Circuit Learn NANO: One PCB. Εύκολο στην εκμάθηση. Άπειρες δυνατότητες .: 12 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Το ξεκίνημα στον κόσμο της ηλεκτρονικής και της ρομποτικής μπορεί να είναι αρκετά τρομακτικό στην αρχή. Υπάρχουν πολλά πράγματα που πρέπει να μάθετε στην αρχή (σχεδιασμός κυκλώματος, συγκόλληση, προγραμματισμός, επιλογή των σωστών ηλεκτρονικών εξαρτημάτων κ.λπ.) και όταν τα πράγματα πάνε στραβά, υπάρχουν πολλές μεταβλητές που πρέπει να παρακολουθείτε (λάθος συνδέσεις καλωδίωσης, κατεστραμμένα ηλεκτρονικά εξαρτήματα ή σφάλμα ο κώδικας), οπότε είναι πολύ δύσκολο για τους αρχάριους να κάνουν εντοπισμό σφαλμάτων. Πολλοί άνθρωποι κατέληξαν να έχουν πολλά βιβλία και να αγοράζουν πολλές ενότητες, έπειτα έχασαν το ενδιαφέρον τους αφού αντιμετώπισαν πολλαπλά προβλήματα και κόλλησαν.

Ο ψηφιακός προγραμματισμός έγινε απλός με το Samytronix Circuit Learn - NANO

Από το 2019 θα βάλω τα έργα μου Samytronix.

Το Samytronix Circuit Learn - NANO είναι μια πλατφόρμα εκμάθησης που τροφοδοτείται από ένα Arduino Nano. Με το Samytronix Circuit Learn - NANO, μπορούμε να μάθουμε τις απαραίτητες βασικές έννοιες που χρειάζονται για να ξεκινήσουμε να βουτάμε βαθύτερα στον κόσμο των ηλεκτρονικών και του προγραμματισμού με έναν μόνο πίνακα. Απλοποιεί τη μαθησιακή εμπειρία του προγραμματισμού Arduino, εξαλείφοντας την ανάγκη συγκόλλησης ή χρήσης σανίδας και επανασυνδέοντας το κύκλωμα κάθε φορά που θέλετε να ξεκινήσετε ένα νέο έργο. Ακόμα καλύτερα, το Samytronix Circuit Learn-NANO έχει σχεδιαστεί για να είναι συμβατό με τη διάσημη γλώσσα προγραμματισμού block-line, το Scratch, ώστε να μπορείτε να μάθετε έννοιες προγραμματισμού γρηγορότερα και ευκολότερα, ενώ έχετε ακόμα την ευελιξία να προσθέσετε περισσότερα στοιχεία όπως έναν ελεγκτή συνέχειας, σερβοκινητήρες, και αισθητήρα απόστασης.

Βήμα 1: Ο σχεδιασμός PCB

Το ίδιο το PCB έχει σχεδιαστεί από εμένα χρησιμοποιώντας το EAGLE. Εάν ενδιαφέρεστε να μάθετε περισσότερα σχετικά με το σχεδιασμό της δικής σας πλακέτας κυκλώματος, μπορείτε να μεταβείτε στην τάξη σχεδίασης κυκλώματος από την randofo. Εάν θέλετε απλώς να κατεβάσετε το σχέδιο και να το παραγγείλετε σε έναν κατασκευαστή PCB, μπορείτε να κατεβάσετε τα αρχεία στο επόμενο βήμα.

Εάν θέλετε να τροποποιήσετε το σχέδιό μου για δικούς σας σκοπούς, μη διστάσετε να το κάνετε!

Βήμα 2: Παραγγελία του PCB

Για να παραγγείλετε το PCB πρέπει να κατεβάσετε τα αρχεία gerber (.gbr). Αυτά είναι τα αρχεία που θα παρέχετε στον κατασκευαστή. Αφού κατεβάσετε όλα τα αρχεία, μπορείτε να τα στείλετε σε έναν κατασκευαστή PCB. Υπάρχουν πολλοί κατασκευαστές PCB εκεί έξω, ένας από τους πιο προτεινόμενους κατασκευαστές PCB είναι ο PCBWay.

Βήμα 3: Συγκεντρώστε τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα και συγκολλήστε τα

Τα περισσότερα από τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα που χρησιμοποιούνται είναι αρκετά κοινά και μπορούν να βρεθούν στο τοπικό κατάστημα ηλεκτρονικών ειδών. Ωστόσο, σε περίπτωση που δεν μπορείτε να βρείτε όλα τα εξαρτήματα, μπορείτε να τα πάρετε στο διαδίκτυο από το amazon, το ebay κ.λπ.

• 1x Arduino Nano
• Πακέτο LED 1x 10mm (κόκκινο, κίτρινο, πράσινο, μπλε)
• 1x 12mm Buzzer
• 1x Φωτοαντίσταση
• 1x Θερμίστορ
• 2x Trimpot
• Κουμπί 2x 12mm
• 1x DC Jack
• 1 σετ αρσενική κεφαλίδα
• 1 σετ γυναικεία κεφαλίδα

• Αντίσταση:

  • 4x 220 Ohm 1/4W
  • 4x 10k Ohm 1/4W
  • 1x 100 Ohm 1/4W
  • 1x 100k Ohm 1/4W

Προαιρετική επέκταση:

• Υποδοχή μπαταρίας με υποδοχή DC (συνιστάται 4x AA)
• Έως και 4 φορές Servo
• 2x Καλώδιο με κλιπ αλιγάτορα
• Αισθητήρας απόστασης απότομης υπέρυθρης ακτινοβολίας

Μόλις συλλέξετε όλα τα ηλεκτρονικά εξαρτήματα, ήρθε η ώρα να τα κολλήσετε στο PCB που έχετε παραγγείλει.

1. Συνιστώ να κολλήσετε πρώτα τις αντιστάσεις καθώς είναι το πιο χαμηλό προφίλ στοιχείο. (Συγκολλήστε την αντίσταση με βάση την τιμή που έβαλα στις φωτογραφίες)
2. Τραβήξτε το πόδι της αντίστασης στην άλλη πλευρά του PCB
3. Συγκολλήστε τα άλλα μέρη όπως φαίνεται στις φωτογραφίες (μπορείτε να ελέγξετε τη θέση της καθόδου/ανόδου στις σημειώσεις στις φωτογραφίες)

Βήμα 4: Ακρυλικό Laser Cut

Μπορείτε να κατεβάσετε τα αρχεία που επισυνάπτονται εδώ για να παραγγείλετε την κοπή λέιζερ σας. Το ακρυλικό φύλλο πρέπει να έχει πάχος 3mm. Συνιστάται διαφανές χρώμα για το επάνω μέρος της θήκης όπως φαίνεται στη φωτογραφία. Λάβετε υπόψη ότι υπάρχουν επίσης μικρά μέρη όπως το διαχωριστικό που θα χρειαστούν.

Βήμα 5: Δημιουργία θήκης/περιβλήματος

Προετοιμάζω:

1. Το ακρυλικό φύλλο για τη θήκη
2. 4x ακρυλικό διαχωριστικό
3. 4x παξιμάδι Μ3
4. 4x Μ3 μπουλόνι 15mm

Βάλτε τη θήκη μαζί με το μπουλόνι και το παξιμάδι με αυτή τη σειρά (από πάνω):

1. Κορυφαίο ακρυλικό φύλλο
2. Ακρυλικό διαχωριστικό
3. Πίνακας Samytronix
4. Ακρυλικό διαχωριστικό
5. Κάτω ακρυλικό φύλλο

Μόλις ολοκληρώσετε τη συναρμολόγηση της θήκης/περιβλήματος, μπορείτε να ξεκινήσετε τις δοκιμές για να προγραμματίσετε τον πίνακα. Υπάρχουν μερικά παραδείγματα έργων που περιλαμβάνονται σε αυτό το διδακτικό που μπορείτε να δοκιμάσετε (βήμα 7-9). Μπορείτε να επιλέξετε μεταξύ του Arduino IDE ή να χρησιμοποιήσετε μια διεπαφή γραμμής μπλοκ χρησιμοποιώντας το Scratch ή το Mblock, το οποίο είναι πολύ πιο εύκολο αν μόλις ξεκινήσετε. Αν θέλετε να χρησιμοποιήσετε το Samytronix Circuit Learn NANO στο μέγιστο των δυνατοτήτων του, σας συνιστώ να κάνετε το επόμενο βήμα που είναι η κατασκευή της επέκτασης ρομπότ για τον πίνακα.

Βήμα 6: Δημιουργήστε την επέκταση ρομπότ

Αυτό το βήμα δεν απαιτείται για ορισμένα έργα. Η επέκταση ρομπότ έχει σχεδιαστεί για να μπορείτε να μάθετε περισσότερα σχετικά με την κίνηση χρησιμοποιώντας συνεχή σερβο για την κίνηση του τροχού και να αποφεύγετε εμπόδια χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα απόστασης.

Προετοιμάζω:

1. Όλα τα ακρυλικά μέρη για την επέκταση ρομπότ.
2. 20x παξιμάδι Μ3
3. Μπουλόνι 14x M3 15mm
4. Μπουλόνι 16x M3 10mm
5. 4x M3 διαχωριστικό 15mm
6. 2x M3 25mm αποστάτης

Βήματα:

1. Συνδυάστε το ακρυλικό φύλλο χωρίς τα μπουλόνια πρώτα
2. Ασφαλίστε τα ακρυλικά μέρη χρησιμοποιώντας τα μπουλόνια και τα παξιμάδια
3. Βάλτε 2 φορές συνεχή σέρβο και τους τροχούς στο ακρυλικό πλαίσιο
4. Βιδώστε τη θήκη της μπαταρίας στο πίσω μέρος του ακρυλικού πλαισίου σώματος
5. Βιδώστε τον κάδο και χρησιμοποιήστε το σε απόσταση 25 mm για να του δώσετε μια απόσταση από το πλαίσιο
6. Βιδώστε το μικρό πλαστικό μέρος στο ακρυλικό πλαίσιο (το πλαστικό περιλαμβάνεται όταν αγοράζετε ένα μίνι σερβο 90 g)
7. Συνδυάστε το τμήμα του κεφαλιού
8. Βιδώστε τον αισθητήρα απόστασης υπερύθρων Sharp
9. Τοποθετήστε το σερβο στο πλαστικό
10. Το τελευταίο βήμα είναι να τοποθετήσετε το Samytronix Circuit Learn NANO στο πλαίσιο του ρομπότ και να το συνδέσετε όπως φαίνεται

Βήμα 7: Pong χρησιμοποιώντας το S4A (Scratch για Arduino)

Η αντιστοίχιση καρφιτσών στο κύκλωμα Samytronix NANO έχει σχεδιαστεί για να είναι συμβατή με το πρόγραμμα s4a. Μπορείτε να κατεβάσετε το πρόγραμμα s4a καθώς και το υλικολογισμικό εκεί. Μπορείτε να κάνετε όποιο έργο θέλετε, η γλώσσα προγραμματισμού scratch είναι αρκετά απλή και κατανοητή.

Σε αυτό το σεμινάριο θα σας δείξω ένα παράδειγμα μιας από τις πιθανές εφαρμογές του Samytronix Circuit NANO, για να παίξετε παιχνίδι Pong. Για να παίξετε το παιχνίδι μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το ποτενσιόμετρο που βρίσκεται στην ακίδα Α0.

1. Πρώτα πρέπει να σχεδιάσετε τα sprites, τα οποία είναι η μπάλα και το ρόπαλο.
2. Μπορείτε να ελέγξετε τις συνημμένες φωτογραφίες και να αντιγράψετε τον κωδικό για κάθε sprit.
3. Προσθέστε μια κόκκινη γραμμή στο παρασκήνιο όπως φαίνεται στη φωτογραφία, οπότε όταν η μπάλα αγγίξει την κόκκινη γραμμή τελειώνει το παιχνίδι.

Αφού δοκιμάσετε το παράδειγμα, ελπίζω ότι μπορείτε επίσης να φτιάξετε τα δικά σας παιχνίδια! Το μόνο όριο είναι η φαντασία σας!

Βήμα 8: Έλεγχος Servo Robot Arm χρησιμοποιώντας S4A

Μπορείτε να ελέγξετε έως και 4 servos με το Samytronix Circuit Learn NANO. Ακολουθεί ένα παράδειγμα χρήσης servos ως ρομποτικού βραχίονα. Οι ρομποτικοί βραχίονες χρησιμοποιούνται συνήθως στη βιομηχανική εφαρμογή και τώρα μπορείτε να φτιάξετε ένα για τον εαυτό σας και να το προγραμματίσετε εύκολα με το S4A. Μπορείτε να αντιγράψετε τους κωδικούς από το βίντεο και συνιστάται ιδιαίτερα να προσπαθήσετε να το προγραμματίσετε μόνοι σας!

Βήμα 9: Έξυπνο αυτοκίνητο χρησιμοποιώντας Arduino IDE

Εάν είστε πιο έμπειρος προγραμματιστής, τότε μπορείτε να χρησιμοποιήσετε το Arduino IDE αντί για μηδέν. Ακολουθεί ένα παράδειγμα κώδικα για ένα έξυπνο αυτοκίνητο που μπορεί να αποφύγει εμπόδια χρησιμοποιώντας τον αισθητήρα υπερύθρων. Μπορείτε να δείτε το βίντεο για να το δείτε σε δράση.

Καλωδίωση:

1. Αριστερό σερβο στο D4
2. Δεξί σερβο σε D7
3. Επικεφαλής σερβο σε D8
4. Αισθητήρας απόστασης έως Α4

Βήμα 10: Προστατευτικό φυτών χρησιμοποιώντας Arduino IDE

Μια άλλη ιδέα για να χρησιμοποιήσετε το Samytronix Circuit Learn NANO είναι να το τοποθετήσετε κοντά στο φυτό σας για να παρακολουθείτε τη θερμοκρασία, το φως και την υγρασία του. Το Samytronix Circuit Learn NANO είναι εξοπλισμένο με θερμίστορ (A2), φωτοαντίσταση (A3) και αισθητήρα συνέχειας αντίστασης (A5). Συνδέοντας τον αισθητήρα συνέχειας αντίστασης σε ένα ζευγάρι καρφιά χρησιμοποιώντας κλιπ αλιγάτορα μπορούμε να τον χρησιμοποιήσουμε ως αισθητήρα υγρασίας. Με αυτούς τους αισθητήρες μπορούμε να μετρήσουμε μπορούμε να κάνουμε το φυτοπροστατευτικό. Για την έξοδο των τιμών μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τρία servos ως μετρητές όπως φαίνεται στο βίντεο.

Ένδειξη LED:

• Κόκκινο LED = Η θερμοκρασία δεν είναι η βέλτιστη
• Κίτρινο LED = Η φωτεινότητα δεν είναι η βέλτιστη
• Πράσινο LED = Η υγρασία δεν είναι η βέλτιστη

Εάν όλα τα LED είναι σβηστά σημαίνει ότι το περιβάλλον είναι το βέλτιστο για να αναπτυχθεί το φυτό!

Βήμα 11: Star Wars Imperial March

Υπάρχουν πολλές είσοδοι και έξοδοι με τις οποίες μπορείτε να παίξετε χρησιμοποιώντας το Samytronix Circuit NANO, μία από αυτές είναι η χρήση του πιεζοηχητικού βομβητή. Επισυνάπτεται ένας κώδικας Arduino που γράφτηκε αρχικά από το nicksort και τροποποιήθηκε από εμένα για το Circuit Learn. Αυτό το πρόγραμμα παίζει το Star Wars Imperial March και νομίζω ότι είναι πολύ ωραίο!

Βήμα 12: MBlock Project

Το mBlock είναι μια άλλη εναλλακτική λύση για το S4A και το αρχικό Arduino IDE. Η διεπαφή του mBlock είναι παρόμοια με το S4A, αλλά το πλεονέκτημα της χρήσης του mBlock είναι ότι μπορείτε να δείτε το οπτικό μπλοκ προγραμματισμού δίπλα -δίπλα με τον πραγματικό κώδικα Arduino. Επισυνάπτεται εδώ ένα παράδειγμα βίντεο χρήσης του λογισμικού mBlock για τον προγραμματισμό μιας μουσικής.

Εάν είστε νέοι στο περιβάλλον Arduino αλλά και μόλις ξεκινήσατε στον κόσμο του προγραμματισμού, τότε το mBlock θα πρέπει να είναι κατάλληλο για εσάς. Μπορείτε να κατεβάσετε το mBlock εδώ (κατεβάστε το mBlock 3).

Είναι σημαντικό να έχετε κατά νου ότι ένα από τα πιο σημαντικά πράγματα κατά την εκμάθηση είναι να συνεχίζετε να πειραματίζεστε, με το Samytronix Circuit Learn NANO τα πράγματα γίνονται λιγότερο περίπλοκα, ώστε να μπορείτε να πειραματιστείτε και να δοκιμάσετε νέα πράγματα γρηγορότερα, ενώ έχετε ακόμα όλες τις σημαντικές έννοιες του προγραμματισμού και ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΕΙΔΗ.