ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул долбоор кийинки роботтун мээси болуу үчүн иштелип чыккан ESP32 Breakout тактасы үчүн. Бул тактанын өзгөчөлүктөрү;

• Бир дюймдук борборлордо жыйырма казыкка чейин эки катар бар каалаган ESP32 түзмөктөрүн жайгаштырууга болот.
• TB6612FNG кош H көпүрөсүнүн DC мотор контролеру кыз тактасын орнотуу үчүн жер.
• Ар бир мотор байланышы үчүн эки бурамалуу терминал блогу.
• Vin & Gnd үчүн эки бурамалуу терминалдык блок жана беш төөнөгүч казык
• Эки катар жыйырма GPIO үзүлүү казыгы.
• Эхо чыгарылышында чыңалуу бөлүштүргүчтөрү бар эки HC-SR04 Sonar сенсорунун баштары.
• Үч түстүү, жалпы анодго, чектөөчү каршылыгы бар LEDге туташуу үчүн баш.
• Бортунда 5V, 5V & Gnd үчүн беш баштуу казыктары бар 1А чыңалуу жөндөгүчү.
• Ар бир байланыш үчүн 3.3V & Gnd менен I2C туташуулары үчүн төрт баш аталыш.
• Бардык компоненттер схеманын бир жагына орнотулат.

Тактанын физикалык өлчөмү 90мм 56мм, эки жактуу. Бул аны 100мм х 100мм өлчөмүнүн чектеринде, тактай чыгаруучулардын көпчүлүгү арзан прототиптерине киргизет.

Бул такталардын бирин жасоо үчүн керектүү бардык файлдарды githubдан бул жерден тапса болот.

Такта DOIT ESP32 DEVKIT V1дин айланасында иштелип чыккан, анын ар биринде он сегиз казыктан турган эки катар бар. Тактанын артындагы издерди оңой кесип, 5V, Gnd жана 3.3V казыктарын тиешелүү автобустарынан ажыратууга мүмкүнчүлүк берет. Андан кийин бул жерлерде казыктарды GPIO катары колдонуп, секиргичтерди колдонуп, 5V, Gnd жана 3.3V автобустарын ESP32 dev комплектинин тиешелүү казыктарына туташтыра аласыз.

ESP dev комплектин орнотуу үчүн жыйырма тешиктен турган эки катар каралган. Мен сизге ургаачы тилкелерди сатып алып, аларды тешиктерге кошууну сунуштайм. Ошентип, сиз ESP32 иштеп чыгуучу комплектин алып салып, каалаган убакта башкага алмаштыра аласыз. Ошондой эле, розетка тилкелерин колдонуу шаймандардын астына орнотулган тетиктер үчүн көп жол -жоболорду камсыз кылат. Мен кырк төөнөгүчтү жана розеткаларды сатып алып, анан аларды өлчөмүнө чейин кыскартууну жакшы көрөм. Бул чыгымдарды азайтууга жардам берет. Сиз эки розетканын ортосундагы ургаачы тилкелерди кесе албайсыз, аларды кесүү үчүн розетканы "өрттөшүңүз" керек. Башка сөз менен айтканда, кырк төөнүктүү ургаачы уячаны эки жыйырма пин тилкесине бөлүүгө болбойт. Кырк пин ургаачы розетканы жыйырма пин тилкесине жана он тогуз пин тилкесине бөлүүгө болот.

1 -кадам: TB6612FNG Dual H көпүрөсү

TB6612FNG - бул кош H көпүрөсү, бир тепкичтүү моторду же эки DC хобби моторун (щеткасыз моторлорду) башкара турган мотор контроллери. Бул кичинекей, арзан, редукторлуу моторлорду айдоо үчүн идеалдуу. Үзүлүш тактасында TB6612FNG бар кыздык такта орнотууга орун бар. Мен тандап алган TB6612FNG тактасы бир нече жерден жеткиликтүү; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser жана Digikey дагы Sparkfun тактасын сатышат), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress жана Gearbest. Баалар болжол менен бир доллардан беш долларга чейин өзгөрөт.

Ар бир DC мотор драйвери үч GPIO казыгын колдонот. Эки GPIO казыгы мотор абалын аныктайт; алдыга, артка, жээк жана тормоз. Үчүнчү GPIO пин мотор ылдамдыгын көзөмөлдөө үчүн PWM болуп саналат. Жетинчи GPIO пин STBY пинди айдайт. TB6612FNG үчүн башкаруу сигналдары ESP32 GPIO үзүлүү казыктарына катуу зымдуу. Кайсы GPIO казыктары колдонулат, сиз колдонгон ESP32 Dev Kitтин даамы менен аныкталат. Катуу зымдуу казыктар кылдаттык менен тандалып алынган, ошондуктан алар көпчүлүк ESP32 Dev комплекттериндеги GPIO PWM жана Output пиндери менен шайкеш келиши керек.

Кыймылдаткычтар А жана Мотор Б деп белгиленген эки, эки кадап салынган терминал блоктору аркылуу туташат. Кыймылдаткычтар үчүн кубаттуулук Вин деп белгиленген эки бурамалуу терминал блогу же үзүлүү тактасынын бир четиндеги эркек баштардын топтому менен камсыздалат. Vin 6Vдан 12Vга чейин каалаган DC чыңалуусу болушу мүмкүн. 5V, 1A чыңалуу жөндөгүчү Sonar сенсорлорун иштетүү үчүн Вин чыңалуусун 5Вга айландырат.

DOIT Dev KIT эки өлчөмдө келет, 30 казык (бир тарабында 15) жана 36 казык (18 капталында). Мен эки dev комплектинин байланыштарын төмөндө тизмектедим.

30 пин иштеп чыгуучу комплект - 36 пин иштөөчү комплект

AIN1 - 25 - 14 - мотор А үчүн багытты башкаруу

AIN2 - 26 - 12 - мотор үчүн багытты башкаруу

PWMA - 27 - 13 - мотор үчүн ылдамдыкты башкаруу

STBY - 33 - 27 - эки моторду тең токтотот

BIN1 - 16 - 15 - В кыймылдаткычынын багытын башкаруу

BIN2 - 17 - 2 - В кыймылдаткычынын багытын башкаруу

PWMB - 5 - 4 - мотор үчүн ылдамдыкты башкаруу

2 -кадам: GPIO Pins

Тактада GPIO үзүлүшү үчүн жыйырма пин -баштын эки топтому бар. GPIO аталыштарынын ар бир топтомуна 3.3V үчүн жыйырма казык жана Gnd үчүн жыйырма казык кирет. 3.3V казыктары GPIO казыктары менен Gnd казыктарынын ортосунда жайгашкан. Бул конфигурация бир нерсе артка туташтырылганда жарылып кетүү ыктымалдыгын азайтат. GPIO пинге туташкыңыз келген дээрлик бардык нерселер 3.3V же Gnd туташуусун же экөөнү тең талап кылат. Үч катар конфигурациясы ар бир байланыш үчүн сизде дайыма күч жана Gnd пин бар экенин билдирет.

Эгерде сиз DOIT Dev Kitтен башка ESP32 dev комплектин колдонсоңуз, анда DOIT Dev Kitтен башка жерлерде Vin, 3.3V жана Gnd казыктары болушу мүмкүн. Үзүлүш тактасы арткы жагындагы издерди оңой кесип, тиешелүү автобустардан Vin, 3.3V жана Gnd казыктарын изоляциялоо үчүн кесилиши мүмкүн. Сиз андан кийин ESP32 Dev Kit'иңиздин Vin, 3.3V жана Gnd казыктарын тиешелүү автобустарга туташтыруу үчүн секирүүчү зымдарды колдоно аласыз. 3.3V төөнөгүчтөрдү стандарттуу эки пин кыска штепсель аркылуу туташтырса болот. Gnd пин туташуулары үчүн, мен үч пин DuPont снаряддарын, эки ургаачы түйрөөчтөрдү жана кыска зымды колдонуп, бир нече секиргичтерди түздүм. Зымдын ар бир учуна ургаачы казыктарды кыскандан кийин, мен аларды үч пин кабыктын учу оюкчаларына киргиздим.

Эгерде сиз качандыр бир кезде сиз кесип салган трансдерди кайра туташтыргыңыз келсе, анда ар биринин тешик аркылуу өтүүчү топтому бар. Сиз U түрүндөгү секиргич зымды тешиктерге кошуп же эки төөнөгүчтүн башын кошуп, алынуучу секиргичти жасоо үчүн стандарттуу эки пин туташтыргычын колдонсоңуз болот.

Эскертүүчү сөз. ESP32 түзмөктөгү 3.3V жөнгө салуучу ESP32 үчүн 3.3V жана 3.3V шинага тиркелген ар кандай перифериялык жабдууларды камсыз кылуу үчүн колдонулат. Регулятордун 1А чеги бар. Вин чыңалуусу канчалык жогору болсо жана сиз тарткан ток ошончолук көп болсо, жөндөгүчтү ысытып жиберет. 3.3V менен LED тилкелери же серво моторлору сыяктуу жогорку агымдагы түзмөктөрдү башкарууга аракет кылып жатканда муну эстен чыгарбаңыз. Gyros, акселераторлор жана ADC конверторлору сыяктуу бир нече I2C түзмөктөрү көйгөй болбошу керек.

3 -кадам: Вин

Вин - бул моторлордун жана 5В жөндөгүчүнүн кирүү чыңалуусу. Vin 5Vдан 12Vга чейин каалаган чыңалуу болушу мүмкүн. Эгерде сиз Вин үчүн 5В колдонуп жатсаңыз, борттогу 5В жөндөгүчтүн чыгыш чыңалуусу 5В болбойт. Бул 5V жөнгө салуучу 5Vга чейин 5Вдан жогору чыңалууга ээ болушу керек.

Vin ошондой эле ESP32 dev комплектинин 3.3V жөндөгүчүнө киргизүү чыңалуусу катары колдонулат.

ESP dev комплектинин маалымдама дизайны USB чыңалуусун иштеп чыгуучу комплектин Vin пининдеги чыңалуудан ажыратуу үчүн диодго ээ. Диод Вин чыңалуусу USB чыңалуусуна аракет кылбайт жана ESP32 түзмөктөгү USB-серия көпүрөсүнүн чипи USB чыңалуусу менен гана камсыздалат. Бул 5Vдан жогору чыңалуу булагын үзүлүү тактасынын Винине туташтырып, эч нерсени бузуудан коркпостон, ошол эле учурда USB туташуусун колдонсоңуз болот дегенди билдирет. ESP32 иштеп чыгуучу комплектиндеги чыңалуу жөнгө салгычы тактада колдонулган чыңалуу жөндөгүчү менен бир үй -бүлөдө. Бул алар кирүү чыңалуусунун бирдей диапазонун башкара алат дегенди билдирет.

Моторду башкаруучу батарейканы Вин терминалдарына туташтырыңыз, ал ESP32ди жана сиз туташтырган перифериялык түзүлүштөрдү иштетет.

4-кадам: HC-SR04 Sonar сенсорлору

Популярдуу HC-SR04 Sonar сенсорун туташтыруу үчүн эки төрт төөнөгүчтүү баш бар. Аталыштар мотор бурамалуу терминал блокторунун жанында, үзүлүү тактасынын карама -каршы тарабында жайгашкан. Аталыштар HC-SR04 менен жеке байланыш үчүн орнотулган.

HC-SR04-бул 5В түзмөк. Бул 5V менен иштейт жана анын чыгуу (Эхо) сигналы 5V деңгээлинде. ESP32де 3.3V GPIO бар жана 5В чыдамдуу эмес. Андыктан HC-SR04тин 5V чыгарылышын ESP32дин 3.3V деңгээлине түшүрүү үчүн сизге кандайдыр бир чыңалуу деңгээлинин өзгөрткүчү керек. Үзүлүү тактасында HC-SR04 Echo сигналдарынын ар бири үчүн деңгээлди которууну аткаруу үчүн жөнөкөй чыңалуу бөлүштүргүч бар. HC-SR04 Trig сигналын айдаш үчүн ESP32 GPIO пин үчүн деңгээлди өзгөртүү талап кылынбайт.

HC-SR04 үчүн төрт пин баш, сенсор үчүн 5V жана Gnd байланыштарын камсыз кылат. 5V 5V регулятору тарабынан үзүлүү тактасында камсыздалат.

HC-SRO4 менен туташуу үчүн төрт зымдуу баштык камсыз кылынган, ал эми HC-SR04дүн Echo жана Trig сигналдарын ESP32 менен туташтыруу үчүн эки зымдуу баштык каралган. Ушуну менен сиз GPIO төөнөгүчтөрүн колдоно аласыз. Байланыштарды түзүү үчүн аялдан-аялга секирүүчү зымдарды колдонуңуз. T - бул Trig киргизүү жана E - бул чыңалуу деңгээли Эхо чыгаруу сигналы.

Башка 5V сенсорун туташтыруу үчүн HC-SR04 аталышын колдонуу мүмкүн болушу керек. 5V сенсорунун чыгышын Echo киришине туташтырыңыз жана 3.3V сигналына айландыруу үчүн чыңалуу бөлүштүргүчтү колдонуңуз. Чыңалуу бөлүштүргүч жай өтүү сигналдарын башкарат. Жогорку ылдамдыкта өтүү үчүн активдүү чыңалуу деңгээлин алмаштыргычты колдонуу керек. Эгерде сиз аналогдук сигналды чыңалуу бөлүштүргүчкө, андан кийин ESP32деги аналогдук киришке туташтырсаңыз, анда вольтту эсептөөдө чыңалуу селкинчеги нөлдөн 5Вка чейин эмес, 3,3Вка чейин нөлгө барабар экенин эске алууңуз керек.

Мисалы, сиз Vishay TSOP34838 IR сенсорун HC-SR04 баштыктын 5V, Gnd жана Echo казыктарына туташтыра аласыз (Эхо сенсордун чыгуу пинине туташтырылган). Андан кийин 38KHz ташуучуну колдонгон каалаган IR пультунан IR буйруктарын алышыңыз керек.

5-кадам: үч түстүү LED

Үч түстүү LED 5мм, жалпы анод, тешик аркылуу, RGB LED. Учурдагы чектөөчү резисторлор каралган жана жалпы анод 3.3V автобусуна зым менен жабылган. Жарык диодду колдонуу үчүн RGB деп белгиленген үч пин башы каралган. RGB казыктарынын бириндеги төмөнкү деңгээлдеги сигнал ошол түстөгү LEDди күйгүзөт. Бир эле учурда бир нече RGB кириштерин айдап чыгуу, түстүү аралашма менен бир нече LEDдын жарык болушуна алып келет. Сиз тандаган GPIO казыктарына RGB баштыктарын туташтыруу үчүн, аялдан-аялга секиргичтерди колдоно аласыз. Эгерде сиз LEDди PWM мүмкүнчүлүгүнө ээ болгон GPIO пинге туташтырсаңыз, анда PWMдин аз убактысын өзгөртүү менен LEDдин жарыктыгын өзгөртө аласыз. Мен иштеп жаткан кодду мүчүлүштүктөрдү жоюуга жардам берүү үчүн LEDдерди колдонгум келет.

6 -кадам: I2C Breakout

Үзүлүү тактасында I2C интерфейси үчүн төрт катар баштыктар бар. Катарлардын экөөсү төрт казыктан турат жана 3.3V жана Gnd болуп саналат. Калган эки катар беш казыктан турат жана SDA жана SCL үчүн. Бул саптардын ар бириндеги кошумча пин, сиз тандаган GPIO казыктарына катарларды туташтыруу үчүн эки аялдан-аялга секирүүчү кабелдерди колдоно аласыз. ESP32 бир нече GPIO казыктарында SDA жана SCL сигналдарына ээ болушу мүмкүн. Төрт 3.3Vга чейин, I2C түзмөктөрү ромашка чынжырлуу кабелдерге кайрылбастан туташтырылып жана кубаттала алат. Үзүлүү тактасында SDA жана SCL сигналдарында тартылуу каршылыгы жок. Тартуу резисторлору I2C автобусуна туташтырылган түзмөктөрдө болушу керек.

Эскертүү: I2C менен тааныш болбогондор үчүн SDA жана SCL казыктары ачык дренаж, үч абал, эки багыттуу төөнөгүчтөр болгондуктан, тартылуучу резисторлор талап кылынат. Тартуу каршылыгынын мааниси автобустун ылдамдыгына жана шыңгырына таасир этет.

7 -кадам: Билл материалдар

Бардык резисторлор SMT 1206.

Бардык конденсаторлор SMT, case A, EIA 3216.

Бардык аталыштар жана розеткалар 0,1 дюйм (2,54 мм) чайыр.

6 - жыйырма пин эркек аталыштары

6 - беш пин эркек баш

4 - төрт пин эркек баш

1 - үч пин эркек баш

2 - эки төөнөгүч эркек баш

2 - жыйырма пин ургаачы розеткалар

1 - TB6612FNG тактасы, эки, сегиз пин эркек баш менен келет

3 - 10uf Тантал конденсаторлору

1 - 10K каршылыгы

2 - 2.2K каршылыгы

5 - 1K резисторлор

1 - AMS1117, 5V

1 - 5мм, жалпы анод RGB LED

3 - 3мм чайыр, эки пин, бурама терминалдар

Милдеттүү эмес

3 - эки пин эркек аталыштары - Vin, 3.3V жана Gnd издерин кайра туташтыруу үчүн

8 -кадам: Баарын ороп коюу

Бул абдан ар тараптуу ESP32 сынык тактасы, эң популярдуу өзгөчөлүктөрү менен, роботторго орнотулган.

Үзүлүш тактасы ESP32 dev комплекттери менен эле чектелбейт. Бир дюйм аралыкта жыйырма казыкка чейин кош катарлары бар каалаган микроконтроллер тактасын колдонсо болот. ESP8266 же LPC1768 такта туура келет. Тактаны TB6612FNG кызынын тактайы жок чогултуп, GPIO'ну сындыруу үчүн колдонсоңуз болот. Такта сизге аны кантип колдонуунун көптөгөн варианттарын берет.

Эгерде сизде бул тактайлардын айрымдары даярдалган болсо, тактадан 'Македон Инженерия' деген атты алып салбаңыз. Сиз бул такталарды ар кандай коммерциялык эмес колдонмолор үчүн эркин колдоно аласыз. Эгерде сиз тактайчаны жасап, колдонсоңуз, анда мен аны эмне үчүн колдонгонуңду угам. Мен доска пайдалуу деп ишенем.