วงจรเรียนรู้ NANO: หนึ่ง PCB ง่ายต่อการเรียนรู้ ความเป็นไปได้ไม่มีที่สิ้นสุด: 12 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

การเริ่มต้นในโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และวิทยาการหุ่นยนต์อาจเป็นเรื่องค่อนข้างยากในตอนแรก มีหลายสิ่งที่ต้องเรียนรู้ตั้งแต่เริ่มต้น (การออกแบบวงจร การบัดกรี การตั้งโปรแกรม การเลือกส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกต้อง ฯลฯ) และเมื่อมีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้น มีหลายตัวแปรที่ต้องติดตาม (การเชื่อมต่อสายไฟผิด ชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เสียหาย หรือข้อผิดพลาดใน รหัส) ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากสำหรับผู้เริ่มต้นที่จะดีบัก ผู้คนจำนวนมากลงเอยด้วยหนังสือจำนวนมากและซื้อโมดูลจำนวนมาก จากนั้นในที่สุดก็หมดความสนใจหลังจากประสบปัญหาหลายอย่างและติดขัด

การเขียนโปรแกรมดิจิทัลทำได้ง่ายด้วย Samytronix Circuit Learn - NANO

เริ่มปี 2019 ฉันจะติดป้ายกำกับโครงการของฉัน Samytronix

Samytronix Circuit Learn - NANO เป็นแพลตฟอร์มการเรียนรู้ที่ขับเคลื่อนโดย Arduino Nano ด้วย Samytronix Circuit Learn - NANO เราสามารถเรียนรู้แนวคิดพื้นฐานที่จำเป็นซึ่งจำเป็นสำหรับการเริ่มต้นเจาะลึกในโลกของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และการเขียนโปรแกรมด้วยบอร์ดเพียงบอร์ดเดียว มันทำให้ประสบการณ์การเรียนรู้ของการเขียนโปรแกรม Arduino ง่ายขึ้นโดยไม่จำเป็นต้องบัดกรีหรือใช้เขียงหั่นขนมและเดินสายวงจรใหม่ทุกครั้งที่คุณต้องการเริ่มโครงการใหม่ ยิ่งไปกว่านั้น Samytronix Circuit Learn - NANO ได้รับการออกแบบมาให้เข้ากันได้กับภาษาการเขียนโปรแกรมบล็อกไลน์ที่มีชื่อเสียงอย่าง Scratch ดังนั้นคุณจึงสามารถเรียนรู้แนวคิดการเขียนโปรแกรมได้เร็วและง่ายขึ้น ในขณะที่ยังคงมีความยืดหยุ่นในการเพิ่มส่วนประกอบอื่นๆ เช่น เครื่องทดสอบความต่อเนื่อง เซอร์โวมอเตอร์ และเซ็นเซอร์วัดระยะ

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบ PCB

ฉันออกแบบ PCB เองโดยใช้ EAGLE หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการออกแบบแผงวงจรของคุณเอง คุณสามารถไปที่ Circuit Board Design Class โดย randofo หากคุณต้องการดาวน์โหลดการออกแบบและสั่งซื้อไปยังผู้ผลิต PCB คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ได้ในขั้นตอนถัดไป

หากคุณต้องการปรับเปลี่ยนการออกแบบของฉันเพื่อจุดประสงค์ของคุณเอง โปรดดำเนินการตามนี้!

ขั้นตอนที่ 2: สั่งซื้อ PCB

ในการสั่งซื้อ PCB คุณต้องดาวน์โหลดไฟล์ gerber (.gbr) นี่คือไฟล์ที่คุณจะมอบให้กับผู้ผลิต เมื่อคุณดาวน์โหลดไฟล์ทั้งหมดแล้ว คุณสามารถส่งไปยังผู้ผลิต PCB ได้ มีผู้ผลิต PCB จำนวนมาก หนึ่งในผู้ผลิต PCB ที่แนะนำมากที่สุดคือ PCBWay

ขั้นตอนที่ 3: รวบรวมชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์และประสานพวกเขา

ส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ส่วนใหญ่ที่ใช้นั้นมีอยู่ทั่วไปและสามารถพบได้ในร้านขายอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในพื้นที่ของคุณ อย่างไรก็ตาม ในกรณีที่คุณไม่พบส่วนประกอบทั้งหมด คุณสามารถรับส่วนประกอบเหล่านี้ทางออนไลน์จาก amazon, ebay ฯลฯ

• 1x Arduino นาโน
• 1x10mm LED pack (แดง, เหลือง, เขียว, น้ำเงิน)
• 1x12mm Buzzer
• 1x โฟโตรีซีสเตอร์
• 1x เทอร์มิสเตอร์
• 2x ทริมพอท
• ปุ่มกด 2x12mm
• 1x DC แจ็ค
• เฮดเดอร์ชาย 1 ชุด
• เฮดเดอร์หญิง 1 ชุด

• ตัวต้านทาน:

  • 4x 220 โอห์ม 1/4W
  • 4x 10k โอห์ม 1/4W
  • 1x100 โอห์ม 1/4W
  • 1x 100k โอห์ม 1/4W

ส่วนขยายเสริม:

• ที่ใส่แบตเตอรี่พร้อมขั้วต่อ DC (แนะนำให้ใช้ AA x 4)
• สูงสุด 4x เซอร์โว
• 2x สายเคเบิลพร้อมคลิปจระเข้
• เซ็นเซอร์ระยะอินฟราเรดที่คมชัด

เมื่อคุณรวบรวมส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ทั้งหมดแล้ว ก็ถึงเวลาประสานกับ PCB ที่คุณสั่งซื้อ

1. ฉันแนะนำให้บัดกรีตัวต้านทานก่อนเนื่องจากเป็นส่วนประกอบที่มีรายละเอียดต่ำที่สุด (ประสานตัวต้านทานตามค่าที่ฉันใส่ในภาพถ่าย)
2. ตัดขาตัวต้านทานที่อีกด้านหนึ่งของ PCB
3. ประสานส่วนอื่น ๆ ตามที่แสดงในรูปภาพ (คุณสามารถตรวจสอบตำแหน่งแคโทด / แอโนดในหมายเหตุในภาพ)

ขั้นตอนที่ 4: เลเซอร์คัทอะคริลิค

คุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ที่แนบมาที่นี่เพื่อสั่งตัดเลเซอร์ของคุณ แผ่นอะครีลิคต้องมีความหนา 3 มม. แนะนำให้ใช้สีโปร่งใสสำหรับด้านบนของเคสตามที่แสดงในรูปภาพ โปรดทราบว่ายังมีชิ้นส่วนเล็กๆ เช่น สเปเซอร์ ที่จำเป็น

ขั้นตอนที่ 5: สร้างเคส/กล่องหุ้ม

เตรียมตัว:

1. แผ่นอะครีลิคสำหรับเคส
2. อะครีลิคสเปเซอร์ 4x
3. น็อต M3 4x
4. สลักเกลียว M3 15 มม. 4x

ใส่เคสพร้อมกับโบลต์และน็อตตามลำดับนี้ (จากด้านบน):

1. แผ่นอะครีลิคด้านบน
2. สเปเซอร์อะครีลิค
3. บอร์ด Samytronix
4. สเปเซอร์อะครีลิค
5. แผ่นอะครีลิคล่าง

เมื่อคุณประกอบเคส/กล่องหุ้มเสร็จแล้ว คุณสามารถเริ่มการทดสอบเพื่อตั้งโปรแกรมบอร์ดได้ มีบางโครงการตัวอย่างที่รวมอยู่ในคำแนะนำนี้ซึ่งคุณสามารถลองได้ (ขั้นตอนที่ 7-9) คุณสามารถเลือกระหว่าง Arduino IDE หรือใช้อินเทอร์เฟซแบบบล็อคไลน์โดยใช้ Scratch หรือ Mblock ซึ่งง่ายกว่ามากหากคุณเพิ่งเริ่มต้น หากคุณต้องการใช้ Samytronix Circuit Learn NANO อย่างเต็มประสิทธิภาพ ฉันแนะนำให้ทำขั้นตอนต่อไปซึ่งก็คือการสร้างส่วนขยายหุ่นยนต์สำหรับบอร์ด

ขั้นตอนที่ 6: สร้างส่วนขยายหุ่นยนต์

ขั้นตอนนี้ไม่จำเป็นสำหรับบางโครงการ ส่วนต่อขยายของหุ่นยนต์ออกแบบมาเพื่อให้คุณเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการเคลื่อนไหวโดยใช้เซอร์โวต่อเนื่องสำหรับการเคลื่อนที่ของล้อ และหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางโดยใช้เซ็นเซอร์วัดระยะ

เตรียมตัว:

1. ชิ้นส่วนอะครีลิคทั้งหมดสำหรับส่วนต่อขยายของหุ่นยนต์
2. น็อต M3 20x
3. สลักเกลียว 14x M3 15 มม.
4. สลักเกลียว M3 10 มม. 16x
5. สเปเซอร์ M3 15 มม. 4x
6. สเปเซอร์ M3 25 มม. 2x

ขั้นตอน:

1. ติดแผ่นอะครีลิกแบบไม่มีน็อตก่อน
2. ยึดชิ้นส่วนอะคริลิกเข้าด้วยกันโดยใช้สลักเกลียวและน็อต
3. ใส่เซอร์โวต่อเนื่อง 2x และล้อเข้ากับกรอบอะคริลิก
4. ขันที่ยึดแบตเตอรี่ที่ด้านหลังของโครงตัวอะครีลิค
5. ขันสกรูลูกล้อและใช้ตัวเว้นระยะ 25 มม. เพื่อให้ห่างจากเฟรม
6. ขันสกรูชิ้นส่วนพลาสติกเล็กๆ เข้ากับกรอบอะคริลิก (รวมพลาสติกเมื่อคุณซื้อเซอร์โวขนาดมินิ 90 กรัม)
7. ประกอบส่วนหัว
8. ขันสกรูเซ็นเซอร์ระยะอินฟราเรดของ Sharp
9. ติดตั้งเซอร์โวกับสิ่งพลาสติกเล็กน้อย
10. ขั้นตอนสุดท้ายคือการติดตั้ง Samytronix Circuit Learn NANO เข้ากับโครงหุ่นยนต์และต่อสายตามที่แสดง

ขั้นตอนที่ 7: Pong ใช้ S4A (Scratch สำหรับ Arduino)

การแมปพินบน Samytronix Circuit NANO ได้รับการออกแบบมาให้เข้ากันได้กับโปรแกรม s4a คุณสามารถดาวน์โหลดโปรแกรม s4a และเฟิร์มแวร์ได้ที่นี่ คุณสามารถสร้างโปรเจ็กต์ใดก็ได้ตามต้องการ ภาษาเขียนโปรแกรมเริ่มต้นค่อนข้างตรงไปตรงมาและเข้าใจง่าย

ในบทช่วยสอนนี้ ฉันจะแสดงตัวอย่างการใช้งาน Samytronix Circuit NANO ที่เป็นไปได้เพื่อเล่นเกม Pong ในการเล่นเกมคุณสามารถใช้โพเทนชิออมิเตอร์ที่อยู่ในพิน A0

1. ก่อนอื่นคุณต้องวาดสไปรต์ซึ่งก็คือลูกบอลและไม้ตี
2. คุณสามารถตรวจสอบรูปภาพที่แนบมาและคัดลอกโค้ดสำหรับสไปรท์แต่ละตัวได้
3. เพิ่มเส้นสีแดงในพื้นหลังตามที่แสดงในรูปภาพ ดังนั้นเมื่อลูกบอลแตะเส้นสีแดง เกมจะจบลง

หลังจากลองใช้ตัวอย่างแล้ว ฉันหวังว่าคุณจะสามารถสร้างเกมของคุณเองได้! ขีด จำกัด เพียงอย่างเดียวคือจินตนาการของคุณ!

ขั้นตอนที่ 8: การควบคุมแขนหุ่นยนต์เซอร์โวโดยใช้ S4A

คุณสามารถควบคุมเซอร์โวได้สูงสุด 4 ตัวด้วย Samytronix Circuit Learn NANO นี่คือตัวอย่างการใช้เซอร์โวเป็นแขนหุ่นยนต์ แขนกลมักใช้ในงานอุตสาหกรรม และตอนนี้คุณสามารถสร้างมันขึ้นมาเองและตั้งโปรแกรมได้อย่างง่ายดายด้วย S4A คุณสามารถคัดลอกรหัสจากวิดีโอและขอแนะนำอย่างยิ่งให้คุณลองตั้งโปรแกรมด้วยตัวเอง!

ขั้นตอนที่ 9: รถอัจฉริยะโดยใช้ Arduino IDE

หากคุณเป็นโปรแกรมเมอร์ที่มีประสบการณ์มากกว่า คุณสามารถใช้ Arduino IDE แทนการขีดข่วนได้ นี่คือตัวอย่างโค้ดสำหรับ Smart Car ที่สามารถหลีกเลี่ยงสิ่งกีดขวางโดยใช้เซ็นเซอร์อินฟราเรด คุณสามารถดูวิดีโอเพื่อดูการทำงาน

การเดินสายไฟ:

1. เซอร์โวซ้ายไปที่ D4
2. เซอร์โวขวาไปที่ D7
3. หัวเซอร์โวไปที่ D8
4. เซ็นเซอร์ระยะถึง A4

ขั้นตอนที่ 10: Plant Protector โดยใช้ Arduino IDE

อีกแนวคิดหนึ่งในการใช้ Samytronix Circuit Learn NANO คือการวางไว้ใกล้กระถางต้นไม้ของคุณเพื่อตรวจสอบอุณหภูมิ แสง และความชื้น Samytronix Circuit Learn NANO มาพร้อมกับเทอร์มิสเตอร์ (A2), photoresistor (A3) และเซ็นเซอร์วัดความต้านทานความต่อเนื่อง (A5) โดยติดเซ็นเซอร์วัดความต้านทานความต่อเนื่องกับตะปูโดยใช้คลิปจระเข้ เราสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ความชื้นได้ ด้วยเซ็นเซอร์เหล่านี้ เราสามารถวัดได้ เราสามารถสร้างเครื่องป้องกันพืชได้ ในการแสดงค่า เราสามารถใช้เซอร์โวสามตัวเป็นเกจตามที่แสดงในวิดีโอ

ตัวบ่งชี้ที่นำ:

• LED สีแดง = อุณหภูมิไม่เหมาะสม
• LED สีเหลือง = ความสว่างไม่เหมาะสม
• LED สีเขียว = ความชื้นไม่เหมาะสม

หากไฟ LED ทั้งหมดดับลง แสดงว่าสภาพแวดล้อมเหมาะสมที่สุดสำหรับพืชที่จะเติบโต!

ขั้นตอนที่ 11: Star Wars Imperial March

มีอินพุตและเอาต์พุตมากมายที่คุณสามารถเล่นได้โดยใช้ Samytronix Circuit NANO หนึ่งในนั้นคือการใช้เสียง Piezo ที่แนบมานี้เป็นรหัส Arduino ที่เขียนโดย nicksort และแก้ไขโดยฉันสำหรับ Circuit Learn โปรแกรมนี้เล่น Star Wars Imperial March และฉันคิดว่ามันเจ๋งมาก!

ขั้นตอนที่ 12: โครงการ MBlock

mBlock เป็นอีกทางเลือกหนึ่งสำหรับ S4A และ Arduino IDE ดั้งเดิม อินเทอร์เฟซของ mBlock นั้นคล้ายกับ S4A แต่ข้อดีของการใช้ mBlock คือคุณสามารถเห็นบล็อกการเขียนโปรแกรมแบบภาพเคียงข้างกันด้วยโค้ด Arduino จริง ที่แนบมานี้เป็นวิดีโอตัวอย่างการใช้ซอฟต์แวร์ mBlock เพื่อตั้งโปรแกรมเพลง

หากคุณยังใหม่ต่อสภาพแวดล้อม Arduino แต่เพิ่งเริ่มต้นในโลกของการเขียนโปรแกรม mBlock น่าจะเหมาะกับคุณ คุณสามารถดาวน์โหลด mBlock ได้ที่นี่ (ดาวน์โหลด mBlock 3)

สิ่งสำคัญที่ต้องจำไว้เสมอว่าสิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งในการเรียนรู้คือทำการทดลองต่อไป ด้วย Samytronix Circuit Learn NANO สิ่งต่างๆ จะซับซ้อนน้อยลง คุณจึงสามารถทดลองและลองสิ่งใหม่ๆ ได้เร็วขึ้นในขณะที่ยังคงได้รับแนวคิดที่สำคัญทั้งหมดของการเขียนโปรแกรมและ อิเล็กทรอนิกส์.