ARDUINO TRAINING PLATFORM: 7 Քայլ

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այ, ինչ կա, տղերք, այստեղ կրկին նոր ձեռնարկ և նոր հատուկ նախագիծ է, և այս անգամ ես վերցրել եմ բոլոր անհրաժեշտ էլեկտրոնիկայի արտադրողների համար անհրաժեշտ նախագիծը: Այսօրվա նախագիծը այն է, թե ինչպես ստեղծել ձեր սեփական Arduino ուսումնական հարթակը, սա քայլ առ քայլ: Այս ձեռնարկը փորձելու համար լավագույն ձեռնարկը կլինի ձեզ համար, և, անշուշտ, պահանջվում են հիմնական էլեկտրոնային գիտելիքներ, բայց մի մտածեք, որ այն փորձեք, քանի որ այն զարմանալի է:

Արդեն երկար ժամանակ է, ինչ ես ղեկավարում եմ Arduino- ի Facebook խումբը և շատ անգամ եմ տեսնում, որ մարդիկ հարցնում էին, թե որն է Arduino- ի լավագույն հանդերձանքը պարապմունքների համար և որտեղի՞ց ստանալ լավագույն գործարքը `էլեկտրոնիկա գործարկելու համար: որոշ երկրներում Arduino հանդերձանքի դիստրիբյուտորների բախտը բերեց, ուստի ակնհայտ է, որ այնտեղ կա մի խնդիր, որը պահանջում է մեր միջամտությունը: Որպես ստեղծող ես որոշեցի սկսել այս ձեռնարկը, թե ինչպես ստեղծել ձեր սեփական Arduino ուսումնական հարթակը հատուկ, քանի որ այս նախագիծը կօգնի ինձ խուսափել վատնված ժամանակը, որը ես ծախսում եմ բաղադրիչներին տախտակին միացնելու վրա, ամեն անգամ, երբ փորձում եմ ստուգել իմ ծածկագրերը, բայց փոխարենը ՝ այս հարթակ պատրաստ լինելու դեպքում, կյանքը ավելի հեշտ կդառնա:

Այս նախագիծը այնքան հարմար է, որ պատրաստվի հատուկ անհատականացված PCB- ն ստանալուց հետո, որը մենք պատվիրել ենք JLCPCB- ից `բարելավելու մեր հարթակի տեսքը: Բացի այդ, այս ուղեցույցում կան բավականաչափ փաստաթղթեր և ծածկագրեր, որոնք թույլ են տալիս հեշտությամբ ստեղծել ձեր սեփական ուսումնական նստարանը:

Մենք այս նախագիծը կատարել ենք ընդամենը 5 օրվա ընթացքում, ընդամենը երկու օր `PCB- ի սարքավորումների նախագծումն ավարտելու համար, և երեք օր` հարթակի հավաքումն ավարտելու և այն նույնպես փորձարկելու համար:

Այն, ինչ դուք կսովորեք այս ձեռնարկից

1. Ընտրելով ճիշտ բաղադրիչները ՝ կախված ձեր հարթակից
2. Շղթայի պատրաստում `ընտրված բոլոր բաղադրիչները միացնելու համար
3. Հավաքեք նախագծի բոլոր մասերը
4. Սկսեք ձեր առաջին կոդը այս հարթակից

Քայլ 1: Մանրամասներ վերապատրաստման նստարանի մասին

Գաղափարն այնքան պարզ է. Ես ընտրում եմ մի քանի հիմնական էլեկտրոնային բաղադրիչներ, ինչպիսիք են դիսփլեյները, LED- ները, տվիչները, կարգավորիչները և տարբեր տեսակի գործարկիչները և դրանք միացնում եմ PCB- ի միջոցով և այն անընդհատ հավաքում և պատրաստ եմ գործողությունների, մի տեսակ plug and play մեթոդ:

Մեր հարթակի առանձնահատկությունները

Arduino MEGA2560

Այս պլատֆորմի հիմնական բաղադրիչը կլինի Arduino mega2560- ը, որը կլինի մեր մարզման նստարանի սիրտը, քանի որ այն հանդիսանում է օգտագործված բոլոր բաղադրիչների կապը ՝ ազդանշանները սենսորներից և վերահսկիչներից մինչև ցուցիչներն ու գործարկիչները տեղափոխող ազդանշանը պահելը: Այս զարգացման տախտակն այնքան հարմար է օգտագործման համար և հզոր էլեկտրոնային տախտակ ՝ իր AVR միկրոկոնտրոլերի շնորհիվ, այս միկրոկոնտրոլերի մասին ավելի մանրամասն կարող եք ծանոթանալ այս հղումով:

Ուցադրում է

Ես օգտագործել եմ մի քանի դիսփլեյ, ինչպիսին է 20x4 LCD էկրանը, որը հիմնված է I²C հաղորդակցության արձանագրության վրա ՝ որոշ հաղորդագրություններ ցուցադրելու և ցուցադրվող բնութագրերն այս էկրանին հարմարեցնելու համար, ինչպես նաև մենք տեղադրում ենք 7 հատվածի 4 թվանշանի ցուցադրում, քանի որ այն իսկապես անհրաժեշտ է սկսնակների համար սովորելու համար: ինչպես է աշխատում այս ցուցադրումը:

Կառավարում

Մեր պլատֆորմի մուտքերի մասին մենք ունենք 8 անջատիչ բար, այնպես որ մենք կարող ենք վերահսկել որոշ ցուցիչներ ՝ օգտագործելով այս անջատիչները ՝ չմոռանալով երկակի առանցքների ջոյսթիքս, որն ունի կրկնակի առանցքների կառավարում և սեղմիչ կոճակ: շարժիչի, քանի որ այն ունի անալոգային ելքային ազդանշան, որը փոխվում է ջոյսթիկի առանցքների դիրքի հետ կապված:

Ուցանիշներ

Theուցանիշների մասին խոսելով ՝ ես ներառեցի 8 կարմիր LED և երկու RGB լուսադիոդային լուսարձակներ, և այնտեղ մենք ունենք մի ազդանշան, որն այս հարթակի հետ խաղը դարձնում է ավելի զվարճալի:

Սենսորներ

Մենք չենք կարող ստեղծել ծածկագրման համար սկսնակ ուսուցման հարթակ ՝ առանց որոշ սենսորների ներգրավման: Ահա թե ինչու ես ընտրեցի որոշ հաճախակի օգտագործվող սենսորներ, ինչպիսիք են DHT-11 սենսորը ջերմաստիճանի և խոնավության համար, և գազի հայտնաբերման սենսորը MQ-2, որն ունի նաև գազի չափված ինտենսիվության հետ կապված անալոգային ելքային ազդանշան:

Գործարկիչներ

Գործարկիչների համար ես որոշեցի տեղադրել բոլոր տեսակի շարժիչներ: Ահա թե ինչու եմ տեղադրել Nema17 տիպի շարժիչը և ես վստահ եմ, որ ձեզանից յուրաքանչյուրին անհրաժեշտ են այսպիսի շարժիչներ `իր ճշգրտության և բարձր ոլորող մոմենտի շնորհիվ: օգտագործելով servo շարժիչ և երկու DC շարժիչ:

Միացում

Մեր հարթակի միացման համար ես ներառել եմ Bluetooth մոդուլ HC-06, եթե ցանկանում եք փորձարկել ձեր խելացի հեռախոսում տեղադրված android ծրագիրը, այնպես որ դա ձեզ համար շատ ավելի հեշտ կլինի:

IC և վարորդներ

Անշուշտ, կան որոշ ինտեգրալ սխեմաների վարորդներ, որոնք անհրաժեշտ են այս բաղադրիչները վերահսկելու համար, ինչպես MCP23017- ը ՝ LED- ները և L293D H- կամուրջը վարելու համար ՝ DC շարժիչների արագությունն ու ուղղությունը վերահսկելու համար, ինչպես նաև ես օգտագործում եմ A4988 տիպի շարժիչով վարորդը:

Քայլ 2. Նախագծային սխեմատիկ

Բոլոր էլեկտրոնային նախագծերին անհրաժեշտ է շրջանային դիագրամ ՝ իր բոլոր հավաքածուների միջև հասկանալի կապ հաստատելու համար, ահա թե ինչու մենք այս հատվածը միշտ շատ կարևոր ենք դարձնում, քանի որ սա մեր կատարած նախագծի հիմնական փաստաթուղթն է:

Ինչպես ցույց է տրված վերևի նկարում, մենք յուրաքանչյուր բաղադրիչին տալիս ենք համապատասխան կապ և հիմնական տախտակին, որը Arduino MEGA2560- ն է, սա շատ կարևոր է իմանալ, թե ինչպիսի կապ պետք է հաստատվի սենսորներից մինչև տախտակ և տախտակից մինչև շարժիչ շրջանային դիագրամը կարող է սահմանել նաև մեր ուսումնական պլատֆորմի մուտքի և ելքի ցանկը, այսպիսով սկսնակի համար ավելի հեշտ կլինի սկսել ծրագրավորումը ՝ առանց երկար ժամանակ կորցնելու որոնելու, թե ինչ պետք է լինի մուտքագրում, և ինչը `արդյունք:

Դուք կարող եք նաև ներբեռնել այս սխեմայի PDF տարբերակը ստորև բերված ֆայլից:

Քայլ 3. PCB- ի պատրաստում (արտադրված է JLCPCB- ի կողմից)

Բոլոր նշված մասերը միասին հավաքելու համար մենք պահանջում ենք PCB ՝ Arduino- ի տախտակից ցուցիչներին և տվիչներին ճիշտ կապ հաստատելու համար: Այսպիսով, ես ստեղծել եմ այս սխեմայի դիագրամը և յուրաքանչյուր բաղադրիչի համար համապատասխան միացում կատարելուց հետո ես այս սխեման վերածել եմ PCB- ի դիզայնի `այն արտադրելու համար:

JLCPCB- ի մասին

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), Չինաստանում PCB- ի նախատիպերի խոշորագույն ձեռնարկությունն է և բարձր տեխնոլոգիական արտադրող, որը մասնագիտացած է արագ PCB նախատիպի և փոքր խմբաքանակի PCB- ի արտադրության մեջ: PCB- ի արտադրության ավելի քան 10 տարվա փորձով, JLCPCB- ն ունի ավելի քան 200 000 հաճախորդ `տանը և արտերկրում, օրական ավելի քան 8,000 000 PCB նախատիպերի առցանց պատվերներով և փոքր քանակությամբ PCB արտադրությամբ: Տարեկան արտադրական հզորությունը 200, 000 քառ. տարբեր 1-շերտ, 2-շերտ կամ բազմաշերտ PCB- ների համար: JLC- ն մասնագիտացված PCB արտադրող է, որը առանձնանում է լայնածավալ, լավ սարքավորումներով, խիստ կառավարմամբ և բարձրակարգ որակով:

Վերադառնանք մեր նախագծին

Համապատասխան PCB արտադրելու համար ես համեմատել եմ PCB- ի շատ արտադրողների գինը, և ես JLCPCB- ն ընտրում եմ PCB- ի լավագույն մատակարարներն ու PCB- ի ամենաէժան մատակարարները `այս սխեման պատվիրելու համար: Այն, ինչ պետք է անեմ, ընդամենը մի քանի կտտոց է `գերբեր ֆայլը վերբեռնելու և որոշ պարամետրեր սահմանելու համար, ինչպիսիք են PCB- ի հաստությունը և քանակը, այնուհետև ես վճարել եմ ընդամենը 2 դոլար` միայն հինգ օր հետո իմ PCB- ն ստանալու համար:

Քանի որ այն ցույց է տալիս համապատասխան սխեմատիկայի պատկերը, ես օգտագործել եմ Arduino MEGA2560- ը `ամբողջ համակարգը վերահսկելու համար: Ես նաև նախագծել եմ տախտակի վրա պատկերանշաններ և բաղադրիչների տեղադրումը` էլեկտրոնիկայի արտադրության ցանկացած սկսնակ աշխատողի համար դյուրին դարձնելու համար: Ինչպես տեսնում եք վերևի նկարներում, PCB- ն շատ լավ արտադրված է, և ես ունեմ մեր պատրաստած նույն PCB դիզայնը, և բոլոր պիտակներն ու լոգոները այնտեղ են, որոնք ինձ առաջնորդելու են զոդման քայլերի ընթացքում: Դուք կարող եք նաև ներբեռնել Gerber ֆայլը այս սխեմայի համար ներքևի ֆայլից, եթե ցանկանում եք պատվեր կատարել նույն սխեմայի նախագծման համար:

Քայլ 4. Պլատֆորմային արկղերի ձևավորում (CAD)

Նախքան էլեկտրոնային բաղադրիչների եռակցումը սկսելը, ես ձեզ ցույց կտամ այս տուփը, որը ես նախագծել եմ solidworks ծրագրով, որը թույլ է տալիս ինձ ստեղծել DXF ֆայլեր ՝ դրանք տեղադրելու CNC լազերային կտրող մեքենայի մեջ ՝ նախագծված տուփը արտադրելու համար. մենք օգտագործեցինք 5 մմ MDF փայտանյութ ՝ այս տուփը ստեղծելու համար, որն ավելի լավ տեսք կհաղորդի մեր նախագծին, հատկապես իր պիտակներով և վերնագրերով, և մեզ համար ավելի հեշտ կլինի ամենուր, ուր գնում ենք, մեզ հետ վերցնել:

Այս նախագծի DXF ֆայլերը կարող եք ներբեռնել ներքևի ֆայլերից

Քայլ 5: Ամբողջական բաղադրիչներ

Այժմ եկեք վերանայենք այն անհրաժեշտ բաղադրիչները, որոնք մեզ անհրաժեշտ են այս նախագծի համար, այնպես որ, ինչպես ասացի, ես օգտագործում եմ Arduino MEGA2560 ՝ ամբողջ համակարգը գործարկելու համար:

Այսպիսի նախագծեր ստեղծելու համար մեզ անհրաժեշտ են.

• PCB- ն, որը մենք պատվիրել ենք JLCPCB- ից.
• Մեկ Arduino Mega2560
• NEMA17 սլաքային շարժիչ
• Երկու DC շարժիչ
• Մեկ servo շարժիչ
• Մեկ LCD էկրան
• Մեկ 7 հատվածի ցուցադրում ՝
• Ութ կարմիր լուսադիոդ ՝
• Երկու RGB LED ՝
• Մեկ ազդանշան
• Ութ անջատիչ բար
• Երկու ջոյսթիք DHT-11 տվիչ
• Գազի տվիչ
• Bluetooth մոդուլ
• MCP23017 ինտեգրալ միացում
• A4988 ստեպեր վարորդ
• L293D շարժիչի վարորդ
• Որոշ SIL վերնագրի միակցիչներ
• Պտուտակային վերնագրի որոշ միակցիչներ
• Ապահովիչ
• Որոշ դիմադրիչներ և կոնդենսատորներ
• Ուսումնական հարթակի տուփ
• Որոշ պտուտակ հավաքման համար

Քայլ 6: oldոդում և հավաքում

Այժմ մենք անցնում ենք էլեկտրոնային հավաքմանը և բոլոր բաղադրիչները կպցնում ենք PCB- ին: մետաքսի վերին շերտի վրա կգտնեք յուրաքանչյուր բաղադրիչի պիտակ, որը ցույց է տալիս դրա տեղադրումը տախտակի վրա և այս կերպ 100% -ով վստահ կլինեք, որ զոդման սխալներ չեք անի:

Այժմ մենք ուղղակիորեն անցնում ենք տուփի հավաքմանը, դա այնքան պարզ է, քանի որ մենք նախագծում ստեղծել ենք պտուտակների տեղադրումը, այն ամենը, ինչ մեզ անհրաժեշտ է անել, հավաքման առաջին քայլում PCB- ն պտուտակել տուփի ներքևի մասում:

Այնուհետև մենք շարժիչները պտտում ենք յուրաքանչյուրը տուփի վերևի մասում տեղադրելու համար: Վերջին, բայց ոչ պակաս, մենք շարժիչները միացնում ենք նրանց PCB- ի պտուտակավոր վերնագրերով: Եվ վերջապես մենք ավարտում ենք տուփի մյուս կողմերը պտուտակելը:

Քայլ 7: Թեստ (աշխատեց): D

Այժմ մենք ամեն ինչ պատրաստ ենք այս հարթակով խաղալու համար, և ես որոշեցի մի քանի կոդեր ստուգել, ինչպիսիք են ՝ 7 հատվածի ցուցադրման արժեքը բարձրացնելը և պտտվող շարժիչը շրջելը, LCD- ն նույնպես լավ է աշխատում, այնպես որ կարող եք ցուցադրվող հաղորդագրությունը տեսնել նաև LCD էկրանին:.

Ինչպես տեսնում եք, տղաները պատրաստում են այս զարմանահրաշ նախագիծը այնքան ձեռնտու է, և այս հրահանգի քայլերին հետևելը հեշտացնում է ձեզանից յուրաքանչյուրի փորձը:

Առաջիկա հրահանգներում ես ձեզ ցույց կտամ յուրաքանչյուր բաղադրիչի ծրագրավորման մասը և ինչպես վերահսկել այս բոլոր բաղադրիչները ՝ օգտագործելով Arduino տախտակը:

Ինչպես միշտ, կարող եք գրել ձեր առաջարկները, եթե ունեք որևէ այլ գաղափար այս նախագիծը բարելավելու և մեզ հետ կիսվելու ձեր սեփական ուսումնական հարթակներով:

Մի վերջին բան ՝ համոզվեք, որ ամեն օր զբաղվում եք էլեկտրոնիկայով

MEGA DAS- ից BEE MB էր, տես հաջորդ անգամ