🛌🏽 🤛🏿 👨🏽‍🤝‍👨🏻 मैंने टेलीमेट्री सेंसर के लिए और बाह्य उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड कैसे बनाया 👏 👩🏽‍🎓 🤳🏻

एक रोबोट-वेटर, एक टेलीप्रेज़ेंस रोबोट, एक सेल्फी बॉट बनाने की प्रक्रिया में, कुछ विकास दिखाई दिए कि यह समुदाय के साथ साझा नहीं करना पाप है, जो कि ओपन-सोर्स बनाने के लिए है। काम करने वाले संस्करणों में से एक एक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड था, एक नामांकित एसबी संस्करण 4.0, एक सस्ती और अपेक्षाकृत कम कार्यात्मक अरडूइनो का उपयोग करके, अर्थात् नैनो 3.0। एसबी 4.0 बोर्ड अपने विधानसभा के दौरान इलेक्ट्रॉनिक्स और टांका लगाने के कौशल के अपने ज्ञान को मजबूत करने के लिए पर्याप्त सरल और समझ में आता है, अपने स्वयं के व्यावहारिक प्रोजेक्ट बनाने के लिए पर्याप्त कार्यात्मक है (उदाहरण के लिए, मोशन सेंसर और लाइट सेंसर से संकेतों द्वारा या ब्लूटूथ के माध्यम से आपकी कमांड पर प्रकाश बल्ब चालू करें), और ताईवान के साथ हमारे चीनी दोस्तों से ऑर्डर करते समय डिलीवरी के साथ घटकों की लागत $ 55 (सेंसर खुद सहित) थी।

एसबी 4.0 बोर्ड का मुख्य उद्देश्य हार्डवेयर इंटरफ़ेस है। एकत्र होने के बाद, आप इसे कई पूर्व-स्थापित सेंसर से डेटा प्राप्त करने और संसाधित करने और आगे के निर्णय लेने और एल्गोरिदम के निष्पादन के लिए उपयोग कर सकते हैं। डीबगिंग सुविधा के लिए, ओएस विंडोज में एक इंटरफ़ेस बनाया गया था, जिसमें सेंसर और एक शक्ति स्रोत से टेलीमेट्रिक रीडिंग, बटन और सर्वो की स्थिति स्पष्ट रूप से प्रदर्शित होती है, और कमांड को माइक्रोकंट्रोलर को भेजा जा सकता है।

इस प्रकाशन में, मैं बोर्ड की विशेषताओं और इसके अनुप्रयोग के एक उदाहरण का वर्णन करूंगा। फिर, यह सब ओपन-सोर्स है, जो सीसी एट्रीब्यूशन नॉन-कमर्शियल शेयर अलाइक के तहत लाइसेंस प्राप्त है।

हाँ, सेंसर (रास्पबेरी पाई के लिए, आयोडीन एम्पीयर के लिए शील्ड के साथ अधिक महंगे Arduino बोर्ड) के साथ पहले से ही समान नियंत्रण बोर्ड और केआईटी हैं, लेकिन एसबी 4.0 पावर बोर्ड और एक सुविधाजनक बोर्ड प्रोग्राम की उपस्थिति में उनसे भिन्न होता है, जिसे लैब व्यू विकास पर्यावरण का उपयोग करके लिखा गया है। यही है, एसबी 4.0 में दो बोर्ड होते हैं: नियंत्रण + शक्ति। यह फोटो और वीडियो में देखा जाएगा।

दोनों बोर्डों की फोटो, मोशन सेंसर, बैटरी:

प्रोग्रामिंग

माइक्रोकंट्रोलर की प्रोग्रामिंग के लिए, हमेशा की तरह, हम C / C ++ का उपयोग करते हैं। हम Arduino IDE में विकास कर रहे हैं।

स्क्रीनशॉट सेल्फीबोट कंट्रोल पैनल प्रोग्राम के इंटरफ़ेस को दिखाता है, जहां सेंसर और पावर स्रोत से टेलीमेट्रिक रीडिंग, बटन और सर्वो की स्थिति स्पष्ट रूप से प्रदर्शित होती है, आप माइक्रोकंट्रोलर को कमांड भेज सकते हैं।

इंटरफ़ेस भाग का स्क्रीनशॉट:

उत्पादकता

SB 4.0 8-बिट ATmega328 माइक्रोकंट्रोलर के साथ सबसे सस्ती Arduino नैनो 3.0 प्लेटफार्मों में से एक का उपयोग करता है। यह कोड को संसाधित करने और समस्याओं को हल करने के लिए पर्याप्त है: रोबोट, स्मार्ट होम सिस्टम आदि को नियंत्रित करना।

अनुकूलता

तार्किक वोल्टेज 5 V है, जो Arduino बाह्य उपकरणों के साथ विद्युत संगतता सुनिश्चित करता है।

इनपुट / आउटपुट पोर्ट

माइक्रोकंट्रोलर नियंत्रण उपलब्ध पिन। कोष्ठक में, उन्होंने पूर्व-स्थापित तत्वों को इंगित किया, जिसके साथ बोर्ड पहले से ही जानता है कि कैसे काम करना है।

2 पिन, जिसे डिजिटल इनपुट / आउटपुट और PWM आउटपुट (दो डिजिटल सर्वोस के लिए) के रूप में कॉन्फ़िगर किया जा सकता है;
1 पिन, डिजिटल इनपुट / आउटपुट (मोशन सेंसर के लिए);
3 पिन, डिजिटल इनपुट / आउटपुट (आरजीबी एलईडी के लिए);
1 पिन, डिजिटल इनपुट / आउटपुट (सीमा सेंसर, बटन के लिए);
1 पिन, डिजिटल आउटपुट + 5 वी / 0 वी (बाहरी भार को नियंत्रित करने के लिए)।

पोर्ट विस्तारक बोर्ड और ब्लूटूथ मॉड्यूल के लिए क्रमशः I2C बस और UART पोर्ट का उपयोग किया जाता है।
एसबी 4.0 बोर्ड की सार्वभौमिकता प्रदान की जाती है। मैच शक्ति स्तर, सिग्नल स्तर, इनपुट / आउटपुट प्रकार! अपने सेंसर के साथ पूर्व-स्थापित सेंसर बदलें:

तापमान
शोर का स्तर
नमी
दबाव, आदि।

इनपुट पिन बंद / खुले आधार पर संचालित होता है। यानी एमके या + 5 वी पर जाने वाले पिन पर, या 0. ये मान टेलीमेट्री डेटा में शामिल हैं जो सेल्फीबोट कंट्रोल पैनल सॉफ्टवेयर को भेजे जाते हैं।

आउटपुट पिन या तो 1V की लोड क्षमता के साथ 5V का उत्पादन करता है, या अक्षम है - 0V। इस कनेक्टर पर वोल्टेज लागू करने या नहीं करने के लिए केवल बाहरी कमांड या फर्मवेयर एल्गोरिदम की कमांड द्वारा संभव है।

एनालॉग सेंसरों को डिजिटल पिन से जोड़ने का कोई मतलब नहीं है।

भोजन

बिजली की आपूर्ति 2.1 मिमी पावर सॉकेट या ली-आयन बैटरी से चार्ज कंट्रोलर के माध्यम से की जाती है। स्रोत स्वचालित रूप से निर्धारित किया जाता है।
सॉकेट के माध्यम से बिजली की आपूर्ति के मामले में, अनुशंसित इनपुट वोल्टेज 12-12.6 वी है। डीसी-डीसी वोल्टेज कन्वर्टर्स 7 वी को सर्वो, 5 वी को यूएसबी 1, यूएसबी 2 और अन्य भार देते हैं। एक पावर एडॉप्टर या बैटरी को पावर स्रोत के रूप में इस्तेमाल किया जा सकता है।
5V पिंस का उपयोग शक्ति परिधीयों के लिए करें। बाहरी शक्ति स्रोत का उपयोग करते समय, 1 ए तक 5 वी पिन से प्राप्त किया जा सकता है।

बिजली आपूर्ति किट में शामिल हैं:

3x18650 बैटरी पैक, 1 पीसी।
2200 एमएएच, 3 पीसी से बैटरी 18650, 3.7 वी।
चार्ज नियंत्रक, 1 पीसी।
1 एक्स पावर कनेक्टर
डीसी-डीसी कन्वर्टर्स, 4 पीसी।
हॉल सेंसर, 1 पीसी।
ट्रांजिस्टर, 3 पीसी।
ऑप्टोकॉप्लर्स और प्रतिरोधक।

संचार

Arduino नैनो माइक्रोकंट्रोलर को निर्माता की वेबसाइट एमके से मानक मुफ्त सॉफ्टवेयर के साथ यूएसबी के माध्यम से प्रोग्राम किया जाता है। एसबी 4.0 और एक कंप्यूटर के बीच डेटा ट्रांसफर करने के लिए, हमेशा की तरह, मैंने सबसे सस्ता आम ब्लूटूथ HC-06 मॉड्यूल चुना, 9600 के डेटा ट्रांसफर रेट। टेलीमेट्री डेटा और कंट्रोल कमांड इस वायरलेस चैनल के माध्यम से जाते हैं।

आयाम

मुझे इलेक्ट्रॉनिक पावर बोर्ड के आयाम मिले - 100 × 70 × 40 मिमी। इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण बोर्ड का आयाम 90 × 70 × 45 मिमी है। लेकिन मुझे यकीन है कि आप अभी भी आकार को छोटा और कम कर सकते हैं।

संपर्क रिक्ति 0.1 ″ (2.54 मिमी) है।

माइक्रोकंट्रोलर विनिर्देशों

माइक्रोकंट्रोलर: 8-बिट ATmega328।
घड़ी की आवृत्ति: 16 मेगाहर्ट्ज।
फ्लैश मेमोरी: 32 KB (2KB का उपयोग बूटलोडर, 30KB के लिए - आपके प्रोग्राम के कोड को स्टोर करने के लिए किया जाता है)।
रैम 2KB।
EEPROM 1 Kb।
रेटेड काम वोल्टेज: 5 वी

एसबी 4.0 इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड की विशेषताएं

रेटेड परिचालन वोल्टेज: 12.6 वी
अनुशंसित इनपुट वोल्टेज: 12-12.6 वी।
बस 5 वी से अधिकतम वर्तमान: 1000 एमए
सामान्य प्रयोजन I / O पोर्ट: 2
PWM समर्थन के साथ पोर्ट: 2

नियंत्रण बोर्ड में निम्नलिखित तत्व शामिल हैं:

ब्लूटूथ मॉड्यूल HC-06, 1 पीसी।
माइक्रोकंट्रोलर पोर्ट विस्तारक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड, 1 पीसी।
माइक्रोकंट्रोलर अरुडिनो नैनो 3.0, 1 पीसी।
1 पीसी। इलेक्ट्रॉनिक रोशनी स्तर बोर्ड
सर्वोस टॉवर टॉवर एमजी 966 आर, 2 पीसी।
Photoresistor, 1 पीसी।
मोशन सेंसर, 1 पीसी।
1 एक्स आरजीबी एलईडी
बटन, 1 पीसी।
फ्यूज, 1 पीसी।
जम्पर, 1 पीसी।
ट्रांजिस्टर, 1 पीसी।
संधारित्र, 1 पीसी।

व्यावहारिक उपयोग

व्यावहारिक उपयोग के लिए विकल्प:

1. तापमान में परिवर्तन होने पर खिड़कियां खोलें / बंद करें।
2. कमरे में नमी बदलने पर पंखा चालू / बंद करें।
3. अंधेरे में आंदोलन की उपस्थिति में प्रकाश को चालू / बंद करें।
4. मिट्टी की नमी बदलते समय पानी की आपूर्ति चालू / बंद करें।
5. अंधेरे में आईआर रोशनी चालू करें।
6. इंटरनेट कनेक्शन के माध्यम से सर्वर पर किसी भी टेलीमेट्री डेटा का स्थानांतरण।

एसबी 4.0 बोर्ड आवेदन उदाहरण

उद्देश्य: दबाए गए बटन के साथ, गति का पता चलने पर प्रकाश चालू करें।

ऐसा करने के लिए, हमें अतिरिक्त रूप से एक रिले मॉड्यूल, एक लाइट बल्ब (220 ADC या 12 VDC तक) की आवश्यकता है।

1. अक्सर हम रिले 12VDC और 05VDC पाते हैं। संख्या का अर्थ है कि रिले इनपुट को प्रत्यक्ष वोल्टेज का क्या मूल्य प्रदान किया जाना चाहिए।
2. सोंगल से SRD-05VDC रिले के संचालन पर विचार करें, जो Arduino के लिए आम है।
3. जब पावर Vcc पिन पर लागू होता है और "GND" पिन के लिए छोटा होता है, तो हरे रंग की एलईडी लाइट्स ऊपर जाती हैं।
4. चूंकि हमारे पास एक एकल-चैनल मॉड्यूल है, फिर बोर्ड पर आपको केवल एक सिग्नल पिन In1 दिखाई देगा। यदि आप वोल्टेज स्तर LOW को In1 पर सेट करते हैं, तो रिले मॉड्यूल पर लाल एलईडी लाइट अप करता है और रिले एक विशेषता क्लिक के साथ संचालित होता है। Arduino पर, digitalWrite (pin, LOW) कमांड पिन पर वोल्टेज स्तर सेट करने के लिए जिम्मेदार है; रिले को अपनी पिछली स्थिति में लौटने के लिए, डिजिटलवाइट (पिन, हाई) कमांड का उपयोग करें;
5. रिले मॉड्यूल को एसबी 4.0 बोर्ड से कनेक्ट करें, जिसमें एक पूर्व-स्थापित गति संवेदक और एक उपयोगकर्ता बटन है।
5.1। रिले मॉड्यूल का सिग्नल पिन इन 1 पिन 13.
5.2 से जुड़ा है । Arduino नैनो प्रोग्राम कोड में हम पाते हैं:

***********************************
 //     -   ,       timeout_SnSM
 if (var_Tlm_SnSM == 1) { time_Move_detect = millis(); }
 if (millis() - time_Move_detect < timeout_Move_detect) { Move_detect = 1; } else { Move_detect = 0; }
***********************************

नीचे इन पंक्तियों को जोड़ें:

***********************************
  //     (== 0),     (== 1)     13 (== LOW),   timeout_SnSM
  if (var_Tlm_BUT == 0) { 
    if (Move_detect == 1) { digitalWrite(PIN_D13, LOW); } else {  digitalWrite(PIN_D13, HIGH); }
  } else {
    digitalWrite(PIN_D13, HIGH); 
  }
***********************************

5.3। नया फर्मवेयर डाउनलोड करें और बोर्ड की शक्ति चालू करें।

यदि गति संवेदक ने आंदोलन का पता लगाया है, तो हमारे एल्गोरिथ्म के लिए धन्यवाद, एलओवी स्तर बाहरी बिजली की आपूर्ति पिन पर दिखाई देता है, रिले संचालित होता है, सर्किट को बंद करता है, और दीपक रोशनी करता है।

इस प्रकार, यदि कोई व्यक्ति गति संवेदक से गुजरता है, तो प्रकाश चालू होता है।

मैंने टेलीमेट्री सेंसर के लिए और बाह्य उपकरणों को नियंत्रित करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक बोर्ड कैसे बनाया