Arduinoトレーニングプラットフォーム

コンポーネントと消耗品

Arduino Mega 2560

Adafruit 20x4LCDディスプレイ

SparkFun7セグメントシリアルディスプレイ-赤

OpenBuilds NEMA17ステッピングモーター

SG90マイクロサーボモーター

12vDCモーター

DHT11温度および湿度センサー（4ピン）

Seed Grove-ガスセンサー（MQ2）

RGB拡散コモンカソード

RobotGeekジョイスティック

ブザー

JLCPCBカスタマイズPCB

必要なツールとマシン

はんだごて（汎用）

このプロジェクトについて

概要：MEGA Development of Automated Systemは、創造性の温床であるロボット工学分野に立つ電子プロジェクトと自動システムの作成を担当する無料のコミュニティです... MegaDASの詳細»

ここでも、新しいチュートリアルと新しい特別なプロジェクトがあります。今回は、すべての電子機器メーカーにとって本当に必要なプロジェクトを取り上げました。、今日のプロジェクトは、独自の Arduinoトレーニングプラットフォームを作成する方法に関するものです。、このステップバイステップのチュートリアルは、皆さんがこのプロジェクトを試すための最良のガイドになります。確かに、そこにはいくつかの基本的な電子知識が必要ですが、すばらしいものなので、二度と試してはいけません。

かなり長い間、私はArduino Facebookグループを管理してきましたが、練習に最適なArduinoキットは何であり、どこから電子機器を開始するための最良の取引を得るのかについて多くの人が質問しているのを何度も見ました。一部の国ではArduinoキットの販売業者の幸運があり、明らかに私たちの介入が必要な問題があります。このプロジェクトは私がコードをテストするたびにコンポーネントをブレッドボードに配線するために費やす時間を無駄にしましたが、代わりに、この準備が整ったプラットフォームを用意することで、作業が楽になります。

このプロジェクトはとても便利です JLCPCBに注文したカスタマイズされたPCBを入手した後、プラットフォームの外観を改善するために特別に作成します。また、このガイドには、独自のトレーニングベンチを簡単に作成できる十分なドキュメントとコードがあります。

このプロジェクトはわずか5日で完了し、PCB作成のハードウェア設計を完了するのに2日、プラットフォームアセンブリを完了してテストするのに3日かかりました。

このチュートリアルから学ぶこと：

プラットフォームに応じて適切なコンポーネントを選択する
選択したすべてのコンポーネントを接続する回路を作成する
すべてのプロジェクトパーツを組み立てます
このプラットフォームで最初のコードを開始します

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ステップ1：トレーニングベンチの詳細

アイデアはとても単純です。ディスプレイ、LED、センサー、コントローラー、さまざまな種類のアクチュエーターなどの基本的な電子部品を選択し、PCBを介してそれらを接続し、常に組み立ててすぐに使用できるようにします。これは一種のプラグアンドプレイ方式です。

プラットフォームの機能

Arduino MEGA2560

<図>

このプラットフォームの主要コンポーネントは、Arduino mega2560です。これは、使用されるすべてのコンポーネントのリンカーであり、センサーやコントロールからインジケーターやアクチュエーターまで信号を移動させ続けるため、トレーニングベンチの中心になります。この開発ボードは、AVRマイクロコントローラーにより、非常に使いやすく強力な電子ボードです。このリンクから、このマイクロコントローラーの詳細を入手できます。

ディスプレイ

<図>

いくつかのメッセージを表示し、この画面に表示される文字を調整するために、I²C通信プロトコルに基づく20x4 LCDディスプレイのようないくつかのディスプレイを使用しました。また、初心者が学ぶために本当に必要なため、7セグメント4桁のディスプレイを挿入します。この表示のしくみ。

コントロール

<図>

プラットフォームの入力については、8つのスイッチバーがあるため、2軸制御とプッシュボタンを備えた2つの2軸ジョイスティックを忘れずに、これらのスイッチを使用していくつかのインジケーターを制御できます。これらのジョイスティックを使用して、速度や方向などを制御できます。ジョイスティックの軸の位置に関して変化するアナログ出力信号を持っているので、モーターの。

インジケーター

<図>

インジケーターについて言えば、8個の赤色LEDと2個のRGB LEDが含まれています。また、このプラットフォームでのプレイをより面白くするブザーがあります。

センサー

<図>

センサーを使わずにコーディングの初心者向けトレーニングプラットフォームを作ることはできません。そのため、温度と湿度にDHT-11センサー、ガス検知センサーMQ-2などの頻繁に使用されるセンサーを選択しました。測定されたガス強度に関連するアナログ出力信号。

アクチュエータ

<図>

アクチュエーターには、すべてのタイプのモーターを挿入することにしました。そのため、ステッピングモーターNema17を配置しました。その精度と高トルクにより、皆さんもこの種のモーターを必要としていると確信しています。サーボモーターと2つのDCモーターを使用します。

接続性

<図>

プラットフォームの接続性のために、スマートフォンにインストールされているAndroidアプリをテストする場合に備えて、BluetoothモジュールHC-06を含めました。これにより、はるかに簡単になります。

ICとドライバー

<図>

確かに、LEDを駆動するMCP23017やDCモーターの速度と方向を制御するL293D Hブリッジなど、これらのコンポーネントを制御するために必要な集積回路ドライバーがいくつかあります。また、A4988ステッピングモータードライバーを使用しています。

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ステップ2：プロジェクトの概略図

<図>

すべての電子プロジェクトには、すべてのセット間の理解可能な接続を提供するための回路図が必要です。これが、プロジェクト全体のメインドキュメントであるため、この部分を常に非常に重要にする理由です。

上の写真に示すように、Arduino MEGA2560であるメインボードへの適切な接続とリンクを各コンポーネントに提供します。これは、センサーからボードへ、およびボードからボードへの接続の種類を知るために非常に重要です。アクチュエータ。回路図は、トレーニングプラットフォームの入力と出力のリストも識別できるため、初心者は、入力と出力を検索するために長い時間を無駄にすることなく、プログラミングを簡単に開始できます。

この回路図のPDF版は以下のファイルからダウンロードすることもできます。

添付ファイル

Arduinoトレーニングプラットフォーム_回路図.pdf ダウンロード

ステップ3：PCB作成（JLCPCBによって作成）

上記のすべての部品を組み立てるには、Arduinoボードからインジケーターとセンサーへの正しい接続を確立するためのPCBが必要です。そこで、この回路図を作成し、各コンポーネントに適切な接続を行った後、この回路図をPCB設計に変換して作成しました。

JLCPCBについて

JLCPCB（Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co.、Ltd。）は、中国最大のPCBプロトタイプ企業であり、迅速なPCBプロトタイプと小ロットのPCB生産を専門とするハイテクメーカーです。 PCB製造で10年以上の経験を持つJLCPCBは、国内外で20万人以上の顧客を抱えており、1日あたり8,000件以上のPCBプロトタイピングと少量のPCB生産を行っています。年間生産能力は20万平方メートルです。さまざまな1層、2層、または多層PCB用。 JLCは、大規模で設備の整った、厳格な管理と優れた品質を特徴とするプロのPCBメーカーです。

プロジェクトに戻る

適切なPCBを製造するために、私は多くのPCB生産者からの価格を比較し、この回路を注文するためにJLCPCBを最高のPCBサプライヤーと最も安価なPCBプロバイダーに選びました。ガーバーファイルをアップロードし、PCBの厚さの色や数量などのパラメータを設定するためにクリックするだけで、5日後にPCBを取得するためにわずか2ドルを支払うだけです。

<図>

関連するスキームの写真を示しているので、Arduino MEGA2560を使用してシステム全体を制御しました。また、電子機器製造の初心者がはんだ付けしやすいように、ボード上のロゴとコンポーネントの配置を設計しました。上の写真でわかるように、PCBは非常によく製造されており、私たちが作成したものと同じPCBデザインを使用しており、はんだ付けの手順でガイドとなるすべてのラベルとロゴがあります。

<図>

同じ回路設計を注文する場合は、この回路のガーバーファイルを下のファイルからダウンロードすることもできます。

添付ファイル

Gerber_Arduinoテストベンチ_20180617112038.zip ダウンロード

ステップ4：プラットフォームボックスの設計（CAD）

<図>

電子部品のはんだ付けを開始する前に、 solidworks を使用して設計したこのボックスを紹介します。設計されたボックスを作成するために、DXFファイルを生成してCNCレーザー切断機にアップロードできるソフトウェア。 5mmのMDF木材を使用してこのボックスを作成しました。これにより、プロジェクトの外観が向上し、特にラベルとタイトルが向上し、このトレーニングプラットフォームをどこにでも持ち運びやすくなります。

このプロジェクトのDXFファイルは、以下のファイルからダウンロードできます