Jenereta ya Kazi ya Kubebeka kwenye Arduino: Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Jenereta ya kazi ni zana muhimu sana, haswa wakati tunazingatia kujaribu majibu ya mzunguko wetu kwa ishara fulani. Katika hii inayoweza kufundishwa nitaelezea mlolongo wa jengo la jenereta ndogo, rahisi kutumia, inayoweza kubeba.

Makala ya mradi:

• Udhibiti kamili wa dijiti: Hakuna haja ya vifaa vya analogi vya kupita.
• Ubunifu wa msimu: Kila mzunguko-mdogo ni moduli iliyotanguliwa rahisi kutumia.
• Pato la mzunguko: Inapatikana kutoka 0Hz hadi 10MHz.
• Udhibiti rahisi: Encoder moja ya rotary na kifungo cha kushinikiza kilichojengwa.
• Betri ya li-ion kwa matumizi rahisi, na uwezo wa kuchaji wa nje.
• Kuunganisha AC na DC kwa muundo wa wimbi la pato.
• Udhibiti wa mwangaza wa LCD kwa upunguzaji wa matumizi ya nishati.
• Kiashiria cha malipo ya betri.
• Udhibiti wa amplitude ya dijiti.
• Aina tatu za mawimbi zinazopatikana: Sine, pembetatu na mraba.

Hatua ya 1: Wazo

Kuna mizunguko mingi ambayo inahitaji vifaa vya upimaji ili kupata habari juu ya majibu ya mzunguko kwa muundo fulani wa wimbi. Mradi huu kwa msingi wa Arduino (Arduino Nano katika kesi hii), na 3.7V betri ya Lithium-Ion kama chanzo cha nguvu na hivyo kufanya kifaa kubebeka. Inajulikana kuwa bodi ya Arduino Nano inahitaji 5V kama ugavi wa umeme, kwa hivyo muundo wa elektroniki una DC-DC kuongeza kibadilishaji ambacho hubadilisha voltage ya betri 3.7V kuwa 5V inayohitajika kwa kuongeza Arduino. Kwa hivyo, mradi huu ni rahisi kujenga, wa kawaida kabisa, na mchoro rahisi wa skimu.

Kuimarisha bodi: Kifaa kina kontakt USB-mini moja ambayo inapokea 5V kutoka kwa usambazaji wa umeme wa nje, ambayo inaweza kuwa PC au chaja ya nje ya USB. circuited iliyoundwa kwa njia ambayo wakati chanzo cha 5V DC kimeunganishwa, betri ya Li-ion inachajiwa na moduli ya sinia ya TP4056 ambayo imeambatanishwa na mzunguko wa usambazaji wa umeme (Mada itapanuliwa zaidi katika hatua zifuatazo).

AD9833: kazi iliyojumuishwa jenereta mzunguko ni sehemu kuu ya muundo, inayodhibitiwa kupitia kiolesura cha SPI na uwezo wa kutoa mraba / sine / pembetatu wimbi na chaguo la moduli ya masafa. Kwa kuwa AD9833 haina uwezo wa kubadilisha amplitude ya ishara ya pato, nimetumia potentiometer ya dijiti 8-kama mgawanyiko wa voltage kwenye ncha ya mwisho ya kifaa (Itaelezewa katika hatua zaidi).

Onyesha: ni LCD ya msingi ya 16x2, ambayo labda ni onyesho maarufu la kioevu-kioo kati ya watumiaji wa Arduino. Ili kupunguza matumizi ya nishati, kuna fursa ya kurekebisha mwangaza wa LCD kupitia ishara ya PWM kutoka kwa pini ya "Analog" iliyofafanuliwa hapo awali ya Arduino.

Baada ya utangulizi huu mfupi, tunaweza kuendelea na mchakato wa ujenzi.

Hatua ya 2: Sehemu na Vyombo

1: Sehemu za Elektroniki:

1.1: Moduli Zilizounganishwa:

• Bodi ya Arduino Nano
• 1602A - Uonyesho wa kioo kioevu
• CJMCU - AD9833 Moduli ya jenereta ya kazi
• TP4056 - Moduli ya sinia ya betri ya Li-ion
• Moduli ya kifuniko cha DC-DC cha Kusonga: 1.5V-3V hadi 5V kibadilishaji

1.2: Duru Jumuishi:

• SRD = 05VDC - 5V relay ya SPDT
• X9C104P - 8-bit 100KOhm potentiometer ya dijiti
• EC11 - Encoder ya Rotary na swichi ya SPST
• 2 x 2N2222A - NPN kusudi la jumla BJT

1.3: Sehemu za kupita na zisizo za kawaida:

• 2 x 0.1uF - kauri capacitors
• 2 x 100uF - capacitors ya umeme
• 2 x 10uF - capacitors ya umeme
• 3 x 10KOhm Resistors
• Wapinzani wa 2 x 1.3KOhm
• 1 x 1N4007 diode ya kurekebisha
• 1 x SPDT Badilisha swichi

1.4: Viunganishi:

• 3 x 4-pin JST 2.54mm viungio vya lami
• 3 x 2-pin JST 2.54mm viungio vya lami
• 1 x RCA kiunganishi cha upokeaji

2: Sehemu za Mitambo:

• 1 x 12.5cm x 8cm x 3.2cm Ufungaji wa plastiki
• 6 x KA-2mm screws za kuvuta
• Screws 4 x KA-8mm za kuchimba visima
• 1 x Kitasa cha kusimba (Sura)
• 1 x 8cm x 5cm Bodi ya Mfano

3. Vyombo na Programu:

• Kituo cha chuma / chuma
• Bisibisi ya umeme
• Kusaga faili za saizi nyingi
• Kisu mkali
• Piga bits
• Biti za bisibisi
• Bunduki ya gundi moto
• Cable ya Mini-USB
• Arduino IDE
• Caliper / mtawala

Hatua ya 3: Ufafanuzi wa Schematics

Ili kurahisisha kuelewa mchoro wa kielelezo, maelezo yamegawanywa katika nyaya ndogo wakati kila mzunguko una jukumu la kila muundo wa muundo:

1. Mzunguko wa Arduino Nano:

Moduli ya Arduino Nano hufanya kama "Ubongo kuu" kwa kifaa chetu. Inadhibiti moduli zote za pembeni kwenye kifaa, kwa njia zote za dijiti na za Analog. Kwa kuwa moduli hii ina kiunganishi chake cha mini-USB, itatumika kama pembejeo ya usambazaji wa umeme na uingizaji wa interface. Kwa sababu hiyo, J1 - kontakt mini-USB imetengwa kutoka kwa ishara ya Arduino Nano (U4).

Kuna chaguo la kutumia pini za analogi zilizojitolea (A0.. A5) kama madhumuni ya jumla ya I / O, kwa hivyo pini zingine hutumiwa kama pato la dijiti, ikiwasiliana na LCD na AC / DC ikiunganisha chaguo la pato la kifaa. Pini za Analog A6 na A7 ni pini za pembejeo za analog na zinaweza kutumika tu kama pembejeo za ADC, kwa sababu ya kifurushi cha Arduino Nano microcontroller ATMEGA328P TQFP, kama ilivyofafanuliwa kwenye hati ya data. Ona kuwa laini ya voltage ya betri VBAT imeambatishwa na pini ya pembejeo ya analog A7, kwa sababu tunahitaji kupata thamani yake ili kujua hali ya chini ya betri ya voltage ya betri ya Li-ion.

Ugavi wa Umeme:

Mzunguko wa usambazaji wa umeme unategemea kuwezesha kifaa kizima kupitia betri ya Li-ion 3.7V iliyogeuzwa kuwa 5V. SW1 ni swichi ya kugeuza SPST inayodhibiti mtiririko wa nguvu kwenye mzunguko mzima. Kama inavyoonekana kutoka kwa hesabu, wakati usambazaji wa umeme wa nje umeunganishwa kupitia kontakt-USB ndogo ya moduli ya Arduino Nano, betri inachajiwa kupitia moduli ya TP4056. Hakikisha kupitisha capacitors ya maadili kadhaa iko kwenye mzunguko, kwani kuna DC-DC inakuza kiboreshaji cha kubadilisha kelele kwenye ardhi na uwezo wa 5V wa mzunguko mzima.

3. AD9833 na Pato:

Mzunguko huu mdogo hutoa muundo wa wimbi linalofaa, linalofafanuliwa na moduli ya AD9833 (U1). Kwa kuwa kuna umeme mmoja tu kwenye kifaa (5V), kuna haja ya kushikamana na uunganishaji wa mzunguko uliochaguliwa kwenye mpororo wa pato. C1 capacitor imeunganishwa kwa safu na hatua ya uteuzi wa amplitude, na inaweza kunyamazishwa kupitia kuendesha gari kwa sasa kwenye inductor ya kupokezana, na hivyo kufanya ishara ya pato ifuatwe moja kwa moja kwa hatua ya pato. C1 ina thamani ya 10uF, inatosha kwa muundo wa mawimbi hata ya masafa ya chini kupita kupitia capacitor bila kupotoshwa, iliyoathiriwa tu na kuondolewa kwa DC. Q1 hutumiwa kama swichi rahisi ya BJT inayotumiwa kuendesha gari kwa sasa kupitia inductor ya relay. Hakikisha kwamba diode imeunganishwa kwa mgawanyo wa nyuma kwa inductor ya relay, ili kuzuia spikes za voltage ambazo zinaweza kuharibu nyaya za kifaa.

Hatua ya mwisho kabisa ni chaguo la amplitude. U6 ni 8-bit digital potentiometer IC, ambayo hufanya kama mgawanyiko wa voltage kwa muundo wa wimbi la pato. X9C104P ni potentiometer ya dijiti ya 100KOhm na marekebisho rahisi sana ya nafasi ya wiper: pembejeo 3-pini za dijiti za kurekebisha nafasi ya wiper ya nyongeza / kupungua.

4. LCD:

Onyesho la glasi ya kioevu ya 16x2 ni kielelezo cha picha kati ya mtumiaji na mzunguko wa kifaa. Ili kupunguza matumizi ya nishati, pini ya taa ya taa ya LCD imeunganishwa na Q2 BJT iliyounganishwa kama swichi, inayodhibitiwa na ishara ya PWM inayoendeshwa na uwezo wa Analog wa Arduino (Itaelezewa katika hatua ya nambari ya Arduino).

5. Encoder:

Mzunguko wa encoder ni kiolesura cha kudhibiti, kinachofafanua shughuli zote za kifaa. U9 ina encoder na swichi ya SPST, kwa hivyo hakuna haja ya kuongeza vifungo vya ziada kwenye mradi huo. Encoder na pini za kubadili zinapaswa kuvutwa na vizuizi vya nje vya 10KOhm, lakini pia inaweza kufafanuliwa kupitia nambari. Inashauriwa kuongezea capacu 0.1uF sambamba na kificho cha encoder A na B ili kuzuia kung'ara kwenye laini hizi za kuingiza.

6. Viunganishi vya JST:

Sehemu zote za nje za kifaa zimeunganishwa kupitia viunganisho vya JST, na hivyo kuifanya iwe rahisi zaidi kukusanya kifaa, na huduma ya ziada ya kupunguza mahali kwa makosa wakati wa mchakato wa ujenzi. Ramani ya viunganisho hufanywa hivi:

• J3, J4: LCD
• J5: Encoder
• J6: Betri
• J7: Badilisha kubadili SPST
• J8: Kiunganishi cha pato la RCA

Hatua ya 4: Kufunga

Kwa sababu ya muundo wa msimu huu wa mradi, hatua ya kuuza inakuwa rahisi:

A. Kuunganisha bodi kuu:

1. Kwanza kabisa, kuna haja ya kupanda bodi ya mfano kwa saizi ya vipimo vilivyofungwa.

2. Kugundisha moduli ya Arduino Nano na kujaribu operesheni yake ya awali.

3. Mzunguko wa usambazaji wa umeme na kuangalia maadili yote ya voltage huendana na mahitaji ya kifaa.

4. Soldering AD9833 moduli na nyaya zote za pembeni.

5. Kuunganisha viunganisho vyote vya JST.

B. Vipengele vya nje:

1. Kuunganisha waya za kiunganishi cha JST kwa pini za LCD kwa mpangilio wa SAWA kama ilivyopangwa kwenye bodi kuu.

2. Kuunganisha waya za kiunganishi cha JST kwa kiambatisho sawa na hatua ya awali

3. Kugeuza kubadili kwa waya za JST.

4. Kuunganisha waya za JST kwenye betri (Ikiwa inahitajika kabisa. Baadhi ya betri za Li-ion zinazopatikana kwenye eBay zimeuzwa kabla na kiunganishi chao cha JST).

Hatua ya 5: Ufungaji na Mkutano

Baada ya kumaliza kwa soldering, tunaweza kuendelea na mlolongo wa mkutano wa kifaa:

1. Fikiria juu ya uwekaji wa sehemu za nje za kifaa: Kwa upande wangu, nilipendelea kuweka kiambatisho chini ya LCD, wakati swichi ya kubadili na kontakt RCA imewekwa pande tofauti za sanduku lililofungwa.

2. Kuandaa fremu ya LCD: Amua mahali LCD itakapokuwa kwenye kifaa, hakikisha itawekwa katika mwelekeo sahihi, ilinitokea mara kadhaa kwamba baada ya kumaliza mchakato wote wa kukata, LCD iligeuzwa wima, ikizungumzia ambayo inasikitisha, kwa sababu kuna haja ya kupanga upya sura ya LCD.

Baada ya sura kuchaguliwa, chimba mashimo kadhaa kwenye mzunguko wa sura nzima. Ondoa kupunguzwa kwa plastiki isiyohitajika na faili ya kusaga.

Ingiza LCD kutoka ndani na upate alama za screw kwenye ua. Piga mashimo na bits inayofaa ya kuchimba kipenyo. Ingiza visu na vifunga karanga upande wa ndani wa jopo la mbele.

3. Encoder: ina sehemu moja tu ya rotary kwenye kifurushi. Piga eneo kulingana na kipenyo cha kiambatisho cha rotary. Ingiza kutoka ndani, funga kwa bunduki ya moto ya gundi. Weka kofia kwenye kiambatisho cha rotary.

4. Badilisha swichi: amua juu ya vipimo vya swichi ya kubadili kugeuza, kwa hivyo inaweza kuvutwa chini au juu kwa uhuru. Ikiwa una alama za screw kwenye swichi ya kugeuza, chimba maeneo yanayofaa kwenye ua, Vinginevyo unaweza kuifunga kwa bunduki ya moto ya gundi.

5. Kontakt ya pato ya RCA: Piga shimo linalofaa la kipenyo kwa kiunganishi cha pato la RCA upande wa chini-chini wa kiambatisho. Funga kwa bunduki ya moto ya gundi.

6. Bodi kuu na betri: Weka betri ya Li-ion upande wa chini wa eneo. Betri inaweza kufungwa na bunduki ya moto ya gundi. Bodi kuu inapaswa kuchimbwa katika maeneo manne kwa screws 4 kwenye kila kona kuu ya bodi. Hakikisha kuwa pembejeo ya mini-USB ya Arduino iko karibu iwezekanavyo kwa mpaka wa ua (Tutalazimika kuitumia kwa malipo na programu).

7. Mini-USB: kata eneo linalohitajika kwa Arduino Nano Micro-USB na faili ya kusaga, na hivyo kuwezesha kuunganisha umeme / PC ya nje kwa kifaa wakati imekusanyika kabisa.

8. Mwisho: Unganisha viunganisho vyote vya JST, ambatanisha sehemu zote mbili za uzio na visu nne za 8mm kwenye kila kona ya zizi.

Hatua ya 6: Nambari ya Arduino

Nambari iliyoambatanishwa ni nambari kamili ya kifaa ambayo inahitajika kwa shughuli kamili ya kifaa. Maelezo yote yanahitajika kwenye sehemu za maoni ndani ya nambari.

Hatua ya 7: Upimaji wa Mwisho

Tuna kifaa chetu tayari kutumika. kontakt mini-USB hufanya wote kama uingizaji wa programu na uingizaji wa sinia ya nje, kwa hivyo kifaa kina uwezo wa kusanikishwa wakati umekusanyika kabisa.

Natumahi, utapata hii inayofaa kufundisha, Asante kwa kusoma!;)