ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 lépés

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Ez a projekt egy ESP32 Breakout táblához készült, amelyet a következő robot agyának terveztek. Ennek a táblának a jellemzői a következők;

• Bármilyen ESP32 fejlesztőkészlet befogadására alkalmas, két sorban, legfeljebb húsz tűvel, egy hüvelykes központokban.
• Egy hely a TB6612FNG kettős H -híd egyenáramú motorvezérlő lánylapjának felszerelésére.
• Kétcsavaros sorkapocs minden motorcsatlakozáshoz.
• Kétcsavaros sorkapocs és öt fejű csap Vin & Gnd számára
• Két sor, húsz GPIO kitörőcsap.
• Fejlécek két HC-SR04 szonár érzékelőhöz, feszültségosztókkal az Echo kimeneten.
• Fejléc háromszínű, közös anódhoz, LED-hez való csatlakoztatáshoz, korlátozó ellenállásokkal.
• A fedélzeten 5V, 1A feszültségszabályozó, öt csatlakozócsappal 5V és Gnd.
• Négy fejléc az I2C kapcsolatokhoz, 3,3 V és Gnd minden csatlakozáshoz.
• Minden alkatrész az áramköri lap egyik oldalára van felszerelve.

A tábla fizikai mérete 90 mm x 56 mm, kétoldalas. Ez a 100 x 100 mm -es mérethatárokon belül tartja a legtöbb táblagyártó alacsony költségű prototípusát.

A táblák egyikének elkészítéséhez szükséges összes fájl megtalálható a github -on itt.

A táblát a DOIT ESP32 DEVKIT V1 köré tervezték, amely két sor tizennyolc tűvel rendelkezik. Könnyen vágható nyomok a tábla hátoldalán lehetővé teszik a dedikált 5 V, Gnd és 3,3 V tűk elválasztását a megfelelő buszoktól. Ezután használhatja a csapokat ezeken a helyeken GPIO -ként, és áthidalók segítségével csatlakoztassa az 5V, Gnd és 3.3V buszokat a használt ESP32 fejlesztőkészlet megfelelő csapjaihoz.

Két sor húsz lyukból áll az ESP fejlesztőkészlet felszereléséhez. Javaslom, hogy vásároljon női aljzatcsíkokat, és forrasztja őket a lyukakba. Így bármikor eltávolíthatja az ESP32 fejlesztőkészletet, és kicserélheti egy másikra. Ezenkívül az aljzatcsíkok használata nagy távolságot biztosít a fejlesztőkészlet alá szerelt alkatrészek számára. Szeretek negyven tűs fejlécet és foglalatcsíkot vásárolni, majd méretre vágni. Ez segít a költségek csökkentésében. Nem vághatja le a dugaszolóaljzat -csíkokat két foglalat között, „le kell égetnie” egy aljzatot a levágáshoz. Más szóval, egy negyven tűs női aljzatcsíkot nem lehet két húsz tűs csíkra vágni. Egy negyven tűs női aljzatcsíkot húsz tűs és egy tizenkilenc tűs csíkra lehet vágni.

1. lépés: TB6612FNG Dual H Bridge

A TB6612FNG egy kettős H híd, motorvezérlő, amely egy léptetőmotort vagy két egyenáramú hobbi motort (nem kefe nélküli motorokat) hajt. Ideális a könnyen elérhető, kicsi, olcsó, hajtóműves motorok vezetéséhez. A kitörőtáblán van egy hely, ahol egy TB6612FNG -vel rendelkező leánylemezt lehet felszerelni. Az általam választott TB6612FNG tábla több helyről is kapható; A Sparkfun (p/n ROB-14451, a Mouser és a Digikey is értékesíti a Sparkfun táblát), a Pololu (p/n 713), az EBay, az Aliexpress és a Gearbest. Az árak körülbelül egy dollártól öt dollárig változnak.

Minden egyenáramú motor -meghajtó három GPIO -tűt használ. Két GPIO csap határozza meg a motor állapotát; előre, hátramenet, szabadonfutás és fék. A harmadik GPIO csap PWM a motor fordulatszámának szabályozására. A hetedik GPIO -meghajtó hajtja az STBY -tűt. A TB6612FNG vezérlőjelei keményen vannak kötve az ESP32 GPIO megszakítócsapokhoz. A használt GPIO csapokat az Ön által használt ESP32 Dev Kit íze határozza meg. A vezetékes csapokat gondosan választották ki, hogy illeszkedjenek a legtöbb ESP32 Dev Kit GPIO PWM és kimeneti csapjához.

A motorok két, két tűs csavaros sorkapocs segítségével vannak csatlakoztatva, Motor és B felirattal. Egy a törőlap mindkét oldalán. A motorok áramellátását vagy egy kétcsapos csavaros sorkapocs, vagy egy sor fejléc biztosítja a megszakítópanel egyik végén, Vin felirattal. A Vin lehet bármilyen egyenáramú feszültség 6V -12V között. Az 5 V, 1 A feszültségszabályozó a Vin feszültséget 5 V -ra alakítja át a Sonar érzékelők táplálására.

A DOIT Dev KIT két méretben kapható, 30 csap (15 az egyik oldalon) és 36 csap (18 az oldalon). Az alábbiakban felsoroltam mindkét fejlesztői készlet csatlakozásait.

30 tűs fejlesztői készlet - 36 tűs fejlesztői készlet

AIN1 - 25 - 14 - irányváltás az A motorhoz

AIN2 - 26 - 12 - irányváltó az A motorhoz

PWMA - 27 - 13 - fordulatszám -szabályozás az A motorhoz

STBY - 33 - 27 - leállítja mindkét motort

BIN1 - 16 - 15 - irányító vezérlés a B motorhoz

BIN2 - 17 - 2 - irányító vezérlés a B motorhoz

PWMB - 5 - 4 - fordulatszám -szabályozás a B motorhoz

2. lépés: GPIO csapok

A tábla két, húsz tűs fejléccel rendelkezik a GPIO kitöréséhez. Minden GPIO -fejléc -készlet húsz tűt tartalmaz 3,3 V -os és húsz érintkezőt Gnd. A 3,3 V -os tüskék a GPIO és a Gnd csapok között helyezkednek el. Ez a konfiguráció csökkenti annak a lehetőségét, hogy valami felrobban, ha visszafelé csatlakoztatják. Szinte minden dolog, amelyet GPIO -tűhöz szeretne csatlakoztatni, 3.3 V -os vagy Gnd -kapcsolatot igényel, vagy mindkettőt. A hármas soros konfiguráció azt jelenti, hogy minden kapcsolathoz mindig van tápellátása és Gnd -csapja.

Ha a DOIT Dev Kit -től eltérő ESP32 fejlesztői készletet használ, akkor a DOIT Dev Kit -től eltérő helyen Vin, 3.3V és Gnd csapok lehetnek. A kitörő tábla könnyen vágható nyomokat tartalmaz a hátoldalon, amelyek levághatók, hogy elkülönítsék a Vin, 3.3V és Gnd csapokat a megfelelő buszoktól. Ezután áthidaló vezetékek segítségével csatlakoztathatja az ESP32 Dev Kit Vin, 3.3V és Gnd csapjait a megfelelő buszokhoz. A 3,3 V -os tüskék szabványos két tűs rövidzárlati dugókkal csatlakoztathatók. A Gnd tűs csatlakozásokhoz készítettem néhány jumper -t három tűs DuPont héj, két hüvelyes krimpelő csap és egy rövid huzal felhasználásával. Miután a női csapokat a vezeték mindkét végére préseltem, behelyeztem őket a három tűs héj végnyílásaiba.

Ha valaha is szeretné újra összekapcsolni a kivágott transzokat, mindegyiken átmenő lyukak vannak. Az U alakú áthidaló vezetéket forraszthatja a lyukakba, vagy hozzáadhat egy két tűs fejet, és egy szabványos két tűs rövidzárlati dugót használhat a levehető jumper készítéséhez.

Egy óvatos szó. Az ESP32 fejlesztőkészlet 3,3 V -os szabályozóját arra használják, hogy 3,3 V -ot biztosítson az ESP32 -hez és a perifériákhoz, amelyeket a 3,3 V -os buszhoz csatlakoztat. A szabályozónak 1A határa van. Minél magasabb a Vin feszültség és minél több áramot vesz fel, a szabályozó felmelegszik. Ezt tartsa szem előtt, amikor nagy áramerősségű eszközöket, például LED szalagokat vagy szervomotorokat próbál meghajtani 3,3 V feszültséggel. Néhány I2C -eszköz, például a giroszkóp, a gyorsító és az ADC -átalakító nem okozhat problémát.

3. lépés: Vin

A Vin a motorok és az 5 V -os szabályozó bemeneti feszültsége. A Vin bármilyen feszültség lehet 5V és 12V között. Ha 5 V -ot használ a Vin számára, akkor a fedélzeti 5 V -os szabályozó kimeneti feszültsége nem lesz 5 V. Ez annak köszönhető, hogy az 5 V -os szabályozónak 5 V -nál nagyobb feszültséggel kell rendelkeznie ahhoz, hogy 5 V -ra állítsa be.

A Vin -t bemeneti feszültségként használják az ESP32 dev készlet 3,3 V -os szabályozójához is.

Az ESP fejlesztőkészlet referencia kialakításában van egy dióda, amely elkülöníti az USB feszültséget a fejlesztőkészlet Vin tűjén lévő feszültségtől. A dióda biztosítja, hogy a Vin feszültség ne próbálja meghajtani az USB feszültséget, és hogy az ESP32 dev készlet USB-soros híd chipjét csak az USB feszültség táplálja. Ez azt jelenti, hogy biztonságosan csatlakoztathat 5 V -nál nagyobb feszültségforrást a megszakítópanel Vin -jéhez, és egyszerre használhatja az USB -csatlakozót, anélkül, hogy félne bármitől. Az ESP32 dev készlet feszültségszabályozója ugyanabban a családban van, mint a megszakítópanelen használt feszültségszabályozó. Ez azt jelenti, hogy azonos bemeneti feszültségtartományt képesek kezelni.

Csatlakoztassa a motorokat hajtó akkumulátort a Vin terminálokhoz, és ez táplálja az ESP32 -t és a csatlakoztatott perifériákat is.

4. lépés: HC-SR04 szonárérzékelők

A népszerű HC-SR04 szonár érzékelő csatlakoztatásához két négy tűs fej található. A fejek a törőlap ellentétes oldalán, a motor csavaros sorkapocsai közelében találhatók. A fejlécek a HC-SR04 készülékkel való egy-egy kapcsolathoz vannak beállítva.

A HC-SR04 egy 5 V-os eszköz. Tápellátása 5V, kimeneti (visszhang) jele 5V szinten van. Az ESP32 3.3V GPIO -val rendelkezik, és nem tolerálja az 5V -ot. Ezért valamilyen feszültségszint-átalakítóra van szüksége, hogy a HC-SR04 5 V-os kimenetét az ESP32 3,3 V-os szintjére állítsa. A megszakítópanel egyszerű feszültségosztóval rendelkezik a HC-SR04 Echo jelek mindegyikéhez a szintkonverzió végrehajtásához. Nincs szükség szintkonverzióra ahhoz, hogy az ESP32 GPIO pin a HC-SR04 Trig jelét vezesse.

A HC-SR04 négy tűs fejrésze biztosítja az érzékelő 5V és Gnd csatlakozását. Az 5 V -ot a megszakítópanelen található 5 V -os szabályozó biztosítja.

Míg a négy tűs fejléc a HC-SRO4-hez való csatlakozáshoz, a két tűs fejrész a HC-SR04 Echo és Trig jeleinek az ESP32-hez való csatlakoztatásához szolgál. Így kiválaszthatja, hogy mely GPIO csapokat használja. Használjon női-női áthidaló vezetékeket a csatlakoztatáshoz. T a Trig bemenet és E a feszültségszintre konvertált Echo kimeneti jel.

Lehetővé kell tenni, hogy a HC-SR04 fejlécet más 5 V-os érzékelő csatlakoztatására használja. Csatlakoztassa az 5 V -os érzékelő kimenetét az Echo bemenethez, és a feszültségosztó segítségével alakítsa át azt 3,3 V -os jellé. A feszültségosztó kezeli a lassú átmenetű jeleket. A nagy sebességű átmenetekhez aktív feszültségszint -átalakítót kell használni. Ha analóg jelet csatlakoztat a feszültségosztóhoz, majd az ESP32 analóg bemenetéhez, vegye figyelembe, hogy a feszültség ingadozása nulla és 3,3 V között lesz, nem pedig nulla és 5 V között, amikor a számlálást mérjük.

Például csatlakoztathat egy Vishay TSOP34838 IR érzékelőt a HC-SR04 fejléc 5V, Gnd és Echo csapjaihoz (az Echo az érzékelő kimeneti tűjéhez van kötve). Ekkor képesnek kell lennie IR parancsok fogadására minden olyan infravörös távirányítóról, amely 38KHz -es hordozót használ.

5. lépés: Háromszínű LED

A háromszínű LED egy 5 mm-es, közös anód, átmenő lyuk, RGB LED. Áramkorlátozó ellenállások vannak felszerelve, és a közös anód a 3,3 V -os buszra van kötve. A LED használatához három tűs RGB feliratú fejléc tartozik. Az RGB egyik érintkezőjén lévő alacsony jel jelzi az adott színű LED -et. Ha több RGB bemenetet vezérel egyidejűleg, akkor több LED világít az eredményül kapott színkeverékkel. Női-női ugrók segítségével csatlakoztathatja az RGB fejléc-csapokat az Ön által választott GPIO-csapokhoz. Ha a LED -et PWM képességekkel rendelkező GPIO tűhöz köti, akkor a PWM alacsony idejének változtatásával módosíthatja a LED fényerejét. Szeretek a LED -ek segítségével segíteni a kód hibakeresésében, amelyen dolgozom.

6. lépés: I2C kitörés

A kitörőpanelen négy sor fejléc található az I2C interfész számára. A sorok közül kettő négy tüske, 3,3 V és Gnd. A másik két sor öt tűs, és SDA és SCL. Mindegyik sorban a kiegészítő tüske olyan, hogy két női-női áthidaló kábelt használhat a sorok csatlakoztatásához a választott GPIO csapokhoz. Az ESP32 SDA és SCL jelei több GPIO tűn is megjelenhetnek. Akár négy 3,3 V -os, I2C eszköz csatlakoztatható és táplálható anélkül, hogy láncolt kábeleket kellene igénybe venni. Az SDA és SCL jeleken nincsenek felhúzó ellenállások a megszakítópanelen. A felhúzó ellenállásoknak az I2C buszhoz csatlakoztatott eszközökön kell lenniük.

Megjegyzés: Azok számára, akik nem ismerik az I2C-t, felhúzó ellenállásokra van szükség, mivel az SDA és SCL csapok nyitott leeresztésű, három állapotú, kétirányú csapok. A felhúzó ellenállások értéke befolyásolja az elfordulási sebességet és a buszon csengetést.

7. lépés: Anyagjegyzék

Minden ellenállás SMT 1206.

Minden kondenzátor SMT, A tok, EIA 3216.

Minden fejléc és aljzatcsík 0,1 hüvelyk (2,54 mm).

6 - húsz tűs fejfej

6–5 tűs dugó

4 - négy tűs dugó

1 - három tűs dugó

2 - két tűs dugó

2 - húsz tűs női aljzatcsík

1 - TB6612FNG kártya, két, nyolc érintkezős fejfejjel

3 - 10uf tantál kondenzátorok

1-10K ellenállás

2 - 2.2K ellenállások

5-1K ellenállás

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, közös anódos RGB LED

3 - 3 mm -es osztás, két tüskés, csavaros kapcsok

Választható

3 - két tűs dugófej - a vágott Vin, 3.3V és Gnd nyomvonalak újbóli csatlakoztatásához

8. lépés: Csomagolja össze az egészet

Ez egy nagyon sokoldalú ESP32 kitörőtábla, amely a leggyakoribb jellemzőkkel rendelkezik, amelyeket a törőlapba épített egyszerű robotok igényelnek.

A kitörő tábla nem korlátozódik az ESP32 fejlesztői készletekre. Bármilyen mikrovezérlő kártya használható, amelynek kettős sora legfeljebb húsz tű egy hüvelyk távolságra van. Egy ESP8266 vagy egy LPC1768 kártya illik hozzá. Összeszerelheti a táblát a TB6612FNG leánylemez nélkül, és csak a GPIO kitörésére használhatja. A tábla rengeteg lehetőséget kínál a használatára.

Ha ezen táblák egy részét elkészítette, ne távolítsa el a táblákról a „Macedon Engineering” nevet. Ezeket a táblákat szabadon használhatja bármilyen nem kereskedelmi célra. Ha elkészíted és használod a táblát, megköszönném, ha kiabálnál, mire használtad. Remélem, hasznosnak találja a táblát.