ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Bu loyiha sizning keyingi robotingizning miyasi bo'lishi uchun mo'ljallangan ESP32 Breakout taxtasi uchun mo'ljallangan. Ushbu taxtaning xususiyatlari:

• Bir dyuymli markazlarda yigirma pimgacha bo'lgan ikkita qatorga ega bo'lgan har qanday ESP32 dev to'plamini joylashtirish mumkin.
• TB6612FNG dual H ko'prikli shahar motorli boshqaruv moslamasini o'rnatish uchun joy.
• Har bir dvigatel ulanishi uchun ikkita vintli terminal bloki.
• Vin & Gnd uchun ikkita vintli terminal bloki va beshta boshli pin
• Ikki qatorli yigirma GPIO chiqib ketish pimi.
• Ikki HC-SR04 Sonar sensori uchun sarlavhalar, Echo chiqishidagi kuchlanish bo'linuvchilari.
• Uch rangli, umumiy anodli, cheklovli rezistorli LEDga ulanish uchun sarlavha.
• 5V va Gnd uchun beshta boshli pinli 5V, 1A kuchlanish regulyatori.
• Har bir ulanish uchun 3.3V va Gnd bilan I2C ulanish uchun to'rtta sarlavha to'plami.
• Barcha komponentlar elektron kartaning bir tomoniga o'rnatiladi.

Kengashning jismoniy o'lchami 90 mm x 56 mm, ikki tomonlama. Bu ko'pchilik taxta ishlab chiqaruvchilar uchun arzon narxlardagi prototiplar uchun 100 mm x 100 mm o'lchamlari chegaralarida yaxshi joylashadi.

Ushbu taxtalardan birini yaratish uchun zarur bo'lgan barcha fayllarni github -da topishingiz mumkin.

Kengash DOIT ESP32 DEVKIT V1 atrofida ishlab chiqilgan bo'lib, uning har biri o'n sakkizta pinli ikkita qatorga ega. Kengashning orqa qismidagi izlar osongina kesilgan 5V, Gnd va 3.3V pinlarini tegishli avtobuslardan ajratish imkonini beradi. Keyin siz bu joylardagi pinlarni GPIO sifatida ishlatishingiz va o'tish moslamalarini ishlatishingiz mumkin, 5V, Gnd va 3.3V avtobuslarini siz foydalanadigan ESP32 dev to'plamidagi mos keladigan pinlarga ulashingiz mumkin.

ESP dev to'plamini o'rnatish uchun yigirma teshikli ikkita qator ajratilgan. Men sizga ayol rozetkalarni sotib olishni va ularni teshiklarga lehimlashni maslahat beraman. Shunday qilib, siz ESP32 dev to'plamini olib tashlashingiz va xohlagan vaqtda uni boshqasiga almashtirishingiz mumkin. Bundan tashqari, rozetkali chiziqlar yordamida asboblar to'plami ostiga o'rnatilgan qismlar uchun ko'p bo'shliqlar mavjud. Men qirq pinli sarlavha va rozetkalarni sotib olishni yaxshi ko'raman. Bu xarajatlarni kamaytirishga yordam beradi. Siz ikkita rozetkaning orasidan ayol rozetkalarni kesolmaysiz, ularni kesish uchun rozetkani «yoqishingiz» kerak. Boshqacha aytganda, qirq pinli ayol rozetkani ikkita yigirma pinli chiziqqa kesib bo'lmaydi. Qirq pinli ayol soket tasmasini yigirma pinli va o'n to'qqizta pinli tasma bilan kesish mumkin.

1 -qadam: TB6612FNG Dual H ko'prigi

TB6612FNG - bu ikki pog'onali H ko'prigi, dvigatelni boshqaruvchi, u bir pog'onali dvigatelni yoki ikkita shahar hobbi dvigatelini boshqarishi mumkin (cho'tkasi bo'lmagan motorlar). Bu oson mavjud bo'lgan kichik, arzon, tishli dvigatellarni haydash uchun ideal. Ajratuvchi taxtada TB6612FNG bo'lgan qo'shimcha taxtani o'rnatish uchun joy bor. Men tanlagan TB6612FNG taxtasi bir necha joylardan mavjud; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser va Digikey shuningdek Sparkfun taxtasini sotadi), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress va Gearbest. Narxlar bir dollardan besh dollargacha o'zgarib turadi.

Har bir shahar motor drayveri uchta GPIO pinidan foydalanadi. Ikkita GPIO pinlari motor holatini aniqlaydi; oldinga, orqaga, qirg'oq va tormoz. Uchinchi GPIO pin - bu dvigatel tezligini boshqarish uchun PWM. Ettinchi GPIO pin STBY pinini boshqaradi. TB6612FNG uchun boshqaruv signallari ESP32 GPIO ajratish pimlariga ulanadi. Qaysi GPIO pinlari ishlatilishini siz foydalanadigan ESP32 Dev Kit to'plamining ta'mi aniqlaydi. Qattiq simli pinlar ehtiyotkorlik bilan tanlangan, shuning uchun ular ESP32 Dev to'plamlarining ko'pchiligida GPIO PWM va Chiqish pinlariga mos kelishi kerak.

Dvigatellar ikkita va ikkita pinli vintli terminal bloklari yordamida A va D dvigatellari bilan birlashtirilgan. Dvigatellar uchun quvvat ikkita pinli vintli terminal bloki yoki uzatish taxtasining bir uchida, erkak deb nomlangan erkaklar sarlavhasi bilan ta'minlangan. Vin 6V dan 12V gacha bo'lgan har qanday shahar kuchlanish bo'lishi mumkin. 5V, 1A kuchlanish regulyatori Sonar sensorlarini quvvatlantirish uchun Vin kuchlanishini 5V ga o'zgartiradi.

DOIT Dev KIT ikkita o'lchamda keladi: 30 ta pin (bir tomonda 15 ta) va 36 ta pinli (18 tomonda). Men quyida ikkala dev to'plamlari uchun ulanishlarni sanab o'tdim.

30 pinli asboblar to'plami - 36 pinli asboblar to'plami

AIN1 - 25 - 14 - A dvigateli uchun yo'nalishni boshqarish

AIN2 - 26 - 12 - A dvigateli uchun yo'nalishni boshqarish

PWMA - 27 - 13 - A dvigateli uchun tezlikni boshqarish

STBY - 33 - 27 - ikkala dvigatelni to'xtatadi

BIN1 - 16 - 15 - B dvigateli uchun yo'nalishni boshqarish

BIN2 - 17 - 2 - B dvigateli uchun yo'nalishni boshqarish

PWMB - 5 - 4 - B dvigateli uchun tezlikni boshqarish

2 -qadam: GPIO pinlari

Kengashda GPIO uzilishi uchun yigirma pinli ikkita sarlavha mavjud. GPIO sarlavhalarining har bir to'plami 3,3V uchun yigirma pinni va Gnd uchun yigirma pinni o'z ichiga oladi. 3.3V pinlari GPIO va Gnd pinlari o'rtasida joylashgan. Bu konfiguratsiya biror narsa orqaga ulangan bo'lsa portlash ehtimolini kamaytiradi. GPIO piniga ulanmoqchi bo'lgan deyarli hamma narsa 3.3V yoki Gnd ulanishini yoki ikkalasini ham talab qiladi. Uch qatorli konfiguratsiya har doim har bir ulanish uchun quvvat va Gnd piniga ega bo'lishingizni anglatadi.

Agar siz DOIT Dev to'plamidan boshqa ESP32 dev to'plamidan foydalansangiz, unda DOIT Dev to'plamidan farqli bo'lgan joylarda Vin, 3.3V va Gnd pinlari bo'lishi mumkin. Chiqib ketish taxtasi orqa tarafdagi izlarni osongina kesib tashladi, ularni tegishli avtobuslardan Vin, 3.3V va Gnd pinlarini ajratish uchun kesish mumkin. Keyin siz ESP32 Dev Kit -ning Vin, 3.3V va Gnd pinlarini tegishli avtobuslarga ulash uchun o'tish simlarini ishlatishingiz mumkin. 3.3V pimlarni standart ikkita pinli qisqa tutqich yordamida ulash mumkin. Gnd pinli ulanishlar uchun men uchta pinli DuPont qobig'idan, ikkita urg'ochi qisqichdan va qisqa simdan foydalangan holda bir nechta o'tish moslamalarini yasadim. Simning har bir uchiga urg'ochi pimlarni qisib qo'ygandan so'ng, men ularni uch pinli qobiqning so'nggi uyalariga joylashtirdim.

Agar siz kesgan translarni qayta ulashni xohlasangiz, ularning har birida teshiklar to'plami bor. Siz U shaklidagi o'tish simini teshiklarga lehimlashingiz yoki ikkita pinli sarlavhani qo'shishingiz va olinadigan o'tish moslamasini yaratish uchun standart ikkita pinli qisqa tutqichdan foydalanishingiz mumkin.

Ogohlantirish so'zi. ESP32 dev to'plamidagi 3.3V regulyator ESP32 va 3.3V avtobusga ulangan har qanday tashqi qurilmalar uchun 3.3V ta'minlash uchun ishlatiladi. Regulyator 1A chegarasiga ega. Vin voltaji qanchalik baland bo'lsa va siz qancha ko'p oqim chiqarsangiz, regulyator qizib ketishiga olib keladi. 3.3V kuchlanishli LED chiziqlar yoki servo dvigatellar kabi yuqori oqim qurilmalarini haydashda buni yodda tuting. Gyros, tezlatgichlar va ADC konvertorlari kabi bir nechta I2C qurilmalari muammo bo'lmasligi kerak.

3 -qadam: Vin

Vin - bu dvigatellar va 5V regulyatorining kirish voltaji. Vin 5V dan 12V gacha bo'lgan har qanday kuchlanish bo'lishi mumkin. Agar siz Vin uchun 5V dan foydalansangiz, bortdagi 5V regulyatorining chiqish voltaji 5V bo'lmaydi. Buning sababi shundaki, 5V regulyatori 5V ni sozlash uchun 5V dan yuqori kuchlanishga ega bo'lishi kerak.

Vin, shuningdek, ESP32 dev to'plamidagi 3.3V regulyatorga kirish voltaji sifatida ishlatiladi.

ESP dev to'plami mos yozuvlar dizaynida USB kuchlanishini dev to'plamining Vin pinidagi kuchlanishdan ajratish uchun diod mavjud. Diyot Vin kuchlanish USB kuchlanishini ishlatishga urinmasligini va ESP32 dev to'plamidagi USB-Seriya ko'prigi chipi faqat USB kuchlanishidan quvvatlanishini ta'minlaydi. Bu shuni anglatadiki, siz 5V dan yuqori kuchlanish manbasini uzilish taxtasining Vin -ga ulashingiz va hech qachon yo'q qilishdan qo'rqmasdan USB -ulanishni ishlatishingiz mumkin. ESP32 dev to'plamidagi voltaj regulyatori uzilish platasida ishlatiladigan voltaj regulyatori bilan bir xil oilada joylashgan. Bu shuni anglatadiki, ular bir xil kirish kuchlanish diapazonini boshqarishi mumkin.

Dvigatellarni boshqaradigan batareya paketini Vin terminallariga ulang, shunda u ESP32 va siz ulagan har qanday tashqi qurilmalarni quvvatlaydi.

4-qadam: HC-SR04 sonar sensorlar

Mashhur HC-SR04 Sonar sensorini ulash uchun ikkita to'rtta pinli sarlavha o'rnatilgan. Sarlavhalar chiqib ketish taxtasining qarama -qarshi tomonlarida, dvigatel vintli terminal bloklari yonida joylashgan. Sarlavhalar HC-SR04 bilan birma-bir ulanish uchun o'rnatiladi.

HC-SR04-5V qurilmasi. U 5V quvvat bilan ishlaydi va uning chiqish (Echo) signali 5V darajasida. ESP32 3.3V GPIO -ga ega va 5Vga chidamli emas. Shunday qilib, HC-SR04 5V kuchlanishini ESP32 3.3V darajasiga tushirish uchun sizga kuchlanish darajasining konvertori kerak. Chiqib ketish taxtasida HC-SR04 Echo signallarining har biri uchun darajali konvertatsiyani amalga oshirish uchun oddiy kuchlanish bo'luvchi mavjud. HC-SR04 Trig signalini boshqarishi uchun ESP32 GPIO piniga darajani o'zgartirish talab qilinmaydi.

HC-SR04 uchun to'rt pinli sarlavha sensor uchun 5V va Gnd ulanishlarini ta'minlaydi. 5V 5V regulyator tomonidan uzilishlar taxtasida ta'minlanadi.

HC-SRO4 ga ulanish uchun to'rtta pinli sarlavha o'rnatilgan bo'lsa, HC-SR04 ning Echo va Trig signallarini ESP32 ga ulash uchun ikkita pinli sarlavha o'rnatilgan. Shunday qilib, qaysi GPIO pinlarini ishlatishni tanlashingiz mumkin. Ulanish uchun ayoldan ayolga o'tish simlaridan foydalaning. T - Trig kirish va E - kuchlanish darajasiga aylantirilgan Echo chiqish signali.

Boshqa 5V sensorni ulash uchun HC-SR04 sarlavhasidan foydalanish mumkin. 5V sensori chiqishini Echo kirishiga ulang va uni 3,3V signalga aylantirish uchun kuchlanish taqsimlagichidan foydalaning. Kuchlanishni ajratuvchi sekin o'tadigan signallarni boshqaradi. Yuqori tezlikda o'tish uchun siz faol kuchlanish darajasini o'zgartirgichdan foydalanishingiz kerak. Agar siz analog signalni kuchlanish taqsimlagichiga, so'ngra ESP32-dagi analog kirishga ulasangiz, har bir voltni hisoblashda kuchlanishning o'zgarishi nol 5V emas, balki 3,3V ga teng bo'lishini hisobga olishingiz kerak.

Masalan, HC-SR04 sarlavhasining 5V, Gnd va Echo pinlariga Vishay TSOP34838 IQ sensorini ulashingiz mumkin (Echo sensorning chiqish pimiga ulangan). Keyin siz 38 kHz chastotali tashuvchidan foydalanadigan har qanday IR masofadan boshqarish pultidan IR buyruqlarini qabul qilishingiz kerak.

5-qadam: Uch rangli LED

Uch rangli LED-bu 5 mm keng tarqalgan anod, teshikli, RGB LED. Oqim cheklovli rezistorlar ta'minlangan va umumiy anod 3.3V avtobusga ulangan. LEDni ishlatish uchun RGB deb nomlangan uch pinli sarlavha o'rnatilgan. RGB pinlaridan birida past darajadagi signal shu rangdagi LEDni yoqadi. Bir vaqtning o'zida bir nechta RGB kirishini boshqarish ranglarning kombinatsiyasi bilan bir nechta LEDlarning yonishiga olib keladi. Siz tanlagan GPIO pinlariga RGB bosh pimlarini ulash uchun siz ayol-ayol o'tish moslamalarini ishlatishingiz mumkin. Agar siz LEDni PWM qobiliyatiga ega bo'lgan GPIO piniga ulasangiz, PWM past vaqtini o'zgartirib, LEDning yorqinligini o'zgartirishingiz mumkin. Men ishlayotgan kodni disk raskadrovka qilish uchun LEDlardan foydalanishni yaxshi ko'raman.

6 -qadam: I2C uzilishi

Ajratuvchi taxtada I2C interfeysi uchun to'rt qatorli sarg'ish pinlari mavjud. Qatorlarning ikkitasi har biri to'rtta pinli va 3.3V va Gnd. Qolgan ikkita qator - har biri beshta pim va SDA va SCL uchun. Bu satrlarning har biridagi qo'shimcha pin, siz tanlagan GPIO pinlariga qatorlarni ulash uchun ikkita ayoldan-ayolga o'tish kabelidan foydalanishingiz mumkin. ESP32 bir nechta GPIO pinlarida SDA va SCL signallariga ega bo'lishi mumkin. To'rtta 3.3V gacha bo'lgan I2C qurilmalarini romashka zanjir kabellariga murojaat qilmasdan ulash va quvvatlantirish mumkin. O'chirish taxtasida SDA va SCL signallarida tortish qarshiligi yo'q. Chiqish rezistorlari I2C avtobusiga ulangan qurilmalarda bo'lishi kerak.

Eslatma: I2C bilan tanish bo'lmaganlar uchun SDA va SCL pimlari ochiq drenajli, uch holatli va ikki tomonlama pinli bo'lgani uchun tortishish rezistorlari talab qilinadi. Chiqib ketish rezistorlarining qiymati avtobusda aylanish tezligiga va qo'ng'iroqqa ta'sir qiladi.

7 -qadam: materiallar ro'yxati

Barcha rezistorlar SMT 1206.

Barcha kondansatörler SMT, korpus A, EIA 3216.

Barcha sarlavhalar va rozetkalar 0,1 dyuymli (2,54 mm) balandlikda.

6 - yigirma pinli erkak sarlavhalar

6 - beshta pinli erkak sarlavhalar

4 - to'rtta pinli erkak sarlavhalar

1 - uchta pinli erkak boshi

2 - ikkita pinli erkak sarlavhalari

2 - yigirma pinli ayol rozetkali chiziqlar

1 - TB6612FNG taxtasi, ikkita, sakkizta pinli erkak boshlari bilan birga keladi

3 - 10uf Tantal kondansatkichlari

1 - 10K qarshilik

2 - 2.2K rezistorlar

5 - 1K rezistorlar

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, umumiy anodli RGB LED

3 - 3 mm qadam, ikkita pinli, vintli terminallar

Majburiy emas

3 - ikkita pinli erkak sarlavhalar - kesilgan Vin, 3.3V va Gnd izlarini qayta ulash uchun

8 -qadam: Hammasini o'rash

Bu juda ko'p qirrali ESP32 uzilish taxtasi bo'lib, u eng keng tarqalgan xususiyatlarga ega.

Ajralish taxtasi ESP32 dev to'plamlari bilan cheklanmagan. Bir dyuym oralig'ida yigirma pimgacha bo'lgan ikkita qatorli har qanday mikrokontroller kartasidan foydalanish mumkin. ESP8266 yoki LPC1768 taxtasi mos keladi. Siz taxtani TB6612FNG qo'shimcha kartasiz yig'ishingiz va faqat GPIO -ni sindirish uchun ishlatishingiz mumkin. Kengash sizga uni ishlatishning ko'plab variantlarini taklif qiladi.

Agar sizda shunday taxtalardan yasalgan bo'lsa, taxtalardan "Makedon injeneriyasi" nomini olib tashlamang. Siz har qanday notijorat dastur uchun ushbu taxtalardan erkin foydalanishingiz mumkin. Agar siz taxtani yasasangiz va undan foydalansangiz, men siz nima uchun ishlatganingizni eshitganingizda minnatdor bo'lardim. Umid qilamanki, siz taxtani foydali deb bilasiz.