Учебная платформа Arduino

Необходимые инструменты и машины

Паяльник (универсальный)

Об этом проекте

О проекте:MEGA Development of Automated System - это свободное сообщество, ответственное за создание электронных проектов и автоматизированных систем, стоящее в области робототехники, которая является питательной средой для творчества и ... Подробнее о MegaDAS »

Привет, ребята, как дела, вот снова новый учебник и новый специальный проект, и на этот раз я выбрал действительно необходимый проект для всех производителей электроники , сегодняшний проект посвящен созданию собственной обучающей платформы Arduino , это пошаговое руководство станет лучшим руководством для вас, ребята, чтобы попробовать этот проект, и наверняка вам понадобятся некоторые базовые знания в области электроники, но не думайте дважды, чтобы попробовать его, потому что это потрясающе.

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 работу с электроникой, и частый вопрос касается Везение 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 зря потраченное время на подключение компонентов к макетной плате каждый раз, когда я пытаюсь протестировать свои коды, но вместо этого, имея эту готовую платформу, жизнь станет проще.

Этот проект очень удобен сделать специально после получения заказной печатной платы, которую мы заказали у JLCPCB, чтобы улучшить внешний вид нашей платформы, а также в этом руководстве содержится достаточно документов и кодов, которые позволят вам 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 руководства:

• Выбор правильных компонентов в зависимости от вашей платформы
• Создание схемы для соединения всех выбранных компонентов
• Соберите все части проекта.
• Начните свой первый код на этой платформе

Добавить TipAsk QuestionCommentDownload

Шаг 1. Подробная информация о тренировочной скамье

Идея настолько проста; Я выбираю некоторые базовые электронные компоненты, такие как дисплеи, светодиоды, датчики, контроллеры и различные типы исполнительных механизмов, 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 плата для разработки настолько удобна в использовании и мощная электронная плата благодаря микроконтроллеру AVR, что вы можете получить более подробную информацию об этом микроконтроллере по этой ссылке.

Отображает

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.

Элементы 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 использовать 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.

Добавить TipAsk QuestionCommentDownload

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 ссылки на основную плату, 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 загрузить эту принципиальную схему в формате PDF из файла, расположенного ниже.

Вложения

Учебная платформа Arduino_ электрическая схема.pdf Скачать

Шаг 3:Изготовление печатной платы (производится 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 проект 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 производстве быстрых прототипов печатных плат и мелкосерийном производстве печатных плат. Обладая более чем 10-летним опытом в производстве 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 фотографиях 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.

Вложения

Gerber_Arduino test Bench_20180617112038.zip Скачать

Шаг 4:проектирование коробки платформы (САПР)

Прежде чем приступить к пайке электронных компонентов, я покажу вам коробку, которую я разработал с помощью solidworks . программное обеспечение, которое позволяет мне создавать файлы DXF и загружать их в станок для лазерной резки с ЧПУ, чтобы изготовить спроектированную коробку; мы использовали древесину 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

Вложения

Учебная платформа Arduino_ BOX DXF files.rar Скачать

Добавить TipAsk QuestionCommentDownload

Шаг 5:Готовые ингредиенты

Теперь давайте рассмотрим компоненты, необходимые для этого проекта. 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 https://amzn.to/2re3XFh
• Шаговый двигатель NEMA17 https://amzn.to/2U13fbw
• Два двигателя постоянного тока https://amzn.to/2PeXHqE
• Один серводвигатель https://amzn.to/2PeXHqE
• Один ЖК-дисплей https://amzn.to/2PeXHqE
• Один 7-сегментный дисплей https://amzn.to/2PeXHqE
• Восемь красных светодиодов https://amzn.to/2PeXHqE
• Два светодиода RGB https://amzn.to/2PeXHqE
• Один зуммер https://amzn.to/2PeXHqE
• Восемь переключателей https://amzn.to/2PeXHqE
• Два джойстика, датчик DHT-11 https://amzn.to/2PeXHqE
• Датчик газа https://amzn.to/2PeXHqE
• Модуль Bluetooth https://amzn.to/2PeXHqE
• Микросхема MCP23017
• Драйвер шагового двигателя A4988
• Драйвер двигателя L293D
• Некоторые соединители заголовков SIL.
• Некоторые винтовые соединители.
• предохранитель
• Некоторые резисторы и конденсаторы.
• Тренировочная платформа.
• 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, указывающую его размещение 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.

Добавить TipAsk QuestionCommentDownload

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 видите, создание этого удивительного проекта очень удобно, и, следуя инструкциям, приведенным в этой инструкции, любой из вас, ребята, легко его попробует.

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, посмотрим в следующий раз