Mạch Tìm hiểu NANO: Một PCB. Dễ học. Chức năng vô hạn: 12 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:34

Khởi đầu trong thế giới điện tử và robot có thể khá khó khăn lúc đầu. Có rất nhiều thứ cần phải học khi bắt đầu (thiết kế mạch, hàn, lập trình, chọn đúng linh kiện điện tử, v.v.) và khi mọi thứ gặp trục trặc, có nhiều biến số cần theo dõi (kết nối dây sai, linh kiện điện tử bị hỏng hoặc lỗi trong mã) vì vậy rất khó cho người mới bắt đầu gỡ lỗi. Rất nhiều người kết thúc bằng việc mua rất nhiều sách và mua nhiều học phần, rồi cuối cùng mất hứng thú sau khi gặp nhiều vấn đề và bế tắc.

Lập trình kỹ thuật số trở nên đơn giản với Tìm hiểu mạch Samytronix - NANO

Bắt đầu từ năm 2019, tôi sẽ gắn nhãn các dự án của mình là Samytronix.

Samytronix Circuit Learn - NANO là một nền tảng học tập được cung cấp bởi Arduino Nano. Với Samytronix Circuit Learn - NANO, chúng ta có thể tìm hiểu các khái niệm cơ bản cần thiết cần thiết để bắt đầu đi sâu hơn vào thế giới điện tử và lập trình chỉ với một bảng duy nhất. Nó đơn giản hóa trải nghiệm học lập trình Arduino bằng cách loại bỏ nhu cầu hàn hoặc sử dụng breadboard và tua lại mạch mỗi khi bạn muốn bắt đầu một dự án mới. Tuyệt vời hơn, Samytronix Circuit Learn - NANO được thiết kế để tương thích với ngôn ngữ lập trình dòng khối nổi tiếng, Scratch, vì vậy bạn có thể học các khái niệm lập trình nhanh hơn và dễ dàng hơn trong khi vẫn có thể linh hoạt để thêm nhiều thành phần hơn như máy kiểm tra tính liên tục, động cơ servo, và một cảm biến khoảng cách.

Bước 1: Thiết kế PCB

Bản thân PCB được thiết kế bởi tôi bằng cách sử dụng EAGLE. Nếu bạn muốn tìm hiểu thêm về cách thiết kế bảng mạch của riêng mình, bạn có thể truy cập Lớp thiết kế bảng mạch của randofo. Nếu bạn chỉ muốn tải xuống thiết kế và đặt hàng cho nhà sản xuất PCB, bạn có thể tải xuống các tệp trong bước tiếp theo.

Nếu bạn muốn sửa đổi thiết kế của tôi cho mục đích của riêng bạn, vui lòng làm như vậy!

Bước 2: Đặt hàng PCB

Để đặt mua PCB, bạn cần tải xuống các tệp mầm (.gbr). Đây là những tệp bạn sẽ cung cấp cho nhà sản xuất. Khi bạn đã tải xuống tất cả các tệp, bạn có thể gửi chúng đến nhà sản xuất PCB. Có rất nhiều nhà sản xuất PCB trên mạng, một trong những nhà sản xuất PCB được khuyên dùng nhiều nhất là PCBWay.

Bước 3: Thu thập các thành phần điện tử và hàn chúng

Hầu hết các linh kiện điện tử được sử dụng đều khá phổ biến và bạn có thể tìm thấy ở cửa hàng điện tử gần nhà. Tuy nhiên, trong trường hợp bạn không thể tìm thấy tất cả các thành phần, bạn có thể lấy chúng trực tuyến từ amazon, ebay, v.v.

• 1x Arduino Nano
• Gói LED 1x 10mm (đỏ, vàng, lục, lam)
• 1x 12mm Buzzer
• 1x điện trở quang
• 1x Thermistor
• 2x Trimpot
• Nút nhấn 2x 12mm
• 1x giắc cắm DC
• 1 bộ tiêu đề nam
• 1 bộ tiêu đề dành cho nữ

• Điện trở:

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

Phần mở rộng tùy chọn:

• Giá đỡ pin với đầu nối DC (khuyến nghị 4x AA)
• Lên đến 4x Servo
• Cáp 2x với kẹp cá sấu
• Cảm biến khoảng cách hồng ngoại sắc nét

Khi bạn đã thu thập tất cả các thành phần điện tử, đã đến lúc hàn chúng vào PCB mà bạn đã đặt hàng.

1. Tôi khuyên bạn nên hàn các điện trở trước vì chúng là thành phần cấu hình thấp nhất. (Hàn điện trở dựa trên giá trị tôi đặt trong ảnh)
2. Cắt chân của điện trở ở phía bên kia của PCB
3. Hàn các bộ phận khác như trong ảnh (bạn có thể kiểm tra vị trí cực âm / cực dương trong ghi chú trong ảnh)

Bước 4: Cắt Laser Acrylic

Bạn có thể tải xuống các tệp đính kèm tại đây để đặt hàng cắt laser của bạn. Tấm acrylic phải dày 3mm. Màu trong suốt được khuyến nghị cho phần trên cùng của trường hợp như thể hiện trong ảnh. Xin lưu ý rằng cũng có những bộ phận nhỏ như miếng đệm sẽ cần thiết.

Bước 5: Xây dựng trường hợp / bao vây

Chuẩn bị:

1. Tấm acrylic cho trường hợp
2. 4x miếng đệm acrylic
3. Đai ốc 4x M3
4. 4x M3 15mm bu lông

Đặt trường hợp cùng với bu lông và đai ốc theo thứ tự này (từ trên xuống):

1. Tấm acrylic hàng đầu
2. Miếng đệm acrylic
3. Ban Samytronix
4. Miếng đệm acrylic
5. Tấm acrylic dưới cùng

Khi bạn đã hoàn thành việc lắp ráp vỏ / hộp, bạn có thể bắt đầu thử nghiệm để lập trình bo mạch. Có một số dự án ví dụ có trong tài liệu hướng dẫn này mà bạn có thể thử (bước 7-9). Bạn có thể chọn giữa Arduino IDE hoặc sử dụng giao diện dòng khối bằng Scratch hoặc Mblock, điều này dễ dàng hơn nhiều nếu bạn mới bắt đầu. Nếu bạn muốn sử dụng Mạch Samytronix Learn NANO với toàn bộ khả năng của nó, tôi khuyên bạn nên thực hiện bước tiếp theo là xây dựng phần mở rộng rô bốt cho bảng.

Bước 6: Xây dựng Tiện ích mở rộng Robot

Bước này không bắt buộc đối với một số dự án. Tiện ích mở rộng robot được thiết kế để bạn tìm hiểu thêm về chuyển động bằng cách sử dụng các servo liên tục để chuyển động bánh xe và tránh chướng ngại vật bằng cách sử dụng cảm biến khoảng cách.

Chuẩn bị:

1. Tất cả các bộ phận acrylic cho phần mở rộng robot.
2. 20x đai ốc M3
3. 14x M3 15mm bu lông
4. 16x M3 10mm bu lông
5. Bộ đệm 4x M3 15mm
6. 2x M3 miếng đệm 25mm

Các bước:

1. Đặt tấm acrylic lại với nhau mà không có bu lông trước
2. Giữ chặt các bộ phận acrylic với nhau bằng cách sử dụng bu lông và đai ốc
3. Đặt 2x servo liên tục và các bánh xe vào khung acrylic
4. Vặn giá đỡ pin vào mặt sau của khung thân acrylic
5. Vặn trục lăn bóng và sử dụng miếng đệm 25mm để tạo khoảng cách với khung
6. Vặn phần nhựa nhỏ vào khung acrylic (nhựa được bao gồm khi bạn mua servo mini 90g)
7. Đặt phần đầu lại với nhau
8. Vặn cảm biến khoảng cách hồng ngoại Sharp
9. Gắn servo vào vật nhỏ bằng nhựa
10. Bước cuối cùng là gắn Samytronix Circuit Learn NANO vào khung robot và đấu dây chúng như hình

Bước 7: Pong bằng S4A (Scratch cho Arduino)

Bản đồ chân trên Samytronix Circuit NANO được thiết kế để tương thích với chương trình s4a. Bạn có thể tải xuống chương trình s4a và cả phần sụn ở đây. Bạn có thể thực hiện bất kỳ dự án nào bạn muốn, ngôn ngữ lập trình xước khá đơn giản và rất dễ hiểu.

Trong hướng dẫn này, tôi sẽ chỉ cho bạn một ví dụ về một trong những cách có thể triển khai Samytronix Circuit NANO, để chơi trò chơi Pong. Để chơi game, bạn có thể sử dụng chiết áp nằm ở chân A0.

1. Đầu tiên, bạn cần vẽ các sprites, đó là quả bóng và con dơi.
2. Bạn có thể kiểm tra các bức ảnh đính kèm và sao chép mã cho mỗi sprites.
3. Thêm một đường màu đỏ ở nền như thể hiện trong ảnh, để khi bóng chạm vào đường màu đỏ thì trận đấu kết thúc.

Sau khi thử ví dụ, tôi hy vọng bạn cũng có thể tạo trò chơi của riêng mình! Giới hạn duy nhất là trí tưởng tượng của bạn!

Bước 8: Điều khiển Cánh tay Robot Servo bằng S4A

Bạn có thể điều khiển tối đa 4 servo bằng Mạch Samytronix Learn NANO. Đây là một ví dụ về việc sử dụng servos như một cánh tay robot. Cánh tay robot thường được sử dụng trong ứng dụng công nghiệp và bây giờ bạn có thể tự chế tạo một cánh tay và lập trình nó dễ dàng với S4A. Bạn có thể sao chép mã từ video và chúng tôi khuyên bạn nên tự lập trình nó!

Bước 9: Xe thông minh sử dụng Arduino IDE

Nếu bạn là một lập trình viên có kinh nghiệm hơn, thì bạn có thể sử dụng Arduino IDE thay vì đầu. Đây là mã ví dụ cho Xe thông minh có thể tránh chướng ngại vật bằng cách sử dụng cảm biến hồng ngoại. Bạn có thể xem video để thấy nó hoạt động.

Hệ thống dây:

1. Trái servo sang D4
2. Servo phải đến D7
3. Hướng servo đến D8
4. Cảm biến khoảng cách đến A4

Bước 10: Bảo vệ thực vật bằng Arduino IDE

Một ý tưởng khác để sử dụng Samytronix Circuit Learn NANO là đặt nó gần chậu cây của bạn để theo dõi nhiệt độ, ánh sáng và độ ẩm của nó. Samytronix Circuit Learn NANO được trang bị một điện trở nhiệt (A2), điện trở quang (A3) và cảm biến liên tục điện trở (A5). Bằng cách gắn cảm biến liên tục về điện trở vào một cặp móng bằng kẹp cá sấu, chúng ta có thể sử dụng nó như một cảm biến độ ẩm. Với những cảm biến này, chúng tôi có thể đo lường, chúng tôi có thể tạo ra chất bảo vệ thực vật. Để xuất ra các giá trị, chúng ta có thể sử dụng ba servo làm đồng hồ đo như trong video.

Chỉ dẫn:

• Đèn LED đỏ = Nhiệt độ không tối ưu
• Đèn LED vàng = Độ sáng không tối ưu
• Đèn LED xanh = Độ ẩm không tối ưu

Nếu tất cả các đèn LED đều tắt, điều đó có nghĩa là môi trường tối ưu cho cây phát triển!

Bước 11: Star Wars Imperial March

Có rất nhiều đầu vào và đầu ra mà bạn có thể sử dụng bằng cách sử dụng Samytronix Circuit NANO, một trong số chúng là bằng cách sử dụng bộ rung piezo. Ở đây đính kèm là một mã Arduino ban đầu được viết bởi nicksort và được tôi sửa đổi cho Circuit Learn. Chương trình này phát Star Wars Imperial March và tôi nghĩ nó khá hay!

Bước 12: Dự án MBlock

mBlock là một sự thay thế khác cho S4A và Arduino IDE gốc. Giao diện của mBlock tương tự như S4A, nhưng ưu điểm của việc sử dụng mBlock là bạn có thể nhìn thấy khối lập trình trực quan cạnh mã Arduino thực. Dưới đây là một video ví dụ về việc sử dụng phần mềm mBlock để lập trình một bản nhạc.

Nếu bạn chưa quen với môi trường Arduino nhưng mới bắt đầu bước vào thế giới lập trình, thì mBlock sẽ phù hợp với bạn. Bạn có thể tải mBlock tại đây (tải mBlock 3).

Điều quan trọng cần ghi nhớ là một trong những điều quan trọng nhất khi học là tiếp tục thử nghiệm, với Samytronix Circuit Learn NANO, mọi thứ được làm ít phức tạp hơn để bạn có thể thử nghiệm và thử những điều mới nhanh hơn trong khi vẫn nắm được tất cả các khái niệm quan trọng về lập trình và thiết bị điện tử.