ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 sammu

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:48

See projekt on mõeldud ESP32 Breakout -plaadile, mis oli mõeldud teie järgmise roboti ajudeks. Selle plaadi omadused on järgmised;

• Mahutab mis tahes ESP32 arenduskomplekti, millel on kaks rida kuni kakskümmend tihvti ühe tolli keskustes.
• Koht TB6612FNG topelt H silla alalisvoolumootori kontrolleri tütaplaadi paigaldamiseks.
• Kahe kruviga klemmliist iga mootoriühenduse jaoks.
• Kahe kruviga klemmiplokk ja komplekt viiest tihvtidest Vin & Gnd jaoks
• Kaks rida kakskümmend GPIO väljalülitusnõela.
• Päised kahele HC-SR04 sonarandurile, pingejaguritega Echo väljundil.
• Päis kolmevärvilise ühise anoodiga ühendamiseks, piiravate takistitega LED.
• Pardal 5V, 1A pingeregulaator, millel on viis pistikut 5V ja Gnd jaoks.
• Neli päiste komplekti I2C -ühendustele, 3,3 V ja Gnd iga ühenduse jaoks.
• Kõik komponendid paigaldatakse trükkplaadi ühele küljele.

Plaadi füüsiline suurus on 90 mm x 56 mm, kahepoolne. See paneb selle enamiku plaaditootjate odavate prototüüpide jaoks 100 mm x 100 mm suuruse piiresse.

Kõik nende tahvlite tegemiseks vajalikud failid leiate githubist siit.

Tahvel on kujundatud ümber DOIT ESP32 DEVKIT V1, millel on kaks rida kaheksateist tihvti. Lihtsalt lõigatud jäljed plaadi tagaküljel võimaldavad eraldada 5V, Gnd ja 3,3V tihvtid vastavatest siinidest. Seejärel saate nendes kohtades olevaid tihvte kasutada GPIO -na ja džemprite abil ühendada 5V, Gnd ja 3,3 V siinid kasutatavate ESP32 arenduskomplekti vastavate tihvtidega.

ESP arenduskomplekti paigaldamiseks on kaks rida kahekümne auguga. Soovitan teil osta naissoost pistikupesa ribad ja joota need aukudesse. Nii saate ESP32 arenduskomplekti igal ajal eemaldada ja teisega asendada. Samuti võimaldab pistikupesa ribade kasutamine palju ruumi seadmete komplekti alla paigaldatud osadele. Mulle meeldib osta nelikümmend tihvtiga päise- ja pistikupesariba ning need siis mõõtu lõigata. See aitab kulusid vähendada. Naiste pistikupesa ribasid ei saa kahe pistikupesa vahel lõigata, nende lõikamiseks peate pistikupesa põletama. Teisisõnu, neljakümne tihvtiga naissoost pistikupesa riba ei saa kaheks kahekümne tihvtiga ribaks lõigata. Nelikümmend tihvtiga naissoost pistikupesa riba saab lõigata kahekümne tihvtiga ribaks ja üheksateistkümne kontaktiga ribaks.

Samm: TB6612FNG Dual H Bridge

TB6612FNG on kahekordne H -sild, mootorikontroller, mis võib juhtida ühte samm -mootorit või kahte alalisvoolu harrastusmootorit (mitte harjadeta mootorid). See sobib ideaalselt väikeste odavate reduktormootorite juhtimiseks, mis on kergesti kättesaadavad. Läbimurdeplaadil on koht tütarplaadi paigaldamiseks, millel on TB6612FNG. TB6612FNG tahvlit, mille valisin kasutada, on saadaval mitmest kohast; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser ja Digikey müüvad ka Sparkfuni plaati), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress ja Gearbest. Hinnad varieeruvad umbes ühest dollarist kuni viie dollarini.

Iga alalisvoolumootori draiver kasutab kolme GPIO tihvti. Kaks GPIO tihvti määravad mootori oleku; edasi, tagasi, kalda ja pidur. Kolmas GPIO tihvt on PWM mootori kiiruse juhtimiseks. STBY tihvti juhib seitsmes GPIO -tihvt. TB6612FNG juhtsignaalid on kõvasti ühendatud ESP32 GPIO väljalülitustihvtidega. Kasutatavaid GPIO tihvte määrab teie kasutatava ESP32 Dev Kit'i maitse. Kõva juhtmega tihvtid valiti hoolikalt nii, et need sobiksid enamiku ESP32 arenduskomplektide GPIO PWM ja väljundnõeltega.

Mootorid ühendatakse kahe, kahe tihvtiga kruviklemmiplokiga, millel on tähis Motor A ja Motor B. Üks mõlemal pool katkestusplaati. Mootorite toiteallikaks on kas kahe kontaktiga kruviklemmiplokk või isaseade päised, mis asuvad katkestusplaadi ühes otsas, märgistusega Vin. Vin võib olla mis tahes alalispinge vahemikus 6V kuni 12V. 5V, 1A pingeregulaator muundab Vini pinge 5V -ks, et toita Sonari andureid.

DOIT Dev KIT on saadaval kahes suuruses: 30 tihvti (15 küljel) ja 36 tihvti (18 küljel). Olen allpool loetlenud mõlema arenduskomplekti ühendused.

30 -kontaktiline arenduskomplekt - 36 -kontaktiline arenduskomplekt

AIN1 - 25 - 14 - mootori A suuna juhtimine

AIN2 - 26 - 12 - mootori A suuna juhtimine

PWMA - 27 - 13 - mootori A kiiruse reguleerimine

STBY - 33 - 27 - peatab mõlemad mootorid

BIN1 - 16 - 15 - mootori B suuna juhtimine

BIN2 - 17 - 2 - mootori B suuna juhtimine

PWMB - 5 - 4 - mootori B kiiruse reguleerimine

2. samm: GPIO tihvtid

Plaadil on kaks komplekti kahekümne kontaktiga päiseid GPIO väljalülitamiseks. Iga GPIO päiste komplekt sisaldab kakskümmend kontakti 3,3 V jaoks ja kakskümmend tihvti Gnd jaoks. 3,3 V tihvtid asuvad GPIO ja Gnd tihvtide vahel. See konfiguratsioon vähendab võimalust, et tagurpidi ühendamisel võib midagi õhku lasta. Peaaegu iga asi, mida soovite GPIO -pistikuga ühendada, nõuab kas 3,3 V või Gnd -ühendust või mõlemat. Kolmekordse rea konfiguratsioon tähendab, et teil on iga ühenduse jaoks alati toide ja Gnd -pin.

Kui kasutate muud ESP32 arenduskomplekti kui DOIT Dev Kit, võib sellel olla Vin, 3.3V ja Gnd tihvte DOIT Dev Kitist erinevates kohtades. Läbimurdeplaadil on tagaküljel hõlpsasti lõigatud jäljed, mida saab lõigata, et eraldada Vin, 3.3V ja Gnd tihvtid vastavatest siinidest. Seejärel saate hüppajajuhtmetega ühendada oma ESP32 Dev komplekti Vin, 3.3V ja Gnd kontaktid õigete siinidega. 3,3 V kontakte saab ühendada tavaliste kahe kontaktiga lühisepistikutega. Gnd -tihvtühenduste jaoks tegin paar džemprit, kasutades kolme tihvtiga DuPonti kesta, kahte naissoost kinnitusnõela ja lühikest traati. Pärast emaste tihvtide pressimist traadi mõlemasse otsa sisestasin need kolme tihvti kesta otsadesse.

Kui soovite kunagi lõigatud transe uuesti ühendada, on igal neist läbivate aukude komplekt. Võite joota aukudesse U -kujulise hüppajajuhtme või lisada kahe kontaktiga päise ja kasutada eemaldatava hüppaja valmistamiseks tavalist kahe kontaktiga lühisepistikut.

Ettevaatust. ESP32 arenduskomplekti 3,3 V regulaatorit kasutatakse 3,3 V toiteks ESP32 ja kõigi lisaseadmete jaoks, mille ühendate 3,3 V siini külge. Regulaatoril on 1A piir. Mida kõrgem on Vini pinge ja mida rohkem voolu võtate, põhjustab regulaatori soojenemise. Pidage seda meeles, kui proovite juhtida 3,3 V suure võimsusega seadmeid, näiteks LED -ribasid või servomootoreid. Mõned I2C -seadmed, nagu güroskoopid, kiirendid ja ADC -muundurid, ei tohiks olla probleemiks.

3. samm: Vin

Vin on mootorite ja 5 V regulaatori sisendpinge. Vin võib olla mis tahes pinge vahemikus 5V kuni 12V. Kui kasutate Vin jaoks 5 V, ei ole pardal oleva 5 V regulaatori väljundpinge 5 V. Selle põhjuseks on asjaolu, et 5 V regulaatori pinge peab olema üle 5 V. 5 V reguleerimiseks.

Vini kasutatakse ka ESP32 dev komplekti 3,3 V regulaatori sisendpingena.

ESP arenduskomplekti viitekujundusel on diood, mis eraldab USB -pinge dev -komplekti Vin -pin pingest. Diood tagab, et Vini pinge ei püüa juhtida USB-pinget ja et ESP32 dev-komplekti USB-seeria silla kiip saab toite ainult USB-pingest. See tähendab, et saate turvaliselt ühendada pingeallika, mis on kõrgem kui 5 V, katkestusplaadi Vini külge ja kasutada samal ajal USB -ühendust, kartmata midagi hävitada. ESP32 arenduskomplekti pingeregulaator kuulub samasse perekonda kui pingeregulaator, mida kasutatakse katkestusplaadil. See tähendab, et nad saavad hakkama sama sisendpinge vahemikuga.

Ühendage mootoripatareid, mis juhivad mootoreid Vin -klemmidega, ning see toidab ka ESP32 -d ja kõiki ühendatud välisseadmeid.

4. samm: HC-SR04 sonari andurid

Populaarse HC-SR04 sonari anduri ühendamiseks on saadaval kaks nelja kontaktiga päist. Päised asuvad purunemisplaadi vastaskülgedel, mootori kruviklemmide lähedal. Päised on seadistatud üks-ühele ühendamiseks HC-SR04-ga.

HC-SR04 on 5 V seade. Seda toidab 5 V ja selle väljundsignaal (kaja) on 5 V tasemel. ESP32 -l on 3,3 V GPIO ja see ei talu 5 V. Seetõttu vajate mingit pingetaseme muundurit, et viia HC-SR04 5 V väljund ESP32 3,3 V tasemele. Katkestusplaadil on lihtsa pingejagur iga HC-SR04 kajasignaali jaoks, et teostada taseme teisendamine. ESP32 GPIO tihvti HC-SR04 Trigi signaali edastamiseks pole taseme teisendamist vaja.

HC-SR04 nelja kontaktiga päis pakub anduri 5V ja Gnd ühendusi. 5V tagab 5V regulaator, mis asub katkestusplaadil.

Kui HC-SRO4-ga ühendamiseks on ette nähtud nelja kontaktiga päis, siis kahe kontaktiga päis, mis ühendab HC-SR04 kaja ja käivitussignaalid ESP32-ga. Nii saate valida, milliseid GPIO tihvte kasutada. Ühenduste tegemiseks kasutage naissoost naissoost juhtmeid. T on Trigi sisend ja E on pingetasemeks teisendatud kaja väljundsignaal.

Peaks olema võimalik kasutada päist HC-SR04 mõne muu 5 V anduri ühendamiseks. Ühendage 5V anduri väljund Echo sisendiga ja kasutage pingejagurit, et muuta see 3,3 V signaaliks. Pingejagur käsitleb aeglase üleminekuga signaale. Kiirete üleminekute korral peaksite kasutama aktiivset pingetaseme muundurit. Kui ühendate analoogsignaali pingejagajaga ja seejärel ESP32 analoogsisendiga, peaksite arvestama, et pinge kõikumine on voltide arvu arvutamisel null kuni 3,3 V, mitte null kuni 5 V.

Näiteks võite ühendada Vishay TSOP34838 IR-anduri HC-SR04 päise 5V, Gnd ja Echo tihvtidega (kaja on ühendatud anduri väljundpistikuga). Siis peaksite saama IR -käske vastu võtta igast IR -kaugjuhtimispuldist, mis kasutab 38KHz operaatorit.

Samm: kolmevärviline LED

Kolmevärviline LED on 5 mm tavaline anood, läbiv auk, RGB LED. Varustatakse voolu piiravad takistid ja ühine anood ühendatakse 3,3 V siini külge. LED -i kasutamiseks on ette nähtud kolme kontaktiga päis, mis on märgistatud kui RGB. Madala taseme signaal ühel RGB -tihvtil süttib selle värvi LED -i. Mitme RGB -sisendi samaaegne juhtimine põhjustab mitme LED -i süttimist ja sellest tulenevat värvisegu. Võite kasutada naissoost naissoost džemprid, et ühendada RGB päise tihvtid teie valitud GPIO tihvtidega. Kui ühendate LED -i GPW -pistikuga, millel on PWM -funktsioon, saate LED -i heledust muuta, muutes PWM -i lühikest aega. Mulle meeldib kasutada LED -e, et aidata mul siluda koodi, millega töötan.

6. samm: I2C purunemine

Murdmisplaadil on neli rida päise tihvte I2C liidese jaoks. Kaks rida on neli tihvti ja 3,3 V ja Gnd. Ülejäänud kaks rida on kumbki viis tihvti ja on mõeldud SDA ja SCL jaoks. Kõigi nende ridade lisatihvt on selline, et saate ridade ühendamiseks valitud GPIO-tihvtidega kasutada kahte naissoost-naissoost hüppajakaablit. ESP32 -l võivad olla SDA- ja SCL -signaalid mitmel GPIO -kontaktil. Kuni nelja 3,3 V I2C -seadet saab ühendada ja toita, ilma et peaksite kasutama ketikaableid. Puudutusplaadil pole SDA- ja SCL -signaalidel tõmbetakistusi. Tõmbetakistid peaksid olema seadmetel, mille ühendate I2C siiniga.

Märkus. Neile, kes ei tunne I2C-d, on vaja tõmbetakistusi, kuna SDA- ja SCL-tihvtid on avatud äravoolu, kolme oleku, kahesuunalised tihvtid. Tõmbetakistite väärtus mõjutab pöörlemiskiirust ja siinil helinat.

7. samm: materjalide arve

Kõik takistid on SMT 1206.

Kõik kondensaatorid on SMT, ümbris A, EIA 3216.

Kõik päised ja pistikupesad on sammuga 0,1 tolli (2,54 mm).

6 - kakskümmend nööpnõela isaspäist

6 - viie nööpnõelaga isane päised

4 - nelja kontaktiga isased päised

1 - kolme kontaktiga isane päis

2 - kahe nööpnõelaga isane päised

2 - 20 kontaktiga pistikupesa ribad

1 - TB6612FNG plaat, kaasas kaheksa kaheksa kontaktiga isane päis

3 - 10uf tantaalkondensaatorid

1-10K takisti

2 - 2,2K takistid

5 - 1K takistid

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, tavaline anood RGB LED

3 - 3 mm samm, kaks tihvti, kruviklemmid

Valikuline

3 - kahe tihvtiga isane päised - lõigatud Vin, 3.3V ja Gnd jälgede taasühendamiseks

8. samm: pakkige see kõik kokku

See on väga mitmekülgne ESP32 katkestusplaat, millel on kõige levinumad funktsioonid, mida vajavad purunemisplaadile sisseehitatud lihtsad robotid.

Jaotusplaat ei piirdu ESP32 arenduskomplektidega. Kasutada võib kõiki mikrokontrolleri plaate, millel on kuni kakskümmend tihvti ühe tolli kaugusel. Sobiks ESP8266 või LPC1768 plaat. Tahvli saate kokku panna ilma tütarettaplaadita TB6612FNG ja kasutada ainult GPIO väljalülitamiseks. Tahvel annab teile palju võimalusi selle kasutamiseks.

Kui teil on mõni neist tahvlitest valmistatud, ärge eemaldage plaatidelt nime „Macedon Engineering”. Saate neid plaate vabalt kasutada mis tahes mitteäriliseks kasutamiseks. Kui te seda plaati teete ja kasutate, oleksin tänulik, kui te seda kasutasite. Loodan, et leiate selle plaadi kasulikuks.