Dalam proses menciptakan pelayan robot, robot telepresence, bot selfie, beberapa perkembangan muncul bahwa adalah dosa untuk tidak berbagi dengan komunitas, yaitu membuat sumber terbuka. Salah satu versi yang berfungsi adalah papan elektronik, kode-bernama SB versi 4.0, menggunakan Arduino yang murah dan relatif rendah fungsi, yaitu, Nano 3.0. Papan SB 4.0 cukup sederhana dan dapat dimengerti untuk mengkonsolidasikan pengetahuannya tentang keterampilan elektronik dan solder selama perakitannya, cukup fungsional untuk membuat proyek praktisnya sendiri (misalnya, menyalakan bola lampu dengan sinyal dari sensor gerak dan sensor cahaya atau dengan perintah Anda melalui Bluetooth), dan biaya komponen dengan pengiriman ketika memesan dari teman-teman Cina kami dengan taobao adalah sekitar $ 55 (termasuk sensor itu sendiri).Tujuan utama papan SB 4.0 adalah antarmuka perangkat keras. Setelah dikumpulkan, Anda dapat menggunakannya untuk menerima dan memproses data dari beberapa sensor pra-instal dan pengambilan keputusan lebih lanjut dan eksekusi algoritma. Untuk memudahkan debugging, antarmuka dibuat di OS Windows, di mana pembacaan telemetri dari sensor dan sumber daya, keadaan tombol dan servos ditampilkan dengan jelas, dan perintah dapat dikirim ke mikrokontroler.Dalam publikasi ini, saya akan menjelaskan karakteristik papan dan satu contoh penerapannya. Sekali lagi, ini semua open-source, dilisensikan di bawah CC Attribution Non-Commercial Share Alike.Ya, sudah ada papan kontrol dan KIT yang serupa dengan sensor (papan Arduino lebih mahal dengan perisai, untuk Raspberry Pi, untuk ampere yodium), tetapi SB 4.0 berbeda dari mereka di hadapan papan daya dan program kontrol yang nyaman yang ditulis menggunakan lingkungan pengembangan LabView. Artinya, SB 4.0 terdiri dari dua papan: kontrol + daya. Ini akan terlihat di foto dan video.Foto kedua papan, sensor gerak, baterai:
Pemrograman
Untuk pemrograman mikrokontroler, seperti biasa, kami menggunakan C / C ++. Kami sedang mengembangkan di Arduino IDE.Tangkapan layar menunjukkan antarmuka program Panel Kontrol Selfiebot, di mana pembacaan telemetri dari sensor dan sumber daya, keadaan tombol dan servos ditampilkan dengan jelas, Anda dapat mengirim perintah ke mikrokontroler.Cuplikan layar bagian antarmuka:
Performa
SB 4.0 menggunakan salah satu platform Arduino Nano 3.0 yang paling murah dengan mikrokontroler ATmega328 8-bit. Ini cukup untuk memproses kode dan menyelesaikan masalah: robot kontrol, sistem rumah pintar, dll.
Kompatibilitas
Tegangan logis adalah 5 V, yang memastikan kompatibilitas listrik dengan perangkat Arduino.Port input / output
Pin kontrol mikrokontroler tersedia. Dalam tanda kurung, ia menunjukkan elemen yang sudah diinstal dengan mana papan sudah tahu cara bekerja.- 2 pin, yang dapat dikonfigurasi sebagai input / output digital dan output PWM (untuk dua servos digital);
- 1 pin, input / output digital (untuk sensor gerak);
- 3 pin, input / output digital (untuk LED RGB);
- 1 pin, input / output digital (untuk sensor batas, tombol);
- 1 pin, output digital + 5V / 0V (untuk mengontrol beban eksternal).
Bus I2C dan port UART digunakan masing-masing untuk papan expander port dan modul Bluetooth.Keuniversalan dewan SB 4.0 disediakan. Tingkat daya yang cocok, level sinyal, tipe input / output! Ganti sensor yang dipasang sebelumnya dengan sensor Anda:- suhu
- tingkat kebisingan
- kelembaban
- tekanan, dll.
Pin input beroperasi secara tertutup / terbuka. Yaitu pada pin menuju ke MK atau + 5V, atau 0. Nilai-nilai ini termasuk dalam data telemetri yang dikirim ke perangkat lunak Panel Kontrol Selfiebot.Pin output menghasilkan 5V dengan kapasitas beban 1A, atau dinonaktifkan - 0V. Untuk menerapkan tegangan atau tidak ke konektor ini hanya dimungkinkan oleh perintah eksternal atau dengan perintah algoritma firmware.Tidak masuk akal untuk menghubungkan sensor analog ke pin digital.Nutrisi
Daya disuplai melalui soket daya 2,1 mm, atau dari baterai Li-Ion dengan pengontrol muatan. Sumber ditentukan secara otomatis.Dalam hal catu daya melalui soket, tegangan input yang disarankan adalah 12-12,6 V. Konverter tegangan DC-DC memberikan 7 V ke servos, 5 V ke USB1, USB2, dan beban lainnya. Adaptor daya atau baterai dapat digunakan sebagai sumber listrik.Gunakan pin 5V untuk menghidupkan perangkat. Saat menggunakan sumber daya eksternal, hingga 1A dapat diperoleh dari pin 5V.Kit catu daya meliputi:- Kemasan baterai 3x18650, 1 pc.
- Baterai 18650, 3,7 V, dari 2200 mAh, 3 buah.
- Pengontrol biaya, 1 pc.
- 1 x konektor daya
- Konverter DC-DC, 4 buah.
- Sensor hall, 1 pc.
- Transistor, 3 buah.
- Optocoupler dan resistor.
Komunikasi
Mikrokontroler Arduino Nano diprogram melalui USB dengan perangkat lunak bebas standar dari situs web produsen MK. Untuk mentransfer data antara SB 4.0 dan komputer, seperti biasa, saya memilih modul Bluetooth HC-06 umum yang murah, kecepatan transfer data 9600 Kb / s. Data telemetri dan perintah kontrol masuk melalui saluran nirkabel ini.Dimensi
Saya mendapatkan dimensi papan daya elektronik - 100 × 70 × 40 mm. Dimensi papan kontrol elektronik adalah 90 × 70 × 45 mm. Tapi saya yakin Anda masih bisa perdukunan dan mengurangi ukuran.Jarak kontak adalah 0,1 ″ (2,54 mm).Spesifikasi mikrokontroler
- Mikrokontroler: ATmega328 8-bit.
- Frekuensi jam: 16 MHz.
- Memori flash: 32 KB (2KB digunakan untuk bootloader, 30KB - untuk menyimpan kode program Anda).
- RAM 2KB.
- EEPROM 1 Kb.
- Tegangan kerja dinilai: 5 V
Fitur Dewan Elektronik SB 4.0
- Nilai Tegangan Operasional: 12,6 V
- Tegangan input yang disarankan: 12-12,6 V.
- Arus maksimum dari bus 5 V: 1000 mA
- Port I / O Tujuan Umum: 2
- Port dengan dukungan PWM: 2
Papan kontrol mencakup elemen-elemen berikut:- Modul Bluetooth HC-06, 1 pc.
- Papan mikrokontroler expander papan elektronik, 1 pc.
- Mikrokontroler Arduino Nano 3.0, 1 pc.
- 1 pc Papan penerangan elektronik
- Servos TowerPro MG966R, 2 buah.
- Photoresistor, 1 pc.
- Sensor gerak, 1 pc.
- 1 x RGB LED
- Tombol, 1 pc.
- Fuse, 1 pc.
- Jumper, 1 pc.
- Transistor, 1 pc.
- Kapasitor, 1 pc.
Penggunaan praktis
Opsi untuk penggunaan praktis:1. Buka / tutup jendela saat suhu berubah.2. Nyalakan / matikan kipas saat kelembaban di dalam ruangan berubah.3. Nyalakan / matikan lampu di hadapan gerakan dalam gelap.4. Hidupkan / matikan pasokan air saat mengubah kelembaban tanah.5. Nyalakan iluminasi IR dalam gelap.6. Transfer data telemetri ke server melalui koneksi Internet.Contoh Aplikasi Papan SB 4.0
Tujuan: asalkan tombol ditekan, nyalakan lampu ketika gerakan terdeteksi.Untuk melakukan ini, kita juga memerlukan modul relai, bola lampu (220 ADC atau hingga 12 VDC).1. Paling sering kita menemukan relay 12VDC dan 05VDC. Angka tersebut berarti berapa nilai tegangan langsung yang harus dipasok ke input relai.2. Pertimbangkan pengoperasian relai SRD-05VDC dari Songle, yang umum untuk Arduino.3. Ketika daya diterapkan ke pin Vcc dan disingkat menjadi pin "GND", LED hijau menyala.4. Sejak kami memiliki modul saluran tunggal, maka di papan Anda hanya akan melihat satu pin sinyal In1. Jika Anda mengatur level tegangan RENDAH ke In1, maka LED merah pada modul relai menyala dan relai beroperasi dengan klik karakteristik. Pada Arduino, perintah digitalWrite (pin, LOW) bertanggung jawab untuk mengatur level tegangan pada pin; Untuk mengembalikan relai ke kondisi sebelumnya, gunakan perintah digitalWrite (pin, HIGH);5. Sambungkan modul relai ke papan SB 4.0, yang memiliki sensor gerak yang telah dipasang sebelumnya dan tombol pengguna.5.1. Pin sinyal In1 dari modul relai terhubung ke pin 13.5.2. Dalam kode program Arduino Nano kami menemukan:***********************************
if (var_Tlm_SnSM == 1) { time_Move_detect = millis(); }
if (millis() - time_Move_detect < timeout_Move_detect) { Move_detect = 1; } else { Move_detect = 0; }
***********************************
Tambahkan baris berikut di bawah ini:***********************************
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. Unduh firmware baru dan nyalakan daya papan.Jika sensor gerak mendeteksi gerakan, maka berkat algoritme kami, level RENDAH muncul pada pin catu daya dari beban eksternal, relai beroperasi, menutup sirkuit, dan lampu menyala.Jadi, jika seseorang melewati sensor gerak, maka lampu akan menyala.