Arduino 교육 플랫폼

이 프로젝트 정보

소개:MEGA Development of Automated System은 창의성의 온상인 로봇 공학 분야에 서 있는 전자 프로젝트 및 자동화 시스템을 만드는 책임이 있는 무료 커뮤니티입니다... More About MegaDAS »

안녕하세요 여러분, 여기에 또 새로운 튜토리얼과 새로운 특별 프로젝트가 있습니다. 이번에는 모든 전자 제품 제조업체에게 정말 필요한 프로젝트를 선택했습니다. , 오늘의 프로젝트는 나만의 Arduino 교육 플랫폼을 만드는 방법에 관한 것입니다. , 이 단계별 튜토리얼은 여러분이 이 프로젝트를 시도하는 데 가장 좋은 가이드가 될 것이며, 거기에는 몇 가지 기본적인 전자 지식이 필요하지만 놀라운 것이기 때문에 시도하는 것을 두 번 생각하지 마십시오.

꽤 오랫동안 나는 Arduino Facebook 그룹을 관리해 왔으며 사람들이 연습을 위한 최고의 Arduino 키트가 무엇인지, 어디에서 전자 제품을 시작하기 위한 가장 좋은 거래를 얻을 수 있는지 묻는 것을 여러 번 보았습니다. 자주 묻는 질문은 다음과 같습니다. 일부 국가에서는 Arduino 키트 유통업체의 행운이 따르기 때문에 분명히 우리의 개입이 필요한 문제가 있고 제작자로서 저는 이 프로젝트가 피하는 데 도움이 될 것이기 때문에 특별히 Arduino 교육 플랫폼을 만드는 방법에 대한 이 튜토리얼을 시작하기로 결정했습니다. 코드를 테스트할 때마다 구성 요소를 브레드보드에 배선하는 데 시간을 낭비하지만 대신 플랫폼을 사용할 준비가 되어 있으면 삶이 더 쉬워질 것입니다.

이 프로젝트는 매우 편리합니다. 플랫폼의 외관을 개선하기 위해 JLCPCB에서 주문한 맞춤형 PCB를 받은 후 특별히 제작합니다. 또한 이 가이드에는 자신만의 트레이닝 벤치를 쉽게 만들 수 있도록 충분한 문서와 코드가 있습니다.

이 프로젝트를 단 5일 만에 만들었습니다. PCB 제작을 위한 하드웨어 설계를 완료하는 데 2일, 플랫폼 조립을 완료하고 테스트하는 데 3일이면 충분합니다.

이 튜토리얼에서 배울 내용:

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1단계:교육 벤치에 대한 세부 정보

아이디어는 매우 간단합니다. 디스플레이, LED, 센서, 컨트롤러 및 다양한 종류의 액추에이터와 같은 몇 가지 기본적인 전자 부품을 선택하고 PCB를 통해 함께 연결하고 일종의 플러그 앤 플레이 방식인 작동 준비 상태로 항상 조립된 상태로 유지합니다.

우리 플랫폼의 특징

아두이노 MEGA2560

이 플랫폼의 주요 구성 요소는 사용되는 모든 구성 요소의 링커이기 때문에 훈련 벤치의 핵심이 될 Arduino mega2560이 될 것이며, 신호가 센서와 컨트롤에서 표시기 및 액추에이터까지 계속 이동하도록 합니다. 이 개발 보드는 AVR 마이크로컨트롤러로 인해 사용이 매우 간편하고 강력한 전자 보드입니다. 이 링크를 통해 이 마이크로컨트롤러에 대한 자세한 정보를 얻을 수 있습니다.

디스플레이

I²C 통신 프로토콜을 기반으로 하는 20x4 LCD 디스플레이와 같은 일부 디스플레이를 사용하여 이 화면에 일부 메시지를 표시하고 표시된 문자를 조정했습니다. 또한 초보자가 배우는 데 실제로 필요하기 때문에 7세그먼트 4자리 디스플레이를 삽입합니다. 이 디스플레이가 작동하는 방식입니다.

컨트롤

플랫폼의 입력에 대해 8개의 스위치 막대가 있으므로 이중 축 제어와 푸시 버튼이 있는 두 개의 이중 축 조이스틱을 잊지 않고 이 스위치를 사용하여 일부 표시기를 제어할 수 있습니다. 이 조이스틱을 사용하여 예를 들어 속도와 방향을 제어할 수 있습니다. 조이스틱 축 위치와 관련하여 변경되는 아날로그 출력 신호가 있기 때문에 모터의 속도가 느려집니다.

지표

표시기에 대해 말하면 8개의 빨간색 LED와 2개의 RGB LED를 포함했으며 이 플랫폼을 더 재미있게 플레이할 수 있는 부저도 있습니다.

센서

일부 센서를 사용하지 않고 코딩을 위한 초보자 교육 플랫폼을 만들 수는 없습니다. 이것이 제가 온도 및 습도용 DHT-11 센서와 같은 자주 사용하는 센서를 선택한 이유입니다. 측정된 가스 강도와 관련된 아날로그 출력 신호입니다.

액추에이터

액츄에이터의 경우 모든 유형의 모터를 삽입하기로 결정했습니다. 이것이 제가 스테퍼 모터 Nema17을 배치한 이유이며 정밀도와 높은 토크로 인해 여러분 모두가 이러한 종류의 모터가 필요하다고 확신합니다. 서보 모터와 두 개의 DC 모터를 사용합니다.

연결성

우리 플랫폼의 연결을 위해 스마트폰에 설치된 안드로이드 앱을 테스트하려는 경우를 대비하여 블루투스 모듈 HC-06을 포함시켰습니다. 이렇게 하면 훨씬 더 쉽게 할 수 있습니다.

IC 및 드라이버

확실히 LED를 구동하기 위한 MCP23017과 DC 모터의 속도와 방향을 제어하기 위한 L293D H-브리지와 같이 이러한 구성요소를 제어하는 ​​데 필요한 일부 집적 회로 드라이버가 있으며 A4988 스테퍼 모터 드라이버도 사용하고 있습니다.

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2단계:프로젝트 개략도

모든 전자 프로젝트에는 모든 집합 간에 이해하기 쉬운 연결을 제공하는 회로도가 필요합니다. 이것이 우리가 수행하는 전체 프로젝트의 주요 문서이기 때문에 항상 이 부분을 매우 중요하게 만드는 이유입니다.

위 그림과 같이 Arduino MEGA2560인 메인 보드에 대한 적절한 연결과 링크를 각 구성 요소에 부여합니다. 이는 센서에서 보드로, 보드에서 보드로 어떤 종류의 연결을 설정해야 하는지 아는 것이 매우 중요합니다. 액추에이터. 회로도는 교육 플랫폼의 입력 및 출력 목록도 식별할 수 있으므로 초보자가 입력 및 출력을 검색하는 데 오랜 시간을 낭비하지 않고 프로그래밍을 시작하는 것이 더 쉬울 것입니다.

아래 파일에서 이 회로도의 PDF 버전을 다운로드할 수도 있습니다.

첨부 파일

Arduino 교육 플랫폼_ 회로도.pdf 다운로드

3단계:PCB 제작(JLCPCB 제작)

언급된 모든 부품을 함께 조립하려면 Arduino 보드에서 표시기 및 센서까지 올바른 연결을 설정하는 PCB가 필요합니다. 그래서 이 회로도를 만들고 각 구성 요소에 적절한 연결을 만든 후 이 회로도를 PCB 설계로 변환하여 생성했습니다.

JLCPCB 소개

JLCPCB(Shenzhen JIALICHUANG Electronic Technology Development Co., Ltd.)는 중국 최대의 PCB 프로토타입 기업이자 빠른 PCB 프로토타입 및 소량 PCB 생산을 전문으로 하는 하이테크 제조업체입니다. PCB 제조 분야에서 10년 이상의 경험을 가진 JLCPCB는 국내외에서 200,000명 이상의 고객을 보유하고 있으며 하루에 8,000개 이상의 온라인 PCB 프로토타이핑 주문 및 소량 PCB 생산을 보유하고 있습니다. 연간 생산 능력은 200,000 sq.m입니다. 다양한 1층, 2층 또는 다층 PCB용. JLC는 대규모, 유정 장비, 엄격한 관리 및 우수한 품질을 갖춘 전문 PCB 제조업체입니다.

프로젝트로 돌아가기

적절한 PCB를 생산하기 위해 많은 PCB 생산업체의 가격을 비교했고 JLCPCB 최고의 PCB 공급업체와 가장 저렴한 PCB 공급업체를 선택하여 이 회로를 주문했습니다. 내가 해야 할 일은 거버 파일을 업로드하고 PCB 두께 색상 및 수량과 같은 일부 매개변수를 설정하기 위해 몇 번의 간단한 클릭만 하면 됩니다. 그런 다음 단 5일 만에 내 PCB를 얻기 위해 2달러를 지불했습니다.

관련 회로도의 그림을 볼 수 있듯이 나는 Arduino MEGA2560을 사용하여 전체 시스템을 제어했으며 전자 제품 제작의 모든 초보자가 납땜을 더 쉽게 할 수 있도록 보드의 로고와 구성 요소 배치를 설계했습니다. 위의 그림에서 볼 수 있듯이 PCB는 매우 잘 제조되었으며 우리가 만든 것과 동일한 PCB 디자인을 가지고 있으며 모든 레이블과 로고가 납땜 단계에서 저를 안내합니다.

동일한 회로 설계를 주문하려는 경우 아래 파일에서 이 회로에 대한 Gerber 파일을 다운로드할 수도 있습니다.

첨부 파일

Gerber_Arduino 테스트 벤치_20180617112038.zip 다운로드

4단계:플랫폼 상자 디자인(CAD)

전자 부품 납땜을 시작하기 전에 solidworks를 사용하여 디자인한 이 상자를 보여 드리겠습니다. 디자인된 상자를 생산하기 위해 CNC 레이저 절단기에 업로드할 DXF 파일을 생성할 수 있는 소프트웨어; 우리는 5mm MDF 목재 재료를 사용하여 이 상자를 만들었습니다. 이 상자는 특히 레이블과 제목과 함께 우리 프로젝트에 더 나은 외관을 추가할 것이며 우리가 가는 곳마다 이 교육 플랫폼을 가지고 다니는 것이 더 쉬울 것입니다.

아래 파일에서 이 프로젝트의 DXF 파일을 다운로드할 수 있습니다.

첨부 파일

Arduino 교육 플랫폼_ BOX DXF 파일.rar 다운로드

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5단계:재료 완성

이제 이 프로젝트에 필요한 구성 요소를 검토해 보겠습니다. 앞에서 말했듯이 저는 Arduino MEGA2560을 사용하여 전체 시스템을 실행하고 있습니다.

이러한 종류의 프로젝트를 만들려면 다음이 필요합니다.

6단계:납땜 및 조립

이제 전자 어셈블리로 이동하고 모든 구성 요소를 PCB에 납땜합니다. 상단 실크 레이어에서 보드에서의 배치를 나타내는 각 구성 요소의 레이블을 찾을 수 있으며 이렇게 하면 납땜 실수를 하지 않을 것이라고 100% 확신할 수 있습니다.

이제 상자 조립으로 직접 이동합니다. 설계에서 나사 배치를 생성했기 때문에 매우 간단합니다. 조립의 첫 번째 단계에서 PCB를 상자 바닥면에 나사로 고정하기만 하면 됩니다.

그런 다음 상자 상단에 있는 위치에 모터를 각각 나사로 조입니다. 마지막으로 모터를 PCB의 나사 헤더에 연결합니다. 그리고 마지막으로 상자의 다른 쪽 나사를 조입니다.

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7단계:테스트(작동) :D

이제 우리는 이 플랫폼으로 게임을 시작할 모든 준비가 완료되었으며 7 세그먼트 표시 값을 늘리고 스테퍼 모터를 돌리는 것과 같은 몇 가지 코드를 테스트하기로 결정했습니다. LCD도 제대로 작동하므로 LCD 화면에도 표시된 메시지를 볼 수 있습니다. .

이 놀라운 프로젝트를 만드는 사람들을 보면 매우 편리하고 이 지침의 단계를 따르면 누구나 쉽게 시도할 수 있습니다.

각 구성 요소에 대한 프로그래밍 부분과 Arduino 보드를 사용하여 이러한 모든 구성 요소를 제어하는 ​​방법을 다음 지침에서 보여 드리겠습니다.

평소와 같이 이 프로젝트를 개선하고 자신의 교육 플랫폼을 공유할 다른 아이디어가 있는 경우 제안 사항을 기록할 수 있습니다.

마지막으로 매일 전자 제품을 사용하고 있는지 확인하십시오.

MEGA DAS의 BEE MB였습니다. 다음에 봐요