PLATAFORMA DE TREINAMENTO ARDUINO: 7 etapas

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:38

Ei, e aí pessoal, é novamente um novo tutorial e um novo projeto especial, e desta vez eu peguei um projeto realmente necessário para todos os fabricantes de eletrônicos, o projeto de hoje é sobre como criar sua própria plataforma de treinamento Arduino, este passo a passo tutorial será o melhor guia para vocês experimentarem este projeto e com certeza existem alguns conhecimentos básicos de eletrônica necessários por aí, mas não pensem duas vezes em tentar porque é incrível.

Já faz um bom tempo que administro um grupo Arduino no Facebook e vi muitas vezes as pessoas me perguntando qual é o melhor kit Arduino para praticar e de onde conseguir o melhor negócio para começar a eletrônica e uma pergunta frequente é sobre a sorte dos distribuidores de kits Arduino em alguns países, então obviamente há um problema que requer nossa intervenção e como um fabricante decidi começar este tutorial sobre como criar sua própria plataforma de treinamento Arduino especialmente porque este projeto vai me ajudar a evitar o tempo perdido que gasto conectando os componentes à placa de ensaio cada vez que tento testar meus códigos, mas, em vez de ter esta plataforma pronta para usar, a vida será mais fácil.

Este projeto é muito útil de fazer, especialmente depois de obter o PCB personalizado que encomendamos da JLCPCB para melhorar a aparência de nossa plataforma e também há documentos e códigos suficientes neste guia para permitir que você crie sua própria bancada de treinamento facilmente.

Fizemos este projeto em apenas 5 dias, apenas dois dias para terminar o design de hardware para a fabricação de PCB e três dias para terminar a montagem da plataforma e testá-la também.

O que você aprenderá com este tutorial:

1. Selecionando os componentes certos dependendo da sua plataforma
2. Fazendo o circuito para conectar todos os componentes escolhidos
3. Monte todas as peças do projeto
4. Comece seu primeiro código com esta plataforma

Etapa 1: detalhes sobre o banco de treinamento

A ideia é tão simples; Eu escolho alguns componentes eletrônicos básicos como displays, LEDs, sensores, controladores e diferentes tipos de atuadores e os conecto através de um PCB e o mantenho todo o tempo montado e pronto para ação, uma espécie de método plug and play.

Recursos de nossa plataforma

Arduino MEGA2560

O principal componente desta plataforma será um Arduino mega2560 que será o coração de nossa bancada de treinamento, pois é o linker de todos os componentes usados, mantendo os sinais se movendo desde os sensores e controles até os indicadores e atuadores. Esta placa de desenvolvimento é muito prática e poderosa devido ao seu microcontrolador AVR, você pode obter mais detalhes sobre este microcontrolador através deste link.

Monitores

Eu usei alguns visores como um visor LCD 20x4 baseado no protocolo de comunicação I²C para exibir algumas mensagens e ajustar os caracteres exibidos nesta tela e também estamos inserindo um visor de 7 segmentos e 4 dígitos, já que é realmente necessário para o iniciante aprender como esta tela funciona.

Controles

Sobre as entradas de nossa plataforma temos uma barra de 8 interruptores para que possamos controlar alguns indicadores usando esses interruptores sem esquecer os dois joysticks de eixo duplo que possui controle de eixo duplo e um botão de pressão, usando esses joysticks podemos controlar por exemplo a velocidade e direção de um motor, pois possui um sinal de saída analógico que muda em relação à posição dos eixos do joystick.

Indicadores

Falando sobre os indicadores, incluí 8 LEDs vermelhos e dois LEDs RGB e também temos uma campainha lá que torna mais divertido brincar com esta plataforma.

Sensores

Não podemos fazer uma plataforma de treinamento de iniciante para codificação sem envolver alguns sensores, é por isso que escolhi alguns sensores usados com frequência, como o sensor DHT-11 para temperatura e umidade, e o sensor de detecção de gás MQ-2 que também tem e sinal de saída analógico relacionado à intensidade do gás medida.

Atuadores

Para os atuadores, decidi inserir todos os tipos de motores, por isso coloquei um motor de passo Nema17 e tenho certeza que todos vocês precisam desse tipo de motor devido à sua precisão e alto torque, também estamos usando um servo motor e dois motores DC.

Conectividade

Para a conectividade de nossa plataforma incluí um módulo Bluetooth HC-06 caso você queira testar um aplicativo Android instalado em seu smartphone para que assim seja muito mais fácil para você.

ICs e drivers

Com certeza, há alguns drivers de circuito integrado necessários para controlar esses componentes, como o MCP23017 para acionar os LEDs e a ponte H L293D para controlar a velocidade e direção dos motores DC, também estou usando o driver de motor de passo A4988.

Etapa 2: Esquema do Projeto

Todo projeto eletrônico precisa de um diagrama de circuito para dar uma conexão compreensível entre todos os seus conjuntos, por isso sempre tornamos essa parte muito importante, pois este é o documento principal de todo o projeto que fazemos.

Conforme mostrado na imagem acima damos a cada componente a conexão apropriada e links para a placa principal que é o Arduino MEGA2560, isso é muito importante saber que tipo de conexão deve ser estabelecida dos sensores para a placa e da placa para o atuador do. o diagrama de circuito poderia identificar também a lista de entrada e saída de nossa plataforma de treinamento, desta forma será mais fácil para o iniciante iniciar a programação sem perder muito tempo procurando o que deve ser uma entrada e o que deve ser uma saída.

Você também pode baixar a versão em PDF deste diagrama de circuitos no arquivo abaixo.

Etapa 3: A fabricação de PCB (produzida por JLCPCB)

Para montar todas as peças mencionadas juntas, precisamos de um PCB para estabelecer a conexão correta da placa Arduino aos indicadores e sensores. Então, eu criei este diagrama de circuito e depois de fazer a conexão apropriada para cada componente, transformei este esquema em um projeto de PCB para produzi-lo

Sobre JLCPCB

JLCPCB (Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.), é a maior empresa de protótipo de PCB na China e um fabricante de alta tecnologia especializado em protótipos de PCB rápidos e produção de pequenos lotes de PCB. Com mais de 10 anos de experiência na fabricação de PCB, a JLCPCB tem mais de 200.000 clientes em casa e no exterior, com mais de 8.000 pedidos online de prototipagem de PCB e produção de PCB em pequena quantidade por dia. A capacidade de produção anual é de 200, 000 m². para vários PCBs de 1, 2 ou multicamadas. JLC é um fabricante profissional de PCB caracterizado por grande escala, equipamentos de poço, gerenciamento rigoroso e qualidade superior.

De volta ao nosso projeto

Para produzir o PCB apropriado, comparei o preço de muitos produtores de PCB e escolhi a JLCPCB, os melhores fornecedores de PCB e os fornecedores de PCB mais baratos para solicitar este circuito. Tudo o que eu preciso fazer é alguns cliques simples para fazer o upload do arquivo gerber e definir alguns parâmetros como a cor e quantidade de espessura do PCB, então eu paguei apenas 2 dólares para obter meu PCB depois de apenas cinco dias.

Como mostra a imagem do esquema relacionado, usei um Arduino MEGA2560 para controlar todo o sistema e também projetei os logotipos e a colocação dos componentes na placa para tornar a soldagem mais fácil para qualquer iniciante na fabricação de eletrônicos. Como você pode ver nas fotos acima, o PCB é muito bem fabricado e eu tenho o mesmo design de PCB que fizemos e todas as etiquetas e logotipos estão lá para me guiar durante as etapas de soldagem. Você também pode baixar o arquivo Gerber para este circuito do arquivo abaixo, caso queira fazer um pedido para o mesmo projeto de circuito.

Etapa 4: Projeto da caixa da plataforma (CAD)

Antes de começar a soldar os componentes eletrônicos, mostrarei esta caixa que projetei usando o software solidworks que me permite gerar arquivos DXF para carregá-los em uma máquina de corte a laser CNC para produzir a caixa projetada; usamos um material de madeira MDF 5mm para criar esta caixa que vai dar uma melhor aparência ao nosso projeto, especialmente com seus rótulos e títulos e será mais fácil para nós levarmos esta plataforma de treinamento conosco para todos os lugares que formos.

Você pode baixar os arquivos DXF para este projeto a partir dos arquivos abaixo

Etapa 5: ingredientes completos

Agora vamos revisar os componentes necessários que precisamos para este projeto, então como eu disse, estou usando um Arduino MEGA2560 para rodar todo o sistema.

Para criar este tipo de projetos, precisaremos de:

• O PCB que solicitamos do JLCPCB:
• Um Arduino Mega2560
• Um motor de passo NEMA17
• Dois motores DC
• Um servo motor
• Um monitor LCD
• Um display de 7 segmentos
• Oito LEDs vermelhos
• Dois LEDs RGB
• Um buzzer
• Oito barra de mudança
• Dois joysticks com sensor DHT-11
• Sensor de gás
• Módulo Bluetooth
• Circuito integrado MCP23017
• Driver de passo A4988
• Motorista L293D
• Alguns conectores de cabeçalho SIL
• Alguns conectores de cabeçote de parafuso
• Um fuso
• Alguns resistores e capacitores
• A caixa da plataforma de treinamento
• Alguns parafusos para a montagem

Etapa 6: Solda e montagem

Passamos agora para a montagem eletrônica e soldamos todos os componentes ao PCB. você encontrará na camada superior de seda uma etiqueta de cada componente indicando sua colocação na placa e desta forma você terá 100% de certeza de que não cometerá nenhum erro de soldagem.

Agora vamos diretamente para a montagem da caixa, é tão simples, já que criamos a colocação do parafuso no design, tudo o que precisamos fazer é aparafusar a placa de circuito impresso na parte inferior da caixa na primeira etapa da montagem.

Em seguida, aparafusamos os motores, cada um em sua colocação na parte superior da caixa. Por último, mas não menos importante, conectamos os motores às cabeças dos parafusos no PCB. E finalmente terminamos de aparafusar os outros lados da caixa.

Etapa 7: Teste (funcionou): D

Agora que temos tudo pronto para começar a jogar com esta plataforma, decidi testar alguns códigos como incrementar o valor do display de 7 segmentos e girar o motor de passo, o LCD também está funcionando bem para que você possa ver a mensagem exibida na tela LCD também.

Como vocês podem ver, fazer esse projeto incrível é tão prático e seguir os passos deste instrutivo torna mais fácil para qualquer um de vocês tentar.

Mostrarei a você nas instruções a seguir a parte de programação de cada componente e como controlar todos esses componentes usando a placa Arduino.

Como de costume, você pode anotar suas sugestões se tiver outras idéias para melhorar este projeto e compartilhar conosco suas próprias plataformas de treinamento.

Uma última coisa, certifique-se de que você está fazendo eletrônicos todos os dias

Era BEE MB do MEGA DAS ver na próxima vez