PLATAFORMA D'ENTRENAMENT ARDUINO: 7 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Hola, què passa aquí, hi ha de nou un nou tutorial i un nou projecte especial, i aquesta vegada he recollit un projecte realment necessari per a tots els fabricants d’electrònica, el projecte d’avui tracta de com crear la vostra pròpia plataforma de formació Arduino, pas a pas El tutorial serà la millor guia per provar aquest projecte i, de ben segur, hi ha alguns coneixements electrònics bàsics necessaris, però no us ho penseu dues vegades, ja que és increïble.

Des de fa força temps administro un grup de Facebook d’Arduino i he vist moltes vegades que la gent es preguntava sobre quin és el millor kit d’Arduino per practicar i d’on obtenir la millor oferta per començar l’electrònica i una pregunta freqüent és sobre la sort dels distribuïdors de kit Arduino en alguns països, així que és evident que hi ha un problema que requereix la nostra intervenció i, com a fabricant, vaig decidir iniciar aquest tutorial sobre com crear la vostra pròpia plataforma de formació Arduino especialment perquè aquest projecte m’ajudarà a evitar el temps perdut que dedico a connectar els components a la taula de revisió cada vegada que intento provar els meus codis, però en lloc de tenir aquesta plataforma a punt, la vida serà més fàcil.

Aquest projecte és tan útil per fer-ho especialment després d’aconseguir el PCB personalitzat que hem encarregat a JLCPCB per millorar l’aspecte de la nostra plataforma. A més, hi ha prou documents i codis en aquesta guia que us permetran crear fàcilment el vostre propi banc d’entrenament.

Hem fet aquest projecte en només 5 dies, només dos dies per acabar el disseny del maquinari per a la fabricació de PCB i tres dies per acabar el muntatge de la plataforma i provar-lo també.

Què aprendreu d’aquest tutorial:

1. Selecció dels components adequats en funció de la vostra plataforma
2. Realització del circuit per connectar tots els components escollits
3. Muntar totes les parts del projecte
4. Comenceu el vostre primer codi amb aquesta plataforma

Pas 1: detalls sobre el banc d'entrenament

La idea és tan senzilla; Trio alguns components electrònics bàsics com a pantalles, LEDs, sensors, controladors i diferents tipus d’actuadors i els connecto a través d’un PCB i el mantinc muntat i preparat per a l’acció tot el temps, una mena de mètode plug and play.

Funcions de la nostra plataforma

Arduino MEGA2560

El component principal d’aquesta plataforma serà un Arduino mega2560, que serà el cor del nostre banc d’entrenament, ja que és l’enllaç de tots els components utilitzats, mantenint els senyals en moviment des de sensors i controls fins als indicadors i actuadors. Aquesta placa de desenvolupament és molt útil i potent, ja que té un microcontrolador AVR que permet obtenir més detalls sobre aquest microcontrolador a través d’aquest enllaç.

Pantalles

He utilitzat algunes pantalles com una pantalla LCD de 20x4 basada en el protocol de comunicació I²C per tal de mostrar alguns missatges i ajustar els caràcters que es mostren en aquesta pantalla i també estem inserint una pantalla de 7 dígits de 4 segments ja que és realment necessària perquè el principiant l’aprengui com funciona aquesta pantalla.

Controls

Sobre les entrades de la nostra plataforma tenim una barra de 8 commutadors per poder controlar alguns indicadors mitjançant aquests commutadors sense oblidar els dos joysticks de doble eix que tenen control de doble eix i un polsador, mitjançant aquests joysticks podem controlar per exemple la velocitat i la direcció d’un motor ja que té un senyal de sortida analògica que canvia respecte a la posició dels eixos del joystick.

Indicadors

Parlant dels indicadors, he inclòs 8 LED vermells i dos LED RGB i també hi tenim un brunzidor que fa que jugar amb aquesta plataforma sigui més divertit.

Sensors

No podem crear una plataforma d’entrenament per a principiants sense codificar sense que hi hagi cap sensor. És per això que he escollit alguns sensors d’ús freqüent com el sensor DHT-11 per a la temperatura i la humitat i el sensor de detecció de gas MQ-2 que també té i senyal de sortida analògica relacionada amb la intensitat de gas mesurada.

Actuadors

Per als actuadors, vaig decidir inserir tot tipus de motors per això he col·locat un motor pas a pas Nema17 i estic segur que tots necessiteu aquest tipus de motors per la seva precisió i parell elevat, també ho som mitjançant un servomotor i dos motors de corrent continu.

Connectivitat

Per a la connectivitat de la nostra plataforma, he inclòs un mòdul Bluetooth HC-06 per si voleu provar una aplicació per a Android instal·lada al vostre telèfon intel·ligent, de manera que us serà molt més fàcil.

Circuits integrats i controladors

Segur que hi ha alguns controladors de circuits integrats necessaris per controlar aquests components, com l’MCP23017 per accionar els LEDs i el pont H L293D per controlar la velocitat i la direcció dels motors CC, també estic fent servir el controlador de motor pas a pas A4988.

Pas 2: Esquema del projecte

Tots els projectes electrònics necessiten un diagrama de circuits per donar una connexió comprensible entre tots els seus conjunts, per això sempre fem que aquesta part sigui molt important perquè aquest és el document principal de tot el projecte que fem.

Com es mostra a la imatge superior, donem a cada component la connexió i els enllaços adequats a la placa principal que és l’Arduino MEGA2560, això és molt important per saber quin tipus de connexió s’hauria d’establir des dels sensors a la placa i des de la placa a la actuador. el diagrama del circuit podria identificar també la llista d’entrada i sortida de la nostra plataforma d’entrenament, d’aquesta manera serà més fàcil per al principiant començar a programar sense perdre molt de temps a cercar què ha de ser una entrada i què ha de ser una sortida.

També podeu descarregar la versió PDF d’aquest diagrama de circuits des del fitxer següent.

Pas 3: fabricació de PCB (produït per JLCPCB)

Per muntar totes les parts esmentades necessitem un PCB per establir la connexió adequada des de la placa Arduino als indicadors i als sensors. Per tant, he creat aquest diagrama de circuits i, després de fer la connexió adequada per a cada component, he transformat aquest esquema en un disseny de PCB per produir-lo

Quant a JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) és l’empresa més gran de prototips de PCB a la Xina i un fabricant d’alta tecnologia especialitzat en prototips de PCB ràpids i producció de PCB de lots petits. Amb més de 10 anys d’experiència en la fabricació de PCB, JLCPCB té més de 200.000 clients a casa i a l’estranger, amb més de 8.000 comandes en línia de prototipatge de PCB i producció de PCB de petites quantitats al dia. La capacitat de producció anual és de 200.000 m². per a diversos PCB d’1 capa, 2 capes o multicapa. JLC és un fabricant professional de PCB que presenta equips de gran escala, bé, una gestió estricta i una qualitat superior.

Tornem al nostre projecte

Per tal de produir el PCB adequat, he comparat el preu de molts productors de PCB i he triat JLCPCB els millors proveïdors de PCB i els proveïdors de PCB més barats per demanar aquest circuit. Tot el que he de fer és fer uns clics senzills per penjar el fitxer gerber i establir alguns paràmetres com el color i la quantitat de gruix del PCB, i només he pagat 2 dòlars per obtenir el meu PCB només al cap de cinc dies.

Com mostra la imatge de l'esquema relacionat, he utilitzat un Arduino MEGA2560 per controlar tot el sistema. També he dissenyat els logotips i la col·locació dels components a la placa per facilitar la soldadura a qualsevol iniciador de l'electrònica. Com podeu veure a les imatges anteriors, el PCB està molt ben fabricat i tinc el mateix disseny de PCB que hem fet i totes les etiquetes i logotips hi són per guiar-me durant els passos de soldadura. També podeu descarregar el fitxer Gerber d’aquest circuit des del fitxer que apareix a continuació en cas que vulgueu fer una comanda pel mateix disseny del circuit.

Pas 4: disseny de caixes de plataforma (CAD)

Abans de començar a soldar els components electrònics, us mostraré aquesta caixa que vaig dissenyar amb el programari solidworks que em permet generar fitxers DXF per carregar-los en una màquina de tall per làser CNC per tal de produir la caixa dissenyada; hem utilitzat un material de fusta MDF de 5 mm per crear aquesta caixa que aportarà una millor aparença al nostre projecte, especialment amb les seves etiquetes i títols, i ens serà més fàcil portar aquesta plataforma d’entrenament a tot arreu on anem.

Podeu descarregar els fitxers DXF per a aquest projecte des dels fitxers següents

Pas 5: Completeu els ingredients

Ara revisem els components necessaris per a aquest projecte, de manera que, com he dit, estic fent servir un Arduino MEGA2560 per executar tot el sistema.

Per crear aquest tipus de projectes necessitarem:

• El PCB que hem encarregat a JLCPCB:
• Un Arduino Mega2560
• Un motor pas a pas NEMA17
• Dos motors de corrent continu
• Un servomotor
• Una pantalla LCD
• Una pantalla de 7 segments
• Vuit LED vermells
• Dos LED RGB
• Un buzzer
• Barra de commutador de vuit
• Dos joysticks DHT-11 sensor
• Sensor de gas
• Mòdul Bluetooth
• Circuit integrat MCP23017
• Controlador pas a pas A4988
• Controlador de motor L293D
• Alguns connectors de capçalera SIL
• Alguns connectors de capçal de cargol
• Un fusible
• Algunes resistències i condensadors
• La caixa de la plataforma d’entrenament
• Alguns cargols per al muntatge

Pas 6: Soldadura i muntatge

Passem ara al muntatge electrònic i soldem tots els components al PCB. trobareu a la capa superior de seda una etiqueta de cada component que indica la seva col·locació al tauler i d’aquesta manera estareu 100% segur que no cometreu cap error de soldadura.

Ara passem directament al conjunt de la caixa, és tan senzill, ja que hem creat la posició del cargol al disseny, tot el que hem de fer és cargolar el PCB al costat inferior de la caixa al primer pas del muntatge.

A continuació, cargolem els motors cadascun a la seva posició a la part superior de la caixa. Per últim, però no menys important, connectem els motors a ells capçals de cargol de la PCB. I finalment acabem de cargolar els altres costats de la caixa.

Pas 7: prova (ha funcionat): D

Ara ja ho tenim tot a punt per començar a jugar amb aquesta plataforma i vaig decidir provar alguns codis com augmentar el valor de visualització de 7 segments i girar el motor pas a pas, la pantalla LCD també funciona bé perquè pugueu veure també el missatge que es mostra a la pantalla LCD.

Com veieu els nois que fan aquest increïble projecte és molt útil i seguir els passos d’aquest instructiu facilita que qualsevol de vosaltres el pugui provar.

En els propers instructables us mostraré la part de programació de cada component i com controlar tots aquests components mitjançant la placa Arduino.

Com és habitual, podeu escriure els vostres suggeriments si teniu alguna altra idea per millorar aquest projecte i compartir amb nosaltres les vostres pròpies plataformes de formació.

Una última cosa: assegureu-vos que feu electrònica cada dia

Va ser BEE MB de MEGA DAS see la propera vegada