ESP32 қос H көпірінің бұзу тақтасы: 8 қадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Бұл жоба сіздің келесі роботыңыздың миы болуға арналған ESP32 Breakout тақтасына арналған. Бұл тақтаның ерекшеліктері;

• Бір дюймдік центрде жиырма түйреуішке дейін екі қатар бар кез келген ESP32 дев жиынтығын орналастыруға болады.
• TB6612FNG қос H көпірлі тұрақты ток қозғалтқышының басқару тақтасын орнататын орын.
• Қозғалтқыштың әр қосылуы үшін екі бұрандалы терминал блогы.
• Vin & Gnd үшін екі бұрандалы терминал блогы мен бес бастиекті түйреуіштер жиынтығы
• GPIO жиырма түйреуіштің екі қатары.
• Эхо шығысында кернеу бөлгіштері бар екі HC-SR04 Sonar датчигінің тақырыптары.
• Үш түсті, жалпы анодқа, шектеу резисторлары бар жарықдиодты қосуға арналған тақырып.
• Бортында 5V, 5V & Gnd үшін бес бастиегі бар 1А кернеу реттегіші.
• Әр қосылым үшін 3.3V & Gnd бар I2C қосылымдарына арналған тақырыптардың төрт жиынтығы.
• Барлық компоненттер тақтаның бір жағына орнатылады.

Тақтаның физикалық өлшемі 90 мм x 56 мм, екі жақты. Бұл оны тақтайшалар өндірушілерінің көпшілігінің арзан прототиптері үшін 100 мм х 100 мм өлшемдерінің шегінде жақсы қояды.

Осы тақталардың бірін жасауға қажетті барлық файлдарды github -дан табуға болады.

Тақта DOIT ESP32 DEVKIT V1 айналасында жасалған, оның әрқайсысы он сегіз түйреуішті екі қатардан тұрады. Тақтаның артқы жағындағы іздерді оңай қиып алу 5В, Gnd және 3.3V ажыратқыштарын тиісті автобустарынан ажыратуға мүмкіндік береді. Содан кейін сіз осы жерлердегі түйреуіштерді GPIO ретінде пайдалана аласыз және секіргіштерді қолдана отырып, 5V, Gnd және 3.3V шиналарын ESP32 dev жинағының тиісті түйреуіштеріне жалғаңыз.

ESP dev жинағын монтаждау үшін жиырма тесіктен тұратын екі қатар қарастырылған. Мен әйелдердің розеткаларын сатып алуды және оларды тесіктерге дәнекерлеуді ұсынамын. Осылайша сіз ESP32 әзірлеушілер жинағын алып тастап, кез келген уақытта оны басқасымен алмастыра аласыз. Сондай -ақ, розеткалық жолақтарды қолдану қондырғы жинағының астына орнатылған бөлшектерге көп рұқсат береді. Маған қырық түйреуіш пен розетка сатып алуды ұнатамын, содан кейін оларды мөлшеріне қарай қысқартамын. Бұл шығындарды азайтуға көмектеседі. Сіз екі розетка арасындағы аналық розеткаларды кесе алмайсыз, оларды кесу үшін розетканы «өртеу» керек. Басқаша айтқанда, қырық түйреуішті аналық розетканы екі жиекті штангаға кесуге болмайды. Қырық түйреуішті аналық розетканы жиырма істікшелі жолаққа және он тоғыз түйреуішке кесуге болады.

1 -қадам: TB6612FNG қос H көпірі

TB6612FNG - қос H көпірі, бір сатылы қозғалтқышты немесе тұрақты токтың екі қозғалтқышты басқара алатын қозғалтқышты реттегіш (щеткасыз қозғалтқыштар емес). Бұл қол жетімді шағын, арзан, редукторлы қозғалтқыштарды басқаруға өте ыңғайлы. Үзіліс тақтасында TB6612FNG бар қосымша тақтаны орнатуға орын бар. Мен таңдаған TB6612FNG тақтасы бірнеше жерден бар; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser және Digikey сонымен қатар Sparkfun тақтасын сатады), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress және Gearbest. Бағалар шамамен бір доллардан бес долларға дейін өзгереді.

Әр тұрақты ток қозғалтқышының драйвері үш GPIO түйреуішін пайдаланады. Екі GPIO түйреуіші қозғалтқыштың күйін анықтайды; алға, кері, жағалау және тежегіш. Үшінші GPIO түйрегіші - қозғалтқыштың жылдамдығын басқаруға арналған PWM. Жетінші GPIO түйрегіші STBY түйреуішін басқарады. TB6612FNG басқару сигналдары ESP32 GPIO ажырату түйреуіштеріне сыммен қосылады. GPIO түйреуіштерінің қайсысы сіз қолданатын ESP32 Dev жинағының дәмімен анықталады. Қатты сымды түйреуіштер ESP32 Dev жинақтарының көпшілігінде GPIO PWM мен шығыс түйреуіштеріне сәйкес келуі үшін мұқият таңдалды.

Қозғалтқыштар А және В моторы деп белгіленген екі, екі істікшелі бұрандалы терминал блоктары арқылы қосылады. Қозғалтқыштардың қуаты екі бұрандалы бұрандалы терминал блогымен немесе Вин деп белгіленген үзіліс тақтасының бір шетіндегі ерлердің бастары арқылы жеткізіледі. Вин 6В -тан 12В -қа дейінгі кез келген тұрақты кернеу болуы мүмкін. 5В, 1А кернеу реттегіші Sonar датчиктерін қосу үшін Вин кернеуін 5В -қа түрлендіреді.

DOIT Dev KIT екі өлшемде келеді: 30 түйреуіш (бір жағында 15) және 36 түйреуіш (18 жағында). Мен төменде екі қондырғы жиынтығының қосылымдарын келтірдім.

30 істікшелі жинақтар жиынтығы - 36 істікшелі жинақтар жиынтығы

AIN1 - 25 - 14 - А қозғалтқышы үшін бағытты басқару

AIN2 - 26 - 12 - А қозғалтқышы үшін бағытты басқару

PWMA - 27 - 13 - А қозғалтқышы үшін жылдамдықты реттеу

STBY - 33 - 27 - екі қозғалтқышты да тоқтатады

BIN1 - 16 - 15 - В қозғалтқышы үшін бағытты басқару

BIN2 - 17 - 2 - В қозғалтқышы үшін бағытты басқару

PWMB - 5 - 4 - В қозғалтқышы үшін жылдамдықты реттеу

2 -қадам: GPIO түйреуіштері

Тақтада GPIO үзілуіне арналған жиырма істікшелі тақырыптардың екі жиынтығы бар. GPIO тақырыптарының әр жиынтығында 3,3В үшін жиырма түйреуіш және Gnd үшін жиырма түйреуіш бар. 3.3V түйреуіштері GPIO және Gnd түйреуіштері арасында орналасқан. Бұл конфигурация, егер ол артқа қосылған болса, жарылып кету мүмкіндігін азайтады. GPIO түйреуішіне қосылғыңыз келетін барлық дерлік 3.3V немесе Gnd қосылымын немесе екеуін де қажет етеді. Үш қатарлы конфигурация сізде әр байланыс үшін әрқашан қуат пен Gnd штыры бар екенін білдіреді.

Егер сіз DOIT Dev жиынтығынан басқа ESP32 dev жиынтығын қолдансаңыз, онда DOIT Dev жиынтығынан басқа жерлерде Vin, 3.3V және Gnd түйреуіштері болуы мүмкін. Үзіліс тақтасы артқы жағындағы іздерді оңай кесіп тастайды, оларды тиісті автобустардан Vin, 3.3V және Gnd түйреуіштерін оқшаулау үшін кесуге болады. Содан кейін сіз ESP32 Dev жинағының Vin, 3.3V және Gnd түйреуіштерін тиісті автобустарға қосу үшін қосқыш сымдарды пайдалана аласыз. 3.3В түйреуіштерді стандартты екі істікшелі қысқыш штепсельдер көмегімен қосуға болады. Gnd түйреуіштері үшін мен үш түйреуіш DuPont қабығын, екі аналық қысқыш түйреуіш пен қысқа сымды пайдаланып бірнеше секіргіш жасадым. Сымның әр ұшына аналық түйреуіштерді қысқаннан кейін, мен оларды үш істікшелі қабықтың соңғы ұяларына енгіздім.

Егер сіз бір кездері сіз кескен транстарды қайта қосқыңыз келсе, олардың әрқайсысында тесіктер жиынтығы бар. Сіз U -тәрізді секіргішті тесіктерге дәнекерлей аласыз немесе екі түйреуішті қосасыз және алынбалы секіргіш жасау үшін стандартты екі істікшелі қысқышты қолдана аласыз.

Сақтық сөзі. ESP32 dev жинағындағы 3.3V реттегіші ESP32 үшін 3.3V және 3.3V шинасына қосылатын кез келген перифериялық құрылғыларды қамтамасыз ету үшін қолданылады. Реттеушіде 1А шегі бар. Вин кернеуі неғұрлым жоғары болса және соғұрлым көп ток тартсаңыз, реттегіш қызады. 3.3В кернеуі бар жарық диодты жолақтар немесе сервоқозғалтқыштар сияқты жоғары ток құрылғыларын басқаруға тырысқанда осыны есте сақтаңыз. Gyros, үдеткіштер және ADC түрлендіргіштері сияқты бірнеше I2C құрылғылары проблема болмауы керек.

3 -қадам: Вин

Вин - қозғалтқыштар мен 5В реттегішінің кіріс кернеуі. Вин 5В -тан 12В -қа дейінгі кез келген кернеу болуы мүмкін. Егер сіз Вин үшін 5В қолдансаңыз, борттық 5В реттегіштің шығыс кернеуі 5В болмайды. Бұл 5В реттегішінің 5В -қа дейін реттеу үшін 5В -тан жоғары кернеуге ие болуына байланысты.

Vin сонымен қатар ESP32 dev жинағындағы 3.3В реттегішке кіріс кернеуі ретінде қолданылады.

ESP dev жиынтығының анықтамалық дизайнында USB кернеуін дев жинағының Vin істікшесіндегі кернеуден оқшаулайтын диод бар. Диод Вин кернеуі USB кернеуін қозғауға тырыспайтынын және ESP32 қондырғы жиынтығындағы USB-сериялы көпір чипі тек USB кернеуімен қоректенуін қамтамасыз етеді. Бұл дегеніміз, сіз 5 В жоғары кернеу көзін ажырату тақтасының Виніне қосуға және ешнәрсені бұзудан қорықпай, USB қосылымын қауіпсіз пайдалануға болады. ESP32 dev жинағындағы кернеу реттегіші ажыратқыш тақтада қолданылатын кернеу реттегішімен бір отбасында орналасқан. Бұл олар кіріс кернеулерінің бірдей диапазонын басқара алатынын білдіреді.

Қозғалтқыштарды басқаратын аккумуляторлық жинақты Vin терминалдарына жалғаңыз, ол ESP32 мен сіз қосқан барлық перифериялық құрылғыларды қуаттандырады.

4-қадам: HC-SR04 Sonar датчиктері

Әйгілі HC-SR04 Sonar сенсорының қосылуы үшін екі төрт істікшелі тақырыптар берілген. Тақырыптар сыну тақтасының қарама -қарсы жағында, мотор бұрандалы терминал блоктарының жанында орналасқан. Тақырыптар HC-SR04-пен жеке байланыс орнатылады.

HC-SR04-бұл 5В құрылғы. Ол 5В қуатымен жұмыс істейді және оның шығысы (Эхо) 5В деңгейінде. ESP32 3.3V GPIO бар және 5В төзімді емес. HC-SR04 5В шығысын ESP32 3.3В деңгейіне дейін төмендету үшін сізге кернеу деңгейінің түрлендіргіші қажет. Үзіліс тақтасында HC-SR04 Echo сигналдарының әрқайсысы үшін деңгейлік түрлендіруді орындау үшін қарапайым кернеу бөлгіш бар. HC-SR04 Trig сигналын басқару үшін ESP32 GPIO түйреуіші үшін деңгейлік түрлендіру қажет емес.

HC-SR04 үшін төрт істікшелі тақырып сенсор үшін 5V және Gnd қосылымдарын қамтамасыз етеді. 5В ажыратқыш тақтадағы 5В реттегішпен қамтамасыз етілген.

HC-SRO4-ке қосылу үшін төрт істікшелі тақырып берілсе, HC-SR04-тің Echo және Trig сигналдарын ESP32-ге қосу үшін екі істікшелі тақырып беріледі. Осылайша сіз қай GPIO түйреуішін қолдануды таңдай аласыз. Байланыстыру үшін әйелден әйелге секіргіш сымдарды қолданыңыз. T - Trig кірісі, ал E - Эхо шығыс сигналы түрлендірілген кернеу деңгейі.

HC-SR04 колонкасын басқа 5В сенсорды қосу үшін пайдалану керек. 5V датчигінің шығысын Эхо кірісіне қосыңыз және оны 3,3В сигналға түрлендіру үшін кернеу бөлгішті қолданыңыз. Кернеуді бөлгіш баяу өтетін сигналдарды басқарады. Жоғары жылдамдықтағы ауысулар үшін белсенді кернеу деңгейінің түрлендіргішін пайдалану керек. Егер сіз аналогты сигналды кернеу бөлгішке, содан кейін ESP32 аналогтық кірісіне қоссаңыз, онда вольтты есептегенде кернеудің ауытқуы нөлге 5В емес, нөлге дейін 3,3В дейін болатынын ескеру қажет.

Мысалы, HC-SR04 колонкасының 5V, Gnd және Echo түйреуіштеріне Vishay TSOP34838 инфрақызыл сенсорын сыммен қосуға болады (Эхо сенсордың шығыс түйреуішіне қосылады). Содан кейін сіз 38 кГц тасымалдағышты қолданатын кез келген инфрақызыл инфрақызыл құрылғысынан инфрақызыл пәрмендерін қабылдай аласыз.

5-қадам: Үш түсті жарық диоды

Үш түсті жарықдиодты 5 мм, жалпы анод, тесік арқылы, RGB жарықдиодты. Ағымдық шектеу резисторлары қамтамасыз етілген және жалпы анод 3.3В шинаға қосылады. Жарық диодты пайдалану үшін RGB деп белгіленген үш істікшелі тақырып беріледі. RGB түйреуіштерінің біріндегі төменгі деңгейдегі сигнал сол түсті жарық диодты жарықтандырады. Бір уақытта бірнеше RGB кірістерін басқару нәтижесінде түс қоспасымен бірнеше жарық диодты жарықтандыруға әкеледі. Сіз таңдаған GPIO түйреуіштеріне RGB тақырып түйреуіштерін қосу үшін әйелден әйелге секіргіштерді пайдалана аласыз. Егер сіз светодиодты PWM мүмкіндіктері бар GPIO түйреуішіне қоссаңыз, онда PWM төмен уақытын өзгерту арқылы жарық диодты жарықтылықты өзгертуге болады. Мен жұмыс істейтін кодты түзетуге көмектесу үшін жарықдиодты қолданғанды ұнатамын.

6 -қадам: I2C үзілуі

Үзіліс тақтасында I2C интерфейсі үшін төрт қатарлы түйреуіштер бар. Жолдардың екеуі - әрқайсысы төрт түйреуіш және 3.3V және Gnd. Қалған екі жол - әрқайсысы бес түйреуіш және SDA мен SCL үшін. Бұл жолдардың әрқайсысында қосымша түйреуіш, сіз таңдаған GPIO түйреуіштеріне жолдарды қосу үшін екі аналықтан секіргіш кабельді пайдалана аласыз. ESP32 бірнеше GPIO түйреуіштерінде SDA және SCL сигналдарына ие болуы мүмкін. Төрт 3.3В дейін I2C құрылғылары түйіспелі кабельдерді пайдаланбай қосылуы және қуатталуы мүмкін. Ажыратқыш тақтада SDA және SCL сигналдарында тартылатын резисторлар жоқ. Тартылатын резисторлар I2C шинасына бекітетін құрылғыларда болуы керек.

Ескерту: I2C-мен таныс емес адамдар үшін тартылатын резисторлар SDA мен SCL түйреуіштері ашық, үш күйлі, екі бағытты түйреуіштер болғандықтан қажет. Тартылатын резисторлардың мәні автобустың айналу жылдамдығына және қоңырауына әсер етеді.

7 -қадам: материалдар туралы есеп

Барлық резисторлар SMT 1206.

Барлық конденсаторлар SMT, корпус A, EIA 3216.

Барлық тақырыптар мен розеткалар жолағы 0,1 дюйм (2,54 мм) қадам.

6 - жиырма істікшелі ерлер тақырыптары

6 - бес түйреуіш еркек тақырыптары

4 - төрт түйреуіш еркек тақырыптары

1 - үш түйреуіш еркек басы

2 - екі түйреуіш аталық тақырыптар

2 - жиырма істікшелі аналық розеткалар

1 - TB6612FNG тақтасы, екі, сегіз істікшелі ерлер тақырыптарымен бірге келеді

3 - 10uf тантал конденсаторлары

1 - 10 К резистор

2 - 2.2K резисторлар

5 - 1K резисторлар

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 мм, жалпы анодты RGB жарықдиодты

3 - 3 мм қадам, екі түйреуіш, бұрандалы терминалдар

Қосымша

3 - екі түйреуіш еркек тақырыптары - кесілген Vin, 3.3V және Gnd іздерін қайта қосу үшін

8 -қадам: бәрін орау

Бұл өте қарапайым әмбебап ESP32 тақтасы, оның негізгі тақтасына орнатылған қарапайым роботтар қажет.

Үзіліс тақтасы ESP32 дев жиынтықтарымен шектелмейді. Бір дюймдік аралықта жиырма түйреуішке дейінгі екі қатарлы кез келген микроконтроллер тақтасын қолдануға болады. ESP8266 немесе LPC1768 тақтасы сәйкес келеді. Сіз тақтаны TB6612FNG қосымша тақтасынсыз жинай аласыз және GPIO -ны бұзу үшін пайдалана аласыз. Басқарма сізге оны қалай қолдануға болатыны туралы көптеген нұсқаларды ұсынады.

Егер сізде осы тақталардың кейбірі жасалған болса, тақталардан 'Macedon Engineering' атауын алып тастамаңыз. Сіз бұл тақталарды кез келген коммерциялық емес қолдану үшін еркін пайдалана аласыз. Егер сіз тақтаны жасасаңыз және қолдансаңыз, мен сіз оны не үшін қолданғаныңызды айтар едім. Тақта сізге пайдалы деп ойлаймын.