پلاتفرم آموزش ARDUINO: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

سلام بچه ها اینجا دوباره یک آموزش جدید و یک پروژه ویژه جدید است ، و این بار من یک پروژه واقعی مورد نیاز برای همه سازندگان لوازم الکترونیکی را انتخاب کرده ام ، پروژه امروز در مورد چگونگی ایجاد پلت فرم آموزشی Arduino خود است ، این مرحله به مرحله است این آموزش بهترین راهنمای شما برای امتحان این پروژه خواهد بود و مطمئناً دانش الکترونیکی اساسی مورد نیاز است ، اما دوبار فکر نکنید که آن را امتحان کنید زیرا این یک روش شگفت انگیز است.

از مدتی است که من یک گروه Arduino در فیس بوک را اداره می کنم و بارها دیده ام که مردم می پرسند بهترین کیت Arduino برای تمرین چیست و از کجا می توان بهترین معامله را برای راه اندازی لوازم الکترونیکی دریافت کرد و یک سوال مکرر در مورد خوش شانس توزیع کنندگان کیت آردوینو در برخی از کشورها ، بنابراین بدیهی است که مشکلی وجود دارد که نیاز به مداخله ما دارد و به عنوان سازنده تصمیم گرفتم این آموزش را در مورد نحوه ایجاد پلت فرم آموزشی خود به ویژه آردوینو آغاز کنم ، زیرا این پروژه به من کمک می کند تا از این کار اجتناب کنم زمان هدر رفته ای که برای سیم کشی اجزا به تخته نان صرف می کنم هر بار که سعی می کنم کدهای خود را آزمایش کنم ، اما در عوض از طریق آماده سازی این پلت فرم ، زندگی آسان تر می شود.

این پروژه به خصوص پس از تهیه PCB سفارشی بسیار مفید است که ما از JLCPCB سفارش داده ایم تا ظاهر پلت فرم ما را بهبود بخشد و همچنین اسناد و کدهای کافی در این راهنما وجود دارد که به شما امکان می دهد نیمکت آموزشی خود را به راحتی ایجاد کنید.

ما این پروژه را تنها در 5 روز ، فقط دو روز برای به پایان رساندن طراحی سخت افزار برای ساخت PCB و سه روز برای به پایان رساندن مونتاژ پلت فرم و آزمایش آن نیز انجام داده ایم.

آنچه از این آموزش خواهید آموخت:

1. بسته به بستر خود ، اجزای مناسب را انتخاب کنید
2. ایجاد مدار برای اتصال همه اجزای انتخاب شده
3. تمام قطعات پروژه را جمع آوری کنید
4. اولین کد خود را با این پلت فرم شروع کنید

مرحله 1: جزئیات در مورد نیمکت آموزشی

ایده خیلی ساده است ؛ من برخی از اجزای الکترونیکی اساسی مانند نمایشگرها ، LED ها ، حسگرها ، کنترل کننده ها و انواع مختلف محرک ها را انتخاب می کنم و آنها را از طریق PCB به هم متصل می کنم و آن را همیشه مونتاژ کرده و آماده عمل می کنم ، نوعی روش plug and play.

ویژگی های پلت فرم ما

آردوینو MEGA2560

م componentلفه اصلی این پلت فرم Arduino mega2560 خواهد بود که قلب نیمکت آموزشی ما خواهد بود زیرا پیوند دهنده تمام اجزای مورد استفاده است و سیگنال ها را از حسگرها و کنترل ها به نشانگرها و محرک ها منتقل می کند. این برد توسعه به دلیل استفاده از میکروکنترلر AVR بسیار مفید برای استفاده و برد الکترونیکی قدرتمند است ، می توانید از طریق این پیوند جزئیات بیشتری در مورد این میکروکنترلر دریافت کنید.

نمایش می دهد

من از برخی از نمایشگرها مانند یک صفحه نمایش LCD 20x4 بر اساس پروتکل ارتباطی I²C برای نمایش برخی پیام ها و تنظیم ویژگی های نمایش داده شده در این صفحه استفاده کرده ام و همچنین یک صفحه نمایش 7 رقمی 4 رقمی را وارد می کنیم ، زیرا برای یادگیری مبتدیان واقعاً لازم است نحوه عملکرد این صفحه نمایش

کنترل ها

در مورد ورودی های پلتفرم ما یک نوار 8 سوئیچ داریم ، بنابراین می توان برخی از شاخص ها را با استفاده از این سوئیچ ها بدون فراموش کردن جوی استیک های دو محوره که دارای کنترل دو محوره و یک دکمه فشار است ، کنترل کرد ، با استفاده از این جوی استیک ها می توانیم به عنوان مثال سرعت و جهت را کنترل کنیم موتور دارای سیگنال خروجی آنالوگ است که در مورد موقعیت محورهای جوی استیک تغییر می کند.

شاخص ها

در مورد شاخص ها صحبت می کنم ، من 8 LED قرمز و دو LED RGB را اضافه کرده ام و همچنین یک زنگ در آنجا داریم که بازی با این پلتفرم را بامزه تر می کند.

سنسورها

ما نمی توانیم یک پلت فرم آموزشی مبتدی برای کد نویسی بدون استفاده از برخی سنسورها ایجاد کنیم ، به همین دلیل است که من برخی از سنسورهای متداول مانند سنسور DHT-11 را برای دما و رطوبت و سنسور تشخیص گاز MQ-2 که دارای و سیگنال خروجی آنالوگ مربوط به شدت گاز اندازه گیری شده

محرک ها

برای محرک ها ، تصمیم گرفتم انواع موتورها را وارد کنم ، به همین دلیل استپ موتور Nema17 را قرار داده ام و مطمئن هستم که همه شما به دلیل دقت و گشتاور بالا به این نوع موتورها نیاز دارید ، ما نیز با استفاده از موتور سروو و دو موتور DC

قابلیت اتصال

برای اتصال پلتفرم ما ، ماژول بلوتوث HC-06 را در صورت تمایل به تست برنامه اندرویدی نصب شده بر روی تلفن هوشمند خود قرار داده ام ، بنابراین این کار برای شما بسیار آسان تر خواهد بود.

IC ها و درایورها

مطمئناً برخی از درایورهای مدار مجتمع برای کنترل این اجزا مانند MCP23017 برای هدایت LED ها و L293D H-bridge برای کنترل سرعت و جهت موتورهای DC مورد نیاز است ، همچنین من از راننده پله ای A4988 استفاده می کنم.

مرحله 2: طرح کلی پروژه

همه پروژه های الکترونیکی برای ایجاد ارتباط قابل فهم بین تمام مجموعه های خود به یک نمودار مدار نیاز دارند ، به همین دلیل است که ما همیشه این بخش را بسیار مهم می کنیم زیرا این سند اصلی کل پروژه ای است که انجام می دهیم.

همانطور که در تصویر بالا نشان داده شده است ، ما به هر قطعه اتصال مناسب و پیوندهایی را به برد اصلی که Arduino MEGA2560 است ، می دهیم ، این بسیار مهم است که بدانید چه نوع ارتباطی باید از سنسورها به برد و از برد به صفحه برقرار شود. فعال کننده. نمودار مدار می تواند لیست ورودی و خروجی پلتفرم آموزشی ما را نیز مشخص کند ، بدین ترتیب برای مبتدیان راحت تر می توان برنامه نویسی را بدون اتلاف وقت طولانی برای جستجوی ورودی و خروجی ، آسان کرد.

همچنین می توانید نسخه PDF این نمودار مدار را از فایل زیر بارگیری کنید.

مرحله 3: ساخت PCB (تولید شده توسط JLCPCB)

به منظور مونتاژ تمام قطعات ذکر شده با هم ، ما به PCB نیاز داریم تا اتصال مناسب را از برد آردوینو به نشانگرها و حسگرها برقرار کند. بنابراین من این نمودار مدار را ایجاد کرده و پس از ایجاد اتصال مناسب برای هر جزء ، این طرحواره را برای تولید آن به یک طرح PCB تبدیل کرده ام

درباره JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.، Ltd.) ، بزرگترین شرکت نمونه اولیه PCB در چین و یک تولید کننده با تکنولوژی بالا است که متخصص در نمونه اولیه PCB و تولید PCB دسته ای کوچک است. با بیش از 10 سال تجربه در تولید PCB ، JLCPCB دارای بیش از 200،000 مشتری در داخل و خارج از کشور است ، با بیش از 8000 سفارش آنلاین از نمونه اولیه PCB و تولید مقدار کمی PCB در روز. ظرفیت تولید سالانه 200 ، 000 متر مربع است. برای انواع PCB های 1 لایه ، 2 لایه یا چند لایه. JLC یک تولید کننده حرفه ای PCB است که دارای مقیاس بزرگ ، تجهیزات خوب ، مدیریت دقیق و کیفیت برتر است.

بازگشت به پروژه ما

به منظور تولید PCB مناسب ، من قیمت بسیاری از تولید کنندگان PCB را مقایسه کرده و JLCPCB را بهترین تامین کنندگان PCB و ارزان ترین ارائه دهندگان PCB را برای سفارش این مدار انتخاب می کنم. تنها کاری که باید انجام دهم چند کلیک ساده برای بارگذاری فایل gerber و تنظیم پارامترهایی مانند رنگ و مقدار ضخامت PCB است ، سپس من فقط 2 دلار برای تهیه PCB خود پس از پنج روز پرداخت کرده ام.

همانطور که تصویر طرحواره مربوطه را نشان می دهد ، من از Arduino MEGA2560 برای کنترل کل سیستم استفاده کرده ام ، همچنین لوگوها و قرار دادن قطعات را روی تخته طراحی کرده ام تا لحیم کاری را برای هر مبتدی در ساخت لوازم الکترونیکی آسان تر کند. همانطور که در تصاویر بالا مشاهده می کنید PCB بسیار خوب ساخته شده است و من همان طرح PCB را که ساخته ایم دارم و همه برچسب ها و لوگوها برای راهنمایی من در مراحل لحیم کاری وجود دارد. همچنین می توانید فایل Gerber را برای این مدار از فایل زیر در صورت تمایل به سفارش طرح مشابه مدار ، بارگیری کنید.

مرحله 4: طراحی جعبه بستر (CAD)

قبل از شروع لحیم کاری قطعات الکترونیکی ، این جعبه را که با استفاده از نرم افزار solidworks طراحی کرده ام به شما نشان می دهم که به من امکان می دهد فایل های DXF ایجاد کنم تا آنها را در دستگاه برش لیزری CNC بارگذاری کنم تا جعبه طراحی شده تولید شود. ما از یک ماده 5 میلی متری چوب MDF برای ایجاد این جعبه استفاده کردیم که جلوه بهتری به پروژه ما می بخشد ، به ویژه با برچسب ها و عناوین آن و برای ما آسان تر خواهد بود که این پلت فرم آموزشی را هر کجا که می رویم با خود ببریم.

می توانید فایل های DXF این پروژه را از فایل های زیر بارگیری کنید

مرحله 5: مواد کامل

حالا بیایید اجزای ضروری مورد نیاز برای این پروژه را مرور کنیم ، بنابراین همانطور که گفتم ، من از Arduino MEGA2560 برای اجرای کل سیستم استفاده می کنم.

برای ایجاد چنین پروژه هایی به موارد زیر نیاز داریم:

• PCB که ما از JLCPCB سفارش داده ایم:
• One Arduino Mega2560
• یک موتور پله ای NEMA17
• دو موتور DC
• یک سروو موتور
• یک صفحه LCD
• یک صفحه نمایش 7 قسمتی
• هشت LED قرمز
• دو LED RGB
• یک زنگ
• هشت نوار سوئیچ
• دو جوی استیک حسگر DHT-11
• سنسور گاز
• ماژول بلوتوث
• مدار مجتمع MCP23017
• درایور استپر A4988
• درایور موتور L293D
• برخی از اتصالات هدر SIL
• برخی از اتصالات هدر پیچ
• یک فیوز
• برخی از مقاومت ها و خازن ها
• جعبه سکوی آموزشی
• مقداری پیچ برای مونتاژ

مرحله 6: لحیم کاری و مونتاژ

اکنون به مونتاژ الکترونیکی می رویم و همه قطعات را به PCB لحیم می کنیم. در لایه بالای ابریشم برچسبی از هر یک از قطعات را مشاهده خواهید کرد که نشان دهنده قرارگیری آن روی تخته است و به این ترتیب 100٪ مطمئن خواهید بود که هیچ گونه اشتباه در لحیم کاری انجام نخواهید داد.

اکنون ما مستقیماً به مونتاژ جعبه حرکت می کنیم ، از آنجا که محل پیچ را در طراحی ایجاد کرده ایم ، بسیار ساده است ، تنها کاری که ما باید انجام دهیم این است که در مرحله اول مونتاژ ، PCB را به سمت پایین جعبه پیچ کنیم.

سپس موتورها را هریک به محل قرارگیری آن در بالای جعبه پیچ می کنیم. آخرین و مهمترین نکته این است که ما موتورها را به آنها هدرهای پیچ روی PCB وصل می کنیم. و در نهایت پیچاندن دیگر طرف های جعبه را به پایان می رسانیم.

مرحله 7: آزمایش (کار کرد): D

در حال حاضر ما همه چیز را برای شروع بازی با این پلت فرم آماده کرده ایم و من تصمیم گرفتم برخی از کدها مانند افزایش مقدار نمایش 7 بخش و چرخاندن موتور پله ای را آزمایش کنم ، LCD نیز خوب کار می کند ، بنابراین می توانید پیام نمایش داده شده را روی صفحه LCD نیز مشاهده کنید به

همانطور که می بینید ساخت این پروژه شگفت انگیز بسیار مفید است و رعایت مراحل این دستورالعمل امتحان آن را برای هر یک از شما آسان می کند.

در برنامه های آموزشی آینده قسمت برنامه نویسی برای هر جزء و نحوه کنترل همه این اجزا با استفاده از برد Arduino را به شما نشان خواهم داد.

طبق معمول ، اگر ایده دیگری برای بهبود این پروژه دارید ، می توانید پیشنهادات خود را بنویسید و سیستم های آموزشی خود را با ما به اشتراک بگذارید.

نکته آخر ، مطمئن شوید که هر روز لوازم الکترونیکی انجام می دهید

BEE MB از MEGA DAS دفعه بعد بود