Тинкеркадды кантип колдонсоңуз болот? Аппаратты текшерүү жана ишке ашыруу: 5 кадам (Сүрөттөр менен)

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

Райондук симуляция - бул компьютердик программа электрондук схеманын же тутумдун жүрүм -турумун окшоштуруучу техника. Жаңы конструкцияларды чындыгында схеманы же системаны курбастан эле сынап, баалоого жана диагноз коюуга болот. Райондук симуляция чындыгында райондук деңгээлдеги мүчүлүштүктөрдү четтетүүдөн мурун маалыматтарды чогултуу үчүн системанын көйгөйлөрүн чечүүдө пайдалуу курал болушу мүмкүн. Бул дизайнерге системанын чындыгында курулганга чейин дизайнынын тууралыгын жана эффективдүүлүгүн аныктоого мүмкүндүк берет. Демек, колдонуучу системаларды физикалык жактан курбастан, альтернативдүү долбоорлордун артыкчылыктарын изилдей алат. Долбоорлоо стадиясында эмес, конструкциялоо боюнча конкреттүү чечимдердин эффекттерин изилдөө менен, системаны куруунун жалпы наркы бир топ төмөндөйт.

Ошентип, программалык камсыздоону симуляциялоо физикалык түрдө схеманы жасоодон мурун аракет кылуунун жакшы жолу. Tinkercad-бул веб-негизделген симуляция куралы, ал сиздин жабдыктарыңызды, ошондой эле программалык камсыздоону эч кандай физикалык туташуусуз, ал тургай эч кандай аппараттык жабдууларды сатып албастан текшерүүгө жардам берет.

Сиз качандыр бир убакта Arduinoдо киргизүү-чыгаруу казыктарынын жетишсиздигин сездиңиз беле? Эгерде сиз көп тонна светодиод айдагыңыз келсе же LED кубун жасоону кааласаңыз, мен сизди I/O казыктарынын каалоосун сезди деп ойлойм. Сиз чексиз светодиодду Arduino'нун 3 казыгын колдонуп айдай алаарыңызды билесизби? Ооба, нөөмөт реестрлери бул сыйкырды жасоого жардам берет. Бул көрсөтмөдө мен 74HC595 нөөмөт реестрин колдонуу менен чексиз киргизүү жана чыгарууну кантип ишке ашыра аларыбызды көрсөтөм. Мисалы, мен термометр жана люкс эсептегич менен 7 7 сегменттүү дисплейди колдонуп санариптик саат жасайм. Акыры аппараттык схеманы жасоодон мурун мен Tinkercadдагы схеманы окшоштурдум, анткени буларга көп байланыштар тартылган. Симуляция сизге көбүрөөк ишенимдүү кылат жана сиз эч кандай физикалык сыноосуз жана катасыз сиздин схемаңызды аягына чейин текшере аласыз. Албетте, бул кымбат баалуу аппаратты жана баалуу убакытты үнөмдөөгө жардам берет.

Сиз симуляцияга бул жерден кире аласыз:

1 -кадам: Аппаратты күйүүдөн сактаңыз

Башка электрондук схемалар сыяктуу эле, LED микросхемалары да токко өтө сезимтал. Светодиод күйүп кетсе, анда номиналдуу токко караганда көбүрөөк агат (мисалы, 20мА). Тиешелүү резисторду тандоо схемаларды же LEDди күйгүзбөстөн, жарыктыгы үчүн абдан маанилүү.

Tinkercad микросхемаларынын эң сонун өзгөчөлүгү бар. Бул сизге чынжыр элементтери аркылуу номиналдуу ток көбүрөөк агып кетсе көрсөтөт. Кийинки схемада мен жети сегменттүү дисплейди эч кандай каршылыгы жок сменалык регистрге туташтырдым. Бул реестр үчүн жети сегменттүү дисплей үчүн да коопсуз эмес жана экөө тең бул байланыш аркылуу күйүп кетиши мүмкүн. Tinkercad кызыл жылдыздар тарабынан чындыкты көрсөтөт.

Кийинки схемада мен LEDдын ар бир сегментине 180 Ом резистор коштум. Болжол менен 14.5мА ток дисплейдин ар бир сегментинен өтөт, бул дисплей үчүн сакталат. Бирок симуляциядан бул каршылык мааниси IC үчүн коопсуз эмес экенин көрүүгө болот. Сменалык регистрдин учурдагы максималдуу кубаттуулугу 50мА. Ошентип, IC дисплей сегментинде үчкө чейин коопсуз (14.5 x 3 = 43.5mA). Эгерде ICде үчтөн ашык сегмент күйүп кетсе (мисалы, 14.5 x 4 = 58mA). Жаратуучулардын көбү бул чындыкка көңүл бурушпайт. Алар дисплейди гана эске алуу менен резистордун маанисин эсептешет.

Бирок алар Tinkercadдагы схеманы окшоштурушса, бул катаны кетирүү мүмкүнчүлүгү нөлгө барабар. Анткени Tinkercad кызыл жылдызды көрсөтүү менен сизге эскертүү берет.

Төмөндөгү сүрөттө көрсөтүлгөндөй чычкан курсорун жылдыздын үстүнө жылдырып койсоңуз болот.

Төмөнкү дизайн идеалдуу, мен дисплейдин ар бир сегментине 470 Ом резисторун тандап алам. Атташе Arduino эскизи схеманы симуляциялоодо колдонулган.

2 -кадам: Чыңалууну, Токту, Каршылыкты жана Толкундун Фигурасын өлчөө

Электрдик схема үчүн токту жана чыңалууну өлчөө чоң кыйынчылык болуп саналат, өзгөчө бир нече параллель өлчөө талап кылынат. Tinkercad симуляциясы бул маселени оңой эле чече алат. Сиз учурдагы чыңалууну жана каршылыкты оңой эле өлчөй аласыз. Сиз муну бир эле учурда бир нече бутактар үчүн жасай аласыз. Төмөнкү орнотуу жалпы токту жана чынжырдын чыңалуусун көрсөтөт.

Ошондой эле толкундун формасын байкоо жана жыштыкты өлчөө үчүн осциллографты колдонсоңуз болот.

Жогоруда орнотулган осциллографта Arduinoдон саат сигналын көрсөтөт. Сиз ошондой эле бир нече бутактардын учурдагы жана чыңалуусун өтө натыйжалуу өлчөй аласыз. Эгерде сиз практикалык схемадан мультиметрди колдонуп, бир эле учурда бир нече бутактарды өлчөгүңүз келсе, бул абдан кыйын болот. Бирок Tinkercadда сиз муну абдан оңой жасай аласыз. Кийинки схемада мен ар кандай бутактардан келген токту өлчөө үчүн бир нече амперметрди колдондум.

3 -кадам: Программаны жазуу жана Сериялык Мониторду колдонуу

Tinkercad схемасынын кызыктуу жана пайдалуу өзгөчөлүктөрүнүн бири - бул код редактору жана сиз Arduino жана ESP8266 үчүн программаны түздөн -түз анын чөйрөсүнөн жаза аласыз. Сиз ошондой эле Блок режимин тандап, графикалык чөйрөнү колдонуу менен программа түзө аласыз. Бул программалоо тажрыйбасы жок жаратуучу жана хобби үчүн абдан пайдалуу.

Ошондой эле камтылган мүчүлүштүктөрдү оңдоочу бар, анда сиз кодуңузду мүчүлүштүктөрдү оңдой аласыз. Мүчүлүштүктөрдү оңдоочу кодуңуздагы катаны (катаны) аныктоого жана аны оңдоого (мүчүлүштүктөрдү жоюуга) жардам берет.

Tinkercad схемасында сериялык монитор да бар жана сиз сенсордун маанисин көзөмөлдөп, схемаңызды оңой оңдой аласыз. Төмөнкү схема PIR & УЗИ сенсорун текшерүү үчүн колдонулган жана = bserve сериялык монитордо.

Сиз схемага шилтемеден кире аласыз:

4 -кадам: Чоң жана татаал схеманы симуляциялоо (термометр жана люкс метр менен саат)

Tinkercadда ар кандай татаал схеманы иш жүзүндө жасоодон мурун туурай аласыз. Бул баалуу убактыңызды үнөмдөй алат. Татаал схемада ката кетирүү мүмкүнчүлүгү абдан чоң. Эгер сиз аны Tinkercadда сынап көрсөңүз, анда бул абдан эффективдүү болушу мүмкүн, анткени сиз схемаңыздын жана программанын иштээрин же иштебей турганын билесиз. Натыйжада, сиз да схемаңызды сиздин талабыңызга жараша өзгөртүп жана жаңырта аласыз.

Мен Тинкеркаддагы татаал схеманы окшоштурдум жана бул термометр жана люкс метр менен саат схемасы. Район 5В регулятору бар 9В батареядан иштейт. Алты, жети сегменттүү дисплей убакытты саат, мүнөт жана секунд менен көрсөтүү үчүн колдонулат. Убакытты тууралоо үчүн бир аналогдук кирүүнү колдонгон төрт баскыч колдонулат. Ойготкучту коюу үчүн коңгуроо туташкан. LM35 IC чөйрөнүн температурасын сезүү үчүн колдонулат. Айланадагы жарык сенсор люкс өлчөө үчүн колдонулат.

Санарип баскычты которуу Arduino pin #7 үчүн колдонулат. Бул баскычты алмаштыруу параметрди өзгөртүү үчүн колдонулат. Демейки боюнча, ал убакытты көрсөтөт же саат режиминде иштейт. Биринчи пресс үчүн ал температураны көрсөтөт жана экинчи пресс үчүн люкс деңгээлин көрсөтөт.

5 -кадам: Аппараттык камсыздоо менен ишке ашыруу

Районду окшоштуруп, программаны жана каршылыктын маанисин тууралагандан кийин, бул чынжырды иш жүзүндө жүзөгө ашыруу үчүн эң сонун убакыт. Практикалык схеманы кайсы бир жерде көрсөтүү үчүн прототип кылгыңыз келсе, нан тактасында ишке ашырылышы мүмкүн. Нан тактасынын кээ бир артыкчылыктары жана кемчиликтери бар. Нан тактасынын негизги артыкчылыгы - аны оңой эле өзгөртүүгө болот жана бул үчүн эч кандай ширетүү талап кылынбайт. Башка жагынан алганда, панель схемасынын туташуусу оңой эле бошоп кетиши мүмкүн жана татаал схеманы аныктоо өтө кыйын.

Эгерде сиз аны практикалык колдонууну кааласаңыз, анда ПХБ схемасы эң жакшы болот. Сиз өзүңүздүн PCB схемаңызды үйдө абдан оңой жасай аласыз. Бул үчүн атайын шаймандар талап кылынбайт. Эгерде сиз DIY ПХБ жөнүндө билгиңиз келсе, анда бул жагымдуу көрсөтмөлөрдү аткарсаңыз болот.

1. Үйдө жасалган PCB этап-этабы менен recwap.

2. Пиномелеан боюнча ПХБ жасоо-гид

Сиз ошондой эле кесипкөй PCB үчүн онлайн заказ кыла аласыз. Бир нече өндүрүүчүлөр PCB басып чыгаруу кызматын абдан төмөн баада беришет. SeeedStudio Fusion PCB жана JLCPCB - эң көрүнүктүү эки кызмат көрсөтүүчү. Сиз булардын бирин сынап көрсөңүз болот.

[Эскертүү: Кээ бир сүрөттөр интернеттен чогултулган.]

Electronics Tips & Tricks Challenge экинчи сыйлыгы