PIATTAFORMA DI ALLENAMENTO ARDUINO: 7 Passi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:03

Ehi, ragazzi, ecco di nuovo un nuovo tutorial e un nuovo progetto speciale, e questa volta ho raccolto un vero progetto necessario per tutti i produttori di elettronica, il progetto di oggi è su come creare la propria piattaforma di allenamento Arduino, questo passo dopo passo il tutorial sarà la migliore guida per voi ragazzi per provare questo progetto e sicuramente ci sono alcune conoscenze elettroniche di base richieste là fuori, ma non pensateci due volte a provarlo perché è fantastico.

Da un po' di tempo amministro un gruppo Facebook Arduino e ho visto molte volte che le persone chiedevano quale fosse il miglior kit Arduino per esercitarsi e da dove trovare l'offerta migliore per iniziare l'elettronica e una domanda frequente riguarda la fortuna dei distributori di kit Arduino in alcuni paesi, quindi ovviamente c'è un problema là fuori che richiede il nostro intervento e come produttore ho deciso di iniziare questo tutorial su come creare la tua piattaforma di allenamento Arduino appositamente perché questo progetto mi aiuterà a evitare il tempo sprecato che passo a collegare i componenti alla breadboard ogni volta che provo a testare i miei codici, ma invece avendo questa piattaforma pronta all'uso, la vita sarà più facile.

Questo progetto è così utile da realizzare specialmente dopo aver ottenuto il PCB personalizzato che abbiamo ordinato da JLCPCB per migliorare l'aspetto della nostra piattaforma e inoltre ci sono abbastanza documenti e codici in questa guida per permetterti di creare facilmente il tuo banco di allenamento.

Abbiamo realizzato questo progetto in soli 5 giorni, solo due giorni per completare la progettazione hardware per la realizzazione del PCB e tre giorni per completare l'assemblaggio della piattaforma e testarlo.

Cosa imparerai da questo tutorial:

1. Selezione dei componenti giusti in base alla tua piattaforma
2. Realizzare il circuito per collegare tutti i componenti scelti
3. Assemblare tutte le parti del progetto
4. Inizia il tuo primo codice con questa piattaforma

Passaggio 1: dettagli sul banco di allenamento

L'idea è così semplice; Scelgo alcuni componenti elettronici di base come display, LED, sensori, controller e diversi tipi di attuatori e li collego insieme tramite un PCB e lo tengo sempre assemblato e pronto per l'azione, una sorta di metodo plug and play.

Caratteristiche della nostra piattaforma

Arduino MEGA2560

Il componente principale di questa piattaforma sarà un Arduino mega2560 che sarà il cuore del nostro banco di allenamento poiché è il linker di tutti i componenti utilizzati, mantenendo i segnali in movimento dai sensori e dai controlli agli indicatori e agli attuatori. Questa scheda di sviluppo è così comoda da usare e una potente scheda elettronica grazie al suo microcontrollore AVR, puoi ottenere maggiori dettagli su questo microcontrollore tramite questo link.

display

Ho usato alcuni display come un display LCD 20x4 basato sul protocollo di comunicazione I²C per visualizzare alcuni messaggi e regolare i caratteri visualizzati su questo schermo e inoltre stiamo inserendo un display a 7 segmenti a 4 cifre poiché è davvero necessario per l'apprendimento dei principianti come funziona questo display.

Controlli

Per quanto riguarda gli input della nostra piattaforma abbiamo una barra di 8 interruttori in modo che possiamo controllare alcuni indicatori usando questi interruttori senza dimenticare i due joystick a doppio asse che hanno il controllo a doppio asse e un pulsante, usando questi joystick possiamo controllare ad esempio la velocità e la direzione di un motore in quanto dispone di un segnale di uscita analogico che cambia rispetto alla posizione degli assi del joystick.

Indicatori

Parlando degli indicatori, ho incluso 8 LED rossi e due LED RGB e abbiamo anche un cicalino che rende più divertente giocare con questa piattaforma.

Sensori

Non possiamo creare una piattaforma di addestramento per principianti per la codifica senza coinvolgere alcuni sensori è per questo che ho scelto alcuni sensori usati di frequente come il sensore DHT-11 per la temperatura e l'umidità e il sensore di rilevamento del gas MQ-2 che ha anche e segnale di uscita analogico relativo all'intensità del gas misurata.

attuatori

Per gli attuatori ho deciso di inserire tutti i tipi di motori per questo ho inserito un motore passo-passo Nema17 e sono abbastanza sicuro che tutti voi ragazzi avrete bisogno di questo tipo di motori per la sua precisione e coppia elevata, siamo anche utilizzando un servomotore e due motori DC.

Connettività

Per la connettività della nostra piattaforma ho incluso un modulo Bluetooth HC-06 nel caso tu voglia testare un'app Android installata nel tuo smartphone così in questo modo sarà molto più semplice per te.

IC e driver

Di sicuro ci sono alcuni driver per circuiti integrati necessari per controllare questi componenti come l'MCP23017 per pilotare i LED e il ponte H L293D per controllare la velocità e la direzione dei motori CC, inoltre sto usando il driver del motore passo-passo A4988.

Fase 2: Schema del progetto

Tutto il progetto elettronico ha bisogno di uno schema elettrico per dare una connessione comprensibile tra tutti i suoi set, questo è il motivo per cui rendiamo sempre molto importante questa parte perché questo è il documento principale dell'intero progetto che facciamo.

Come mostrato nell'immagine sopra diamo ad ogni componente la connessione appropriata e i collegamenti alla scheda principale che è l'Arduino MEGA2560, questo è molto importante sapere che tipo di connessione dovrebbe essere stabilita dai sensori alla scheda e dalla scheda al attuatore. lo schema elettrico potrebbe identificare anche l'elenco di input e output della nostra piattaforma di formazione, in questo modo sarà più facile per i principianti iniziare a programmare senza perdere molto tempo a cercare quale dovrebbe essere un input e quale dovrebbe essere un output.

È inoltre possibile scaricare la versione PDF di questo schema elettrico dal file sottostante.

Passaggio 3: la realizzazione del PCB (prodotto da JLCPCB)

Per assemblare tutte le parti menzionate insieme abbiamo bisogno di un PCB per stabilire la giusta connessione dalla scheda Arduino agli indicatori e ai sensori. Quindi ho creato questo schema circuitale e dopo aver effettuato la connessione appropriata per ciascun componente ho trasformato questo schema in un progetto PCB per produrlo

Informazioni su JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), è la più grande impresa di prototipi di PCB in Cina e un produttore high-tech specializzato in prototipi rapidi di PCB e produzione di PCB in piccoli lotti. Con oltre 10 anni di esperienza nella produzione di PCB, JLCPCB ha più di 200.000 clienti in patria e all'estero, con oltre 8.000 ordini online di prototipazione PCB e produzione di PCB in piccole quantità al giorno. La capacità di produzione annuale è di 200, 000 sq.m. per vari PCB a 1 strato, 2 strati o multistrato. JLC è un produttore di PCB professionale caratterizzato da attrezzature su larga scala, ben, una gestione rigorosa e una qualità superiore.

Torna al nostro progetto

Per produrre il PCB appropriato, ho confrontato il prezzo di molti produttori di PCB e ho scelto JLCPCB i migliori fornitori di PCB e i fornitori di PCB più economici per ordinare questo circuito. Tutto quello che devo fare sono alcuni semplici clic per caricare il file gerber e impostare alcuni parametri come il colore e la quantità dello spessore del PCB, quindi ho pagato solo 2 dollari per ottenere il mio PCB dopo soli cinque giorni.

Come mostra l'immagine del relativo schema, ho usato un Arduino MEGA2560 per controllare l'intero sistema, inoltre ho progettato i loghi e il posizionamento dei componenti sulla scheda per rendere la saldatura più facile per qualsiasi principiante nella produzione di elettronica. Come puoi vedere nelle immagini sopra, il PCB è molto ben realizzato e ho lo stesso design del PCB che abbiamo realizzato e tutte le etichette e i loghi sono lì per guidarmi durante le fasi di saldatura. Puoi anche scaricare il file Gerber per questo circuito dal file in basso nel caso in cui desideri effettuare un ordine per lo stesso progetto di circuito.

Passaggio 4: progettazione della scatola della piattaforma (CAD)

Prima di iniziare a saldare i componenti elettronici, ti mostrerò questa scatola che ho progettato utilizzando il software solidworks che mi permette di generare un file DXF da caricare in una macchina di taglio laser CNC per produrre la scatola progettata; abbiamo utilizzato un materiale in legno MDF da 5 mm per creare questa scatola che aggiungerà un aspetto migliore al nostro progetto, in particolare con le sue etichette e titoli e sarà più facile per noi portare con noi questa piattaforma di formazione ovunque andiamo.

Puoi scaricare i file DXF per questo progetto dai file in basso

Passaggio 5: ingredienti completi

Ora esaminiamo i componenti necessari di cui abbiamo bisogno per questo progetto, quindi come ho detto, sto usando un Arduino MEGA2560 per eseguire l'intero sistema.

Per realizzare questo tipo di progetti avremo bisogno di:

• Il PCB che abbiamo ordinato da JLCPCB:
• Un Arduino Mega2560
• Un motore passo-passo NEMA17
• Due motori DC
• Un servomotore
• Un display LCD
• Un display a 7 segmenti
• Otto LED rossi
• Due LED RGB
• Un cicalino
• Otto switch bar
• Sensore DHT-11 a due joystick
• Sensore di gas
• Modulo Bluetooth
• Circuito integrato MCP23017
• A4988 driver passo-passo
• Driver del motore L293D
• Alcuni connettori di intestazione SIL
• Alcuni connettori con intestazione a vite
• Un fuso
• Alcuni resistori e condensatori
• La scatola della piattaforma di allenamento
• Qualche vite per il montaggio

Passaggio 6: saldatura e assemblaggio

Passiamo ora all'assemblaggio elettronico e saldiamo tutti i componenti al PCB. troverai sullo strato di seta superiore un'etichetta di ogni componente che ne indica il posizionamento sulla scheda e in questo modo sarai sicuro al 100% di non commettere errori di saldatura.

Ora passiamo direttamente all'assemblaggio della scatola, è così semplice poiché abbiamo creato il posizionamento delle viti nel design, tutto ciò che dobbiamo fare è avvitare il PCB sul lato inferiore della scatola nella prima fase dell'assemblaggio.

Quindi avvitiamo i motori ciascuno al suo posizionamento sul lato superiore della scatola. Ultimo ma non meno importante, colleghiamo i motori ai connettori a vite sul PCB. E infine finiamo di avvitare gli altri lati della scatola.

Passaggio 7: test (ha funzionato):D

Ora abbiamo tutto pronto per iniziare a giocare con questa piattaforma e ho deciso di testare alcuni codici come aumentare il valore del display a 7 segmenti e girare il motore passo-passo, anche l'LCD funziona bene quindi puoi vedere anche il messaggio visualizzato sullo schermo LCD.

Come vedete, i ragazzi che realizzano questo fantastico progetto sono così utili e seguire i passaggi di questo tutorial rende facile per chiunque di voi provarlo.

Ti mostrerò nelle prossime istruzioni la parte di programmazione per ciascun componente e come controllare tutti questi componenti utilizzando la scheda Arduino.

Come al solito puoi scrivere i tuoi suggerimenti se hai altre idee per migliorare questo progetto e condividere con noi le tue piattaforme di formazione.

Un'ultima cosa, assicurati di fare elettronica tutti i giorni

Era BEE MB di MEGA DAS, vedi la prossima volta