Промышленное производство
Промышленный Интернет вещей | Промышленные материалы | Техническое обслуживание и ремонт оборудования | Промышленное программирование |
home  MfgRobots >> Промышленное производство >  >> Manufacturing Technology >> Производственный процесс

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Компоненты и материалы

Arduino Mega 2560 1
LCD-дисплей 20x4 (I2C) 1
7-сегментный дисплей 4 цифры (Serial, красный) 1
Шаговый двигатель NEMA 17 1
Сервопривод SG90 1
DC-мотор 12V 2
DHT11 (температура и влажность, 4 пина) 1
Газовый датчик MQ2 (Grove) 1
RGB-светодиод (общий катод) 2
Джойстик (двухосевой с кнопкой) 2
Зуммер 1
Печатная плата (JLCPCB, кастомная) 1

Инструменты

Паяльник

О проекте

MEGA Development of Automated System — сообщество, создающее электронные проекты и автоматизированные системы в области робототехники.

Привет! Новый урок и специальный проект: создание собственной обучающей платформы Arduino. Это лучшее руководство для практики — базовые знания электроники нужны, но не бойтесь пробовать, проект удивительный.

Долгое время я администрировал Facebook-группу по Arduino и видел частые вопросы: «Какой лучший набор для практики?», «Где купить?», «В моей стране нет дистрибьюторов». Проблема очевидна, и как мейкер я решил создать это руководство. Платформа сэкономит время на монтаже на макетке — всё уже собрано и готово к работе.

Проект удобен благодаря кастомной PCB от JLCPCB, улучшающей внешний вид и монтаж. В руководстве достаточно документации и кода для самостоятельного повторения.

Сделано за 5 дней: 2 дня — проектирование PCB, 3 дня — сборка и тестирование.

Что вы узнаете:

Шаг 1: Детали обучающего стенда

Идея проста: выбрать базовые компоненты (дисплеи, светодиоды, датчики, контроллеры, исполнительные механизмы), соединить их через PCB — получится «подключил и работай».

Особенности платформы

Arduino MEGA2560

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Сердце платформы — Arduino Mega 2560. Мощная плата на AVR, связывает все компоненты: от датчиков и управления к индикаторам и актуаторам. Подробнее о микроконтроллере.

Дисплеи

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

LCD 20x4 на I²C для вывода сообщений и 7-сегментный 4-разрядный дисплей — обязателен для новичков.

Управление

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

8-позиционный переключатель (DIP) для управления индикаторами + два двухосевых джойстика с кнопками. Аналоговый выход джойстиков позволяет управлять скоростью и направлением моторов.

Индикаторы

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

8 красных светодиодов, 2 RGB-светодиода, зуммер — для интерактивности.

Датчики

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

DHT11 (температура/влажность) и MQ-2 (газ, аналоговый выход) — популярные сенсоры для обучения.

Исполнительные механизмы

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Все типы моторов: шаговый NEMA 17 (точность и момент), сервопривод, два DC-мотора.

Связь

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Bluetooth-модуль HC-06 для тестирования Android-приложений.

Драйверы и ИС

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

MCP23017 — расширитель портов для светодиодов, L293D — H-мост для DC-моторов, A4988 — драйвер шагового двигателя.

Шаг 2: Схемотехника

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Схема — главный документ проекта. Показывает соединения каждого компонента с Arduino Mega 2560, определяет входы/выходы, облегчает старт программирования.

Вложение: Arduino training platform_ circuit diagram.pdf

Шаг 3: Изготовление PCB (JLCPCB)

Для сборки нужна PCB. Схема преобразована в топологию и отправлена на производство.

О JLCPCB

Крупнейший прототипный завод PCB в Китае. 10+ лет опыта, 200 000+ клиентов, 8000+ заказов в день. Годовая мощность 200 000 кв.м. Качество, скорость, низкая цена.

Наш заказ

Сравнил цены — выбрал JLCPCB. Загрузил гербер-файлы, задал параметры (толщина, цвет, количество), заплатил $2, получил платы за 5 дней.

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Платы качественные, шелкография с логотипами и обозначениями облегчает пайку.

Гербер-файлы: Gerber_Arduino test Bench_20180617112038.zip

Шаг 4: Корпус (CAD, SolidWorks)

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Корпус спроектирован в SolidWorks, DXF-файлы отправлены на лазерную резку из 5-мм МДФ. Надписи и разметка делают удобным перенос и использование.

DXF-файлы: Arduino training platform_ BOX DXF files.rar

Шаг 5: Полный список компонентов

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Шаг 6: Пайка и сборка

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB
Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

На шелкографии подписи каждого компонента — исключены ошибки. Сборка корпуса: прикручиваем PCB к дну, моторы к верху, подключаем к клеммам, замыкаем боковины.

Шаг 7: Тест (успех!) :D

Учебный стенд Arduino Mega 2560: сенсоры, моторы, дисплеи и собственная PCB

Платформа работает: 7-сегментный счётчик, шаговый двигатель, LCD. В следующих уроках — программирование каждого модуля.

Пишите предложения по улучшению, делитесь своими стендами. Занимайтесь электроникой каждый день!

— BEE MB, MEGA DAS

Производственный процесс

  1. Сборка домашней машины для написания домашних заданий (плоттер-писатель)
  2. Профессиональное руководство по анимации битмапов на TFT-экране ILI9341 2.4" с Visuino
  3. Создание классической игры Pong на Arduino UNO с OLED-дисплеем: пошаговый урок
  4. Android-управляемая робот-платформа на Raspberry Pi и Motor Shield
  5. Робот-ускользатор на сервоприводе: сборка на Arduino и HC-SR04
  6. Автономный линий-следующий робот на Arduino UNO
  7. Интерактивный HMI-проект на Nextion с Arduino Mega и датчиками
  8. Вывод данных BME280 (температура, влажность, давление) на сенсорный экран Nextion
  9. Точное управление сервоприводом через MPU6050 (Arduino, SG90, MG996R)
  10. Набор для создания робота с умной внутренней навигацией на базе Arduino