Arduino-Schulungsplattform

Notwendige Werkzeuge und Maschinen

Lötkolben (generisch)

Über dieses Projekt

Über:MEGA Development of Automated System ist eine kostenlose Community, die für die Erstellung elektronischer Projekte und automatisierter Systeme auf dem Gebiet der Robotertechnik verantwortlich ist, das ein Nährboden für Kreativität und... Mehr über MegaDAS »

Hey was ist los Leute hier ist wieder ein neues Tutorial und ein neues spezielles Projekt, und dieses Mal habe ich ein wirklich benötigtes Projekt für alle Elektronikhersteller abgeholt , das heutige Projekt befasst sich mit der Erstellung Ihrer eigenen Arduino-Trainingsplattform , dieses Schritt-für-Schritt-Tutorial wird die beste Anleitung für Sie sein, um dieses Projekt auszuprobieren, und es sind sicherlich einige grundlegende elektronische Kenntnisse erforderlich, aber denken Sie nicht zweimal darüber nach, es auszuprobieren, denn es ist erstaunlich.

Seit geraumer Zeit administriere ich eine Arduino-Facebook-Gruppe und ich habe oft gesehen, dass Leute gefragt haben, was das beste Arduino-Kit zum Üben ist und wo man das beste Angebot bekommt, um Elektronik zu starten Glück der Arduino-Kit-Distributoren in einigen Ländern, also gibt es offensichtlich ein Problem, das unser Eingreifen erfordert, und als Hersteller habe ich beschlossen, dieses Tutorial zum Erstellen Ihrer eigenen Arduino-Trainingsplattform zu starten, da dieses Projekt mir helfen wird, dies zu vermeiden verschwendete Zeit, die ich damit verbringe, die Komponenten jedes Mal mit dem Steckbrett zu verdrahten, wenn ich versuche, meine Codes zu testen, aber stattdessen wird das Leben durch diese einsatzbereite Plattform einfacher.

Dieses Projekt ist so praktisch speziell nach Erhalt der kundenspezifischen Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben, um das Erscheinungsbild unserer Plattform zu verbessern. Außerdem enthält dieses Handbuch genügend Dokumente und Codes, damit Sie ganz einfach Ihre eigene Trainingsbank erstellen können.

Wir haben dieses Projekt in nur 5 Tagen durchgeführt, nur zwei Tage, um das Hardware-Design für die PCB-Herstellung abzuschließen und drei Tage, um die Plattformmontage abzuschließen und auch zu testen.

Was Sie in diesem Tutorial lernen werden:

• Auswahl der richtigen Komponenten je nach Plattform
• Erstellen der Schaltung, um alle ausgewählten Komponenten zu verbinden
• Bauen Sie alle Projektteile zusammen
• Starte deinen ersten Code mit dieser Plattform

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Schritt 1:Details zur Trainingsbank

Die Idee ist so einfach; Ich wähle einige grundlegende elektronische Komponenten wie Displays, LEDs, Sensoren, Controller und verschiedene Arten von Aktoren aus und verbinde sie über eine Leiterplatte miteinander und halte sie die ganze Zeit zusammengebaut und einsatzbereit, eine Art Plug-and-Play-Methode.

Funktionen unserer Plattform

Arduino MEGA2560

Die Hauptkomponente dieser Plattform wird ein Arduino mega2560 sein, der das Herz unserer Trainingsbank sein wird, da er das Bindeglied aller verwendeten Komponenten ist und die Signale von Sensoren und Bedienelementen bis hin zu Anzeigen und Aktoren hält. Dieses Entwicklungsboard ist aufgrund seines AVR-Mikrocontrollers so handlich und leistungsstark, dass Sie über diesen Link weitere Informationen zu diesem Mikrocontroller erhalten.

Anzeigen

Ich habe einige Displays wie ein 20x4-LCD-Display verwendet, das auf dem I²C-Kommunikationsprotokoll basiert, um einige Nachrichten anzuzeigen und die angezeigten Zeichen auf diesem Bildschirm anzupassen, und wir fügen auch ein 7-Segment-4-stelliges Display ein, da es für Anfänger wirklich erforderlich ist, um zu lernen wie diese Anzeige funktioniert.

Steuerung

Über die Eingänge unserer Plattform verfügen wir über eine 8-Schalterleiste, mit der wir einige Anzeigen mit diesen Schaltern steuern können, ohne die zwei Doppelachsen-Joysticks zu vergessen, die eine Doppelachsensteuerung und einen Druckknopf haben. Mit diesen Joysticks können wir beispielsweise die Geschwindigkeit und die Richtung steuern eines Motors, da er ein analoges Ausgangssignal hat, das sich in Bezug auf die Position der Joystickachsen ändert.

Anzeigen

Apropos Anzeigen, ich habe 8 rote LEDs und zwei RGB-LEDs eingebaut und wir haben auch einen Summer, der das Spielen mit dieser Plattform lustiger macht.

Sensoren

Wir können keine Anfänger-Trainingsplattform für die Codierung erstellen, ohne einige Sensoren einzubeziehen. Aus diesem Grund habe ich einige häufig verwendete Sensoren gewählt, wie den DHT-11-Sensor für Temperatur und Luftfeuchtigkeit und den Gaswarnsensor MQ-2, der auch und analoges Ausgangssignal bezogen auf die gemessene Gasintensität.

Aktuatoren

Für die Aktuatoren habe ich mich entschieden, alle Arten von Motoren einzusetzen, deshalb habe ich einen Schrittmotor Nema17 platziert und ich bin mir ziemlich sicher, dass Sie alle diese Art von Motoren aufgrund ihrer Präzision und ihres hohen Drehmoments brauchen, wir sind es auch mit einem Servomotor und zwei Gleichstrommotoren.

Konnektivität

Für die Konnektivität unserer Plattform habe ich ein Bluetooth-Modul HC-06 beigefügt, falls Sie eine auf Ihrem Smartphone installierte Android-App testen möchten, damit es Ihnen auf diese Weise viel einfacher wird.

ICs und Treiber

Sicherlich werden einige integrierte Schaltungstreiber benötigt, um diese Komponenten zu steuern, wie den MCP23017 zum Ansteuern der LEDs und die L293D H-Brücke zur Steuerung der Geschwindigkeit und Richtung der Gleichstrommotoren. Außerdem verwende ich den Schrittmotortreiber A4988.

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Schritt 2:Projektschema

Jedes elektronische Projekt benötigt einen Schaltplan, um eine verständliche Verbindung zwischen all seinen Sets herzustellen. Aus diesem Grund machen wir diesen Teil immer sehr wichtig, da dies das Hauptdokument des gesamten von uns durchgeführten Projekts ist.

Wie im Bild oben gezeigt, geben wir jeder Komponente die entsprechende Verbindung und Links zum Mainboard, dem Arduino MEGA2560. Dies ist sehr wichtig, um zu wissen, welche Art von Verbindung von den Sensoren zum Board und vom Board zum Board hergestellt werden soll Aktor. der Schaltplan könnte auch die Liste der Ein- und Ausgänge unserer Trainingsplattform identifizieren, auf diese Weise wird es für Anfänger einfacher, mit der Programmierung zu beginnen, ohne lange Zeit zu verschwenden, um zu suchen, was ein Eingang und was ein Ausgang sein soll.

Sie können die PDF-Version dieses Schaltplans auch aus der folgenden Datei herunterladen.

Anhänge

Arduino-Trainingsplattform_Schaltplan.pdf Herunterladen

Schritt 3:Die PCB-Herstellung (hergestellt von JLCPCB)

Um alle genannten Teile zusammenbauen zu können, benötigen wir eine Platine, um die richtige Verbindung vom Arduino-Board zu den Anzeigen und Sensoren herzustellen. Also habe ich diesen Schaltplan erstellt und nachdem ich die entsprechende Verbindung für jede Komponente hergestellt habe, habe ich diesen Schaltplan in ein PCB-Design umgewandelt, um es zu produzieren.

Über JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.) ist das größte Unternehmen für Leiterplatten-Prototypen in China und ein High-Tech-Hersteller, der sich auf schnelle Leiterplatten-Prototyp- und Kleinserienfertigung von Leiterplatten spezialisiert hat. Mit über 10 Jahren Erfahrung in der PCB-Herstellung hat JLCPCB mehr als 200.000 Kunden im In- und Ausland mit über 8.000 Online-Bestellungen für PCB-Prototyping und PCB-Produktion in kleinen Stückzahlen pro Tag. Die jährliche Produktionskapazität beträgt 200.000 qm. für verschiedene 1-Layer-, 2-Layer- oder Multi-Layer-Leiterplatten. JLC ist ein professioneller PCB-Hersteller, der sich durch groß angelegte Brunnenausrüstung, strenges Management und überragende Qualität auszeichnet.

Zurück zu unserem Projekt

Um die passende Leiterplatte zu produzieren, habe ich die Preise vieler Leiterplattenhersteller verglichen und wähle JLCPCBdie besten Leiterplattenlieferanten und die günstigsten Leiterplattenanbieter aus, um diese Schaltung zu bestellen. Alles, was ich tun muss, sind ein paar einfache Klicks, um die Gerber-Datei hochzuladen und einige Parameter wie Farbe und Menge der Leiterplattendicke einzustellen. Dann habe ich nur 2 Dollar bezahlt, um meine Leiterplatte nach nur fünf Tagen zu erhalten.

Wie es das Bild des zugehörigen Schaltplans zeigt, habe ich einen Arduino MEGA2560 verwendet, um das gesamte System zu steuern. Außerdem habe ich die Logos und die Komponentenplatzierung auf der Platine entworfen, um jedem Anfänger in der Elektronikherstellung das Löten zu erleichtern. Wie Sie in den obigen Bildern sehen können, ist die Platine sehr gut verarbeitet und ich habe das gleiche PCB-Design wie wir und alle Etiketten und Logos sind da, um mich während der Lötschritte zu leiten.

Sie können die Gerber-Datei für diese Schaltung auch aus der Datei unten herunterladen, falls Sie eine Bestellung für das gleiche Schaltungsdesign aufgeben möchten.

Anhänge

Gerber_Arduino-Testbench_20180617112038.zip Herunterladen

Schritt 4:Platform Box Design (CAD)

Bevor ich mit dem Löten der elektronischen Komponenten beginne, zeige ich Ihnen diese Box, die ich mit solidworks entworfen habe Software, die es mir ermöglicht, DXF-Dateien zu generieren, um sie in eine CNC-Laserschneidmaschine hochzuladen, um die entworfene Box zu produzieren; Wir haben ein 5 mm MDF-Holzmaterial verwendet, um diese Box zu erstellen, die unserem Projekt ein besseres Aussehen verleiht, insbesondere mit ihren Etiketten und Titeln, und es wird für uns einfacher sein, diese Trainingsplattform überall hin mitzunehmen.

Sie können die DXF-Dateien für dieses Projekt aus den Dateien unten herunterladen

Anhänge

Arduino-Trainingsplattform_ BOX DXF files.rar Herunterladen

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Schritt 5:Zutaten vervollständigen

Sehen wir uns nun die notwendigen Komponenten an, die wir für dieses Projekt benötigen. Wie ich bereits sagte, verwende ich einen Arduino MEGA2560, um das gesamte System auszuführen.

Um diese Art von Projekten zu erstellen, benötigen wir:

• Die Leiterplatte, die wir bei JLCPCB bestellt haben:
• Ein Arduino Mega2560 https://amzn.to/2re3XFh
• Ein NEMA17 Schrittmotor https://amzn.to/2U13fbw
• Zwei Gleichstrommotoren https://amzn.to/2PeXHqE
• Ein Servomotor https://amzn.to/2PeXHqE
• Ein LCD-Display https://amzn.to/2PeXHqE
• Eine 7-Segment-Anzeige https://amzn.to/2PeXHqE
• Acht rote LEDs https://amzn.to/2PeXHqE
• Zwei RGB-LEDs https://amzn.to/2PeXHqE
• Ein Summer https://amzn.to/2PeXHqE
• Acht Schaltleisten https://amzn.to/2PeXHqE
• Zwei Joysticks DHT-11 Sensor https://amzn.to/2PeXHqE
• Gassensor https://amzn.to/2PeXHqE
• Bluetooth-Modul https://amzn.to/2PeXHqE
• MCP23017 integrierte Schaltung
• A4988 Schrittmotortreiber
• L293D-Motortreiber
• Einige SIL-Header-Anschlüsse
• Einige Schraubverbinder
• Eine Sicherung
• Einige Widerstände und Kondensatoren
• Die Trainingsplattform-Box
• Einige Schrauben für die Montage

Schritt 6:Löten und Zusammenbau

Wir kommen nun zur elektronischen Baugruppe und wir löten alle Komponenten auf die Leiterplatte. Sie finden auf der obersten Seidenschicht ein Etikett jedes Bauteils, das seine Platzierung auf der Platine angibt und so sind Sie zu 100% sicher, dass Sie keine Lötfehler machen.

Nun geht es direkt an die Montage der Box, da wir die Schraubenplatzierung im Design erstellt haben ist es so einfach, dass wir im ersten Schritt der Montage nur noch die Platine mit der Unterseite der Box verschrauben müssen.

Dann schrauben wir die Motoren jeweils an ihre Position auf der Oberseite der Box. Zu guter Letzt verbinden wir die Motoren mit den Schraubköpfen auf der Platine. Und zum Schluss sind wir mit dem Verschrauben der anderen Seiten der Box fertig.

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Schritt 7:Testen (es hat funktioniert) :D

Jetzt haben wir alles bereit, um mit dieser Plattform zu spielen, und ich habe beschlossen, einige Codes zu testen, z. B. den 7-Segment-Anzeigewert zu erhöhen und den Schrittmotor zu drehen .

Wie Sie sehen, ist es so praktisch, dass die Jungs dieses erstaunliche Projekt machen, und das Befolgen der Schritte dieser Anleitung macht es jedem von Ihnen leicht, es auszuprobieren.

Ich zeige Ihnen in den kommenden Anleitungen den Programmierteil für jede Komponente und wie Sie alle diese Komponenten mit dem Arduino-Board steuern.

Wie gewohnt können Sie Ihre Vorschläge aufschreiben, wenn Sie weitere Ideen zur Verbesserung dieses Projekts haben und Ihre eigenen Trainingsplattformen mit uns teilen.

Eine letzte Sache, stellen Sie sicher, dass Sie jeden Tag Elektronik machen

Es war BEE MB von MEGA DAS beim nächsten Mal sehen