говоря об индикаторах, я включил 8 красных светодиодов и два светодиода RGB, а также у нас есть зуммер, который делает игру с этой платформой более забавной.

Датчики

Мы не можем создать платформу для обучения программированию новичков без использования некоторых датчиков, поэтому я выбрал некоторые часто используемые датчики, такие как датчик DHT-11 для температуры и влажности, а также датчик обнаружения газа MQ-2, который также имеет и аналоговый выходной сигнал, связанный с измеренной интенсивностью газа.

Приводы

Что касается приводов, я решил вставить все типы двигателей, поэтому я поставил шаговый двигатель Nema17, и я почти уверен, что всем вам, ребята, нужны такие двигатели из-за их точности и высокого крутящего момента, мы также с помощью серводвигателя и двух двигателей постоянного тока.

Связь

Для подключения нашей платформы я включил модуль Bluetooth HC-06 на случай, если вы хотите протестировать приложение для Android, установленное на вашем смартфоне, так что это будет намного проще для вас.

ИС и драйверы

Конечно, для управления этими компонентами необходимы драйверы интегральных схем, такие как MCP23017 для управления светодиодами и H-мост L293D для управления скоростью и направлением двигателей постоянного тока, а также я использую драйвер шагового двигателя A4988.

Шаг 2: Схема проекта

Все электронные проекты нуждаются в принципиальной схеме, чтобы обеспечить понятную связь между всеми его наборами, поэтому мы всегда делаем эту часть очень важной, потому что это основной документ всего проекта, который мы делаем.

Как показано на рисунке выше, мы даем каждому компоненту соответствующее соединение и связи с основной платой, которой является Arduino MEGA2560, очень важно знать, какое соединение должно быть установлено от датчиков к плате и от платы к плате. привод. принципиальная схема может также идентифицировать список входов и выходов нашей обучающей платформы, таким образом, новичку будет легче начать программировать, не тратя много времени на поиск того, что должно быть входом, а что должно быть выходом.

Вы также можете скачать PDF-версию этой принципиальной схемы из файла, расположенного ниже.

Шаг 3: Изготовление печатной платы (производство JLCPCB)

Чтобы собрать все упомянутые детали вместе, нам нужна печатная плата, чтобы установить правильное соединение от платы Arduino к индикаторам и датчикам. Итак, я создал эту принципиальную схему и, выполнив соответствующее соединение для каждого компонента, преобразовал эту схему в дизайн печатной платы, чтобы создать его

О JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) - крупнейшее предприятие по производству прототипов печатных плат в Китае и высокотехнологичный производитель, специализирующийся на быстром производстве прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат. Обладая более чем 10-летним опытом производства печатных плат, JLCPCB имеет более 200 000 клиентов в стране и за рубежом, с более чем 8 000 онлайн-заказов на изготовление прототипов печатных плат и производство небольших партий печатных плат в день. Годовая производственная мощность составляет 200 000 кв.м. для различных 1-слойных, 2-слойных или многослойных печатных плат. JLC - профессиональный производитель печатных плат, отличающийся крупномасштабным, скважинным оборудованием, строгим управлением и превосходным качеством.

Вернуться к нашему проекту

Чтобы произвести подходящую печатную плату, я сравнил цены у многих производителей печатных плат, и я выбрал JLCPCB, лучших поставщиков печатных плат и самых дешевых поставщиков печатных плат, чтобы заказать эту схему. Все, что мне нужно сделать, это несколько простых щелчков мышью, чтобы загрузить файл gerber и установить некоторые параметры, такие как цвет и количество толщины печатной платы, а затем я заплатил всего 2 доллара, чтобы получить свою печатную плату всего через пять дней.

Поскольку это показывает изображение соответствующей схемы, я использовал Arduino MEGA2560 для управления всей системой, а также разработал логотипы и размещение компонентов на плате, чтобы упростить пайку для любого новичка в производстве электроники. Как вы можете видеть на изображениях выше, печатная плата изготовлена очень хорошо, и у меня есть тот же дизайн печатной платы, что и мы, и все этикетки и логотипы, чтобы направлять меня на этапах пайки. Вы также можете загрузить файл Gerber для этой схемы из файла ниже, если вы хотите разместить заказ на такую же конструкцию схемы.

Шаг 4: Дизайн коробки платформы (САПР)

Перед тем, как приступить к пайке электронных компонентов, я покажу вам эту коробку, которую я разработал с помощью программного обеспечения solidworks, которое позволяет мне генерировать файлы DXF и загружать их в станок для лазерной резки с ЧПУ для изготовления спроектированной коробки; Мы использовали древесный материал МДФ толщиной 5 мм для создания этой коробки, которая добавит лучшего внешнего вида нашему проекту, особенно с его этикетками и названиями, и нам будет легче брать эту обучающую платформу с собой куда угодно.

Вы можете скачать файлы DXF для этого проекта из файлов ниже

Шаг 5: Готовые ингредиенты

Теперь давайте рассмотрим необходимые компоненты, которые нам нужны для этого проекта, поэтому, как я уже сказал, я использую Arduino MEGA2560 для запуска всей системы.

Для создания подобных проектов нам потребуются:

• Печатная плата, которую мы заказали у JLCPCB:
• Один Arduino Mega2560
• Шаговый двигатель NEMA17
• Два двигателя постоянного тока
• Один серводвигатель
• Один ЖК-дисплей
• Один 7-сегментный дисплей
• Восемь красных светодиодов
• Два светодиода RGB
• Один зуммер
• Восьмая панель переключателей
• Два джойстика датчика DHT-11
• Датчик газа
• Модуль Bluetooth
• MCP23017 интегральная схема
• Драйвер шагового двигателя A4988
• Драйвер двигателя L293D
• Некоторые разъемы заголовка SIL
• Некоторые винтовые соединители
• Предохранитель
• Некоторые резисторы и конденсаторы
• Тренировочная платформа-бокс
• Какой-то винт для сборки

Шаг 6: Пайка и сборка

Переходим к электронной сборке и припаиваем все компоненты к печатной плате. Вы найдете на верхнем слое шелка этикетку каждого компонента с указанием его размещения на плате, и таким образом вы будете на 100% уверены, что не сделаете никаких ошибок при пайке.

Теперь мы переходим непосредственно к сборке коробки, это настолько просто, поскольку мы создали размещение винтов в конструкции, все, что нам нужно сделать, это прикрутить печатную плату к нижней стороне коробки на первом этапе сборки.

Затем прикручиваем моторы каждый к своему месту на верхней стороне коробки. И последнее, но не менее важное: мы подключаем моторы к винтовой головке на печатной плате. И, наконец, мы заканчиваем прикручивать остальные стороны коробки.

Шаг 7: Тест (это сработало): D

Теперь у нас есть все готово, чтобы начать играть с этой платформой, и я решил протестировать некоторые коды, такие как увеличение 7-сегментного отображаемого значения и поворот шагового двигателя, ЖК-дисплей также работает нормально, поэтому вы также можете видеть отображаемое сообщение на ЖК-экране..

Как вы видите, ребята, создающие этот удивительный проект, настолько удобны, и следование инструкциям, приведенным в этой инструкции, позволяет любому из вас, ребята, попробовать его.

В следующих инструкциях я покажу вам, как программировать каждый компонент и как управлять всеми этими компонентами с помощью платы Arduino.

Как обычно, вы можете записать свои предложения, если у вас есть другие идеи по улучшению этого проекта, и поделиться с нами своими собственными учебными платформами.

И последнее: убедитесь, что вы занимаетесь электроникой каждый день.

Это был BEE MB от MEGA DAS, увидим в следующий раз