ESP32 „Dual H Bridge Breakout Board“: 8 žingsniai

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:47

Šis projektas skirtas ESP32 Breakout plokštei, kuri buvo sukurta kaip jūsų kito roboto smegenys. Šios plokštės ypatybės yra šios;

• Tinka bet kuriam ESP32 kūrėjų rinkiniui, kurio vieno colio centruose yra dvi eilės iki dvidešimt kaiščių.
• Dvigubo H tilto nuolatinio variklio valdiklio dukterinės plokštės TB6612FNG montavimo vieta.
• Dviejų varžtų gnybtų blokas kiekvienai variklio jungčiai.
• Dviejų varžtų gnybtų blokas ir penkių kaiščių rinkinys, skirtas „Vin & Gnd“
• Dvi eilės dvidešimt GPIO išsiveržimo kaiščių.
• Antraštės dviem HC-SR04 sonarų jutikliams su įtampos skirstytuvais Echo išvestyje.
• Antraštė, skirta prijungti prie trispalvio bendro anodo, LED su ribojančiais rezistoriais.
• Borto 5V, 1A įtampos reguliatorius su penkiais antgaliais 5V ir Gnd.
• Keturi I2C jungčių antraščių rinkiniai su 3,3 V ir Gnd kiekvienam ryšiui.
• Visi komponentai montuojami vienoje plokštės pusėje.

Fizinis lentos dydis yra 90 mm x 56 mm, dvipusis. Daugeliui plokščių gamintojų nebrangių prototipų jis yra 100 mm x 100 mm dydžio ribose.

Visus failus, reikalingus vienai iš šių lentų sukurti, galite rasti „github“čia.

Lenta buvo suprojektuota aplink DOIT ESP32 DEVKIT V1, kurioje yra dvi aštuoniolikos kaiščių eilės. Lengvai pjaustomi pėdsakai plokštės gale leidžia atskirti 5V, Gnd ir 3,3V kaiščius nuo atitinkamų autobusų. Tada šiose vietose esančius kaiščius galite naudoti kaip GPIO ir naudodami trumpiklius, prijunkite 5V, Gnd ir 3.3V magistralę prie atitinkamų naudojamo ESP32 dev komplekto kaiščių.

Yra dvi dvidešimties skylių eilės, skirtos ESP dev komplektui montuoti. Aš rekomenduoju nusipirkti moteriškas lizdines juosteles ir lituoti jas į skyles. Tokiu būdu galite bet kada pašalinti ESP32 dev komplektą ir pakeisti jį kitu. Be to, naudojant lizdines juosteles, paliekama daug laisvų dalių po įrenginio komplektu. Man patinka nusipirkti keturiasdešimt kaiščių antgalių ir lizdų juostelių, o tada jas sumažinti iki norimo dydžio. Tai padeda sumažinti išlaidas. Jūs negalite perpjauti moteriškų lizdų juostelių tarp dviejų lizdų, turite „sudeginti“lizdą, kad jas nupjautumėte. Kitaip tariant, keturiasdešimties kaiščių moteriškos lizdo juostos negalima supjaustyti į dvi dvidešimties kaiščių juostas. Keturiasdešimties kontaktų lizdą galima supjaustyti į dvidešimties kaiščių ir devyniolikos kaiščių juostelę.

1 žingsnis: „TB6612FNG Dual H Bridge“

„TB6612FNG“yra dvigubas H tiltas, variklio valdiklis, galintis valdyti vieną žingsninį variklį arba du nuolatinės srovės hobio variklius (ne šepetėlių variklius). Jis idealiai tinka vairuoti mažus, nebrangius, lengvai prieinamus variklius. Pertraukimo plokštėje yra vieta, kur galima sumontuoti dukterinę plokštę su TB6612FNG. TB6612FNG plokštę, kurią pasirinkau naudoti, galima įsigyti iš kelių vietų; „Sparkfun“(p/n ROB-14451, „Mouser“ir „Digikey“taip pat parduoda „Sparkfun“plokštę), „Pololu“(p. N. 713), „EBay“, „Aliexpress“ir „Gearbest“. Kainos svyruoja nuo maždaug vieno dolerio iki penkių dolerių.

Kiekvienas nuolatinės srovės variklio tvarkyklė naudoja tris GPIO kaiščius. Du GPIO kaiščiai nustato variklio būseną; į priekį, atbulą, pakrantę ir stabdžius. Trečiasis GPIO kaištis yra PWM, skirtas valdyti variklio greitį. Septintasis GPIO kaištis valdo STBY kaištį. TB6612FNG valdymo signalai yra prijungti prie ESP32 GPIO išjungimo kaiščių. Kurie GPIO kaiščiai naudojami, priklauso nuo jūsų naudojamo „ESP32 Dev Kit“skonio. Sujungti smeigtukai buvo kruopščiai atrinkti taip, kad jie atitiktų GPIO PWM ir išvesties kaiščius daugumoje ESP32 Dev komplektų.

Varikliai prijungiami naudojant du, dviejų kaiščių varžtus su gnybtais „Motor A“ir „Motor B“. Variklių energiją tiekia dviejų kontaktų varžtų gnybtų blokas arba antgalių rinkinys, esantis viename pertraukimo plokštės gale, pažymėtas Vin. Vin gali būti bet kokia nuolatinė įtampa nuo 6V iki 12V. 5 V, 1 A įtampos reguliatorius konvertuoja „Vin“įtampą į 5 V, kad maitintų Sonaro jutiklius.

„DOIT Dev KIT“yra dviejų dydžių: 30 kaiščių (15 šone) ir 36 kaiščiai (18 šone). Žemiau išvardijau abiejų kūrėjų rinkinių jungtis.

30 kontaktų dev komplektas - 36 kontaktų dev komplektas

AIN1 - 25 - 14 - variklio A krypties valdymas

AIN2 - 26 - 12 - variklio A krypties valdymas

PWMA - 27 - 13 - variklio A greičio valdymas

STBY - 33 - 27 - sustabdo abu variklius

BIN1 - 16 - 15 - variklio B krypties valdymas

BIN2 - 17 - 2 - variklio B krypties valdymas

PWMB - 5 - 4 - variklio B greičio valdymas

2 žingsnis: GPIO kaiščiai

Lentoje yra du dvidešimties kaiščių antraščių rinkiniai, skirti GPIO išjungimui. Kiekviename GPIO antraščių rinkinyje yra dvidešimt kaiščių, skirtų 3,3 V, ir dvidešimt kaiščių, skirtų Gnd. 3.3V kaiščiai yra tarp GPIO ir Gnd kaiščių. Ši konfigūracija sumažina tikimybę, kad kažkas susprogs, jei jis bus prijungtas atgal. Beveik kiekvienam dalykui, kurį norite prijungti prie GPIO kaiščio, reikalingas 3.3 V arba Gnd ryšys arba abu. Trijų eilučių konfigūracija reiškia, kad visada turite maitinimo ir Gnd kaištį kiekvienam ryšiui.

Jei naudojate ne „DOIT Dev Kit“, bet kitą „ESP32“kūrimo komplektą, „Vin“, 3.3 V ir „Gnd“kaiščiai gali būti kitose vietose nei „DOIT Dev Kit“. Išardymo plokštė lengvai nupjauna pėdsakus galinėje pusėje, kuriuos galima nupjauti, kad būtų atskirti „Vin“, 3,3 V ir „Gnd“kaiščiai nuo atitinkamų autobusų. Tada galite naudoti jungiamuosius laidus, kad prijungtumėte „ESP32 Dev Kit“„Vin“, 3.3V ir „Gnd“kaiščius prie tinkamų magistralių. 3,3 V kaiščius galima prijungti naudojant standartinius dviejų kontaktų trumpinimo kištukus. Norėdami sujungti „Gnd“kaiščius, aš padariau keletą trumpiklių, naudodamas tris „DuPont“kaiščius, du moteriškus gofruotus kaiščius ir trumpą vielos gabalėlį. Prispaudęs kaiščius prie kiekvieno vielos galo, įkišau juos į trijų kaiščių apvalkalo galines angas.

Jei kada nors norite iš naujo sujungti nupjautas transe, kiekviena iš jų turi keletą skylių. Skylėse galite lituoti U formos jungiamąjį laidą arba pridėti dviejų kaiščių antraštę ir naudoti standartinį dviejų kontaktų trumpinimo kištuką, kad padarytumėte nuimamą trumpiklį.

Atsargumo žodis. ESP32 dev komplekto 3.3V reguliatorius naudojamas tiekti 3.3V ESP32 ir visiems periferiniams įrenginiams, kuriuos prijungiate prie 3.3V magistralės. Reguliatorius turi 1A ribą. Kuo didesnė „Vin“įtampa ir didesnė srovė, tai reguliatorius įkaista. Turėkite tai omenyje, kai bandote valdyti didelės srovės įrenginius, tokius kaip LED juostos ar servovarikliai su 3,3 V įtampa. Keli I2C įrenginiai, tokie kaip giroskopai, greitintuvai ir ADC keitikliai, neturėtų būti problema.

3 žingsnis: Vin

Vin yra variklių ir 5 V reguliatoriaus įėjimo įtampa. Vin gali būti bet kokia įtampa nuo 5V iki 12V. Jei „Vin“naudojate 5 V, įmontuoto 5 V reguliatoriaus išėjimo įtampa nebus 5 V. Taip yra dėl to, kad 5V reguliatoriaus įtampa turi būti didesnė nei 5 V, kad būtų galima reguliuoti iki 5 V.

„Vin“taip pat naudojama kaip įėjimo įtampa ESP32 dev komplekto 3,3 V reguliatoriui.

ESP dev komplekto etaloninis dizainas turi diodą, skirtą izoliuoti USB įtampą nuo įtampos, esančios dev komplekto Vin kaištyje. Diodas užtikrina, kad „Vin“įtampa nebandys įvesti USB įtampos ir kad „ESP32 dev“rinkinio USB-nuosekliojo tilto mikroschema bus maitinama tik iš USB įtampos. Tai reiškia, kad galite saugiai prijungti aukštesnės nei 5 V įtampos šaltinį prie „Breakout“plokštės „Vin“ir tuo pačiu metu naudoti USB jungtį, nebijodami nieko sunaikinti. Įtampos reguliatorius, esantis ESP32 dev komplekte, yra toje pačioje šeimoje kaip ir įtampos reguliatorius, naudojamas pertraukimo plokštėje. Tai reiškia, kad jie gali valdyti tą patį įėjimo įtampos diapazoną.

Prijunkite akumuliatorių, kuriuo varomi varikliai, prie „Vin“gnybtų, jis taip pat maitins ESP32 ir visus prijungtus išorinius įrenginius.

4 žingsnis: HC-SR04 sonaro jutikliai

Yra dvi keturių kaiščių antraštės, skirtos prijungti populiarųjį HC-SR04 sonaro jutiklį. Antraštės yra priešingose pertraukimo plokštės pusėse, šalia variklio varžtų gnybtų blokų. Antraštės yra skirtos asmeniniam ryšiui su „HC-SR04“.

HC-SR04 yra 5 V įrenginys. Jį maitina 5 V, o jo išėjimo (aido) signalas yra 5 V lygių. ESP32 turi 3.3V GPIO ir netoleruoja 5V. Todėl jums reikia tam tikro įtampos lygio keitiklio, kad HC-SR04 5 V išėjimas būtų sumažintas iki ESP32 3.3 V lygio. Išjungimo plokštėje yra paprastas įtampos daliklis kiekvienam HC-SR04 Echo signalui, kad būtų galima atlikti lygio konvertavimą. Norint, kad ESP32 GPIO kaištis perduotų HC-SR04 „Trig“signalą, nereikia atlikti lygio konvertavimo.

Keturių kontaktų antraštė HC-SR04 suteikia 5V ir Gnd jungtis jutikliui. 5 V tiekia 5 V reguliatorius, esantis pertraukimo plokštėje.

Nors keturių kontaktų antraštė yra skirta prijungti prie HC-SRO4, dviejų kontaktų antraštė yra skirta prijungti HC-SR04 aido ir trikčio signalus prie ESP32. Tokiu būdu galite pasirinkti, kuriuos GPIO kaiščius naudoti. Sujungimams naudokite jungiamuosius laidus iš moterų. T yra „Trig“įėjimas, o E - įtampos lygio konvertuotas „Echo“išėjimo signalas.

Turėtų būti įmanoma naudoti antraštę HC-SR04, norint prijungti kitą 5 V jutiklį. Prijunkite 5 V jutiklio išvestį prie „Echo“įvesties ir naudokite įtampos skirstytuvą, kad jis būtų paverstas 3,3 V signalu. Įtampos skirstytuvas apdoros signalus, kurių perėjimas yra lėtas. Dideliam greičiui pereiti turėtumėte naudoti aktyvų įtampos lygio keitiklį. Jei prijungsite analoginį signalą prie įtampos skirstytuvo, o po to prie analoginio įvesties ESP32, turėtumėte atsižvelgti į tai, kad įtampos svyravimai bus nuo nulio iki 3,3 V, o ne nuo nulio iki 5 V.

Pvz., Galite prijungti „Vishay TSOP34838“IR jutiklį prie HCV-SR04 antraštės 5V, Gnd ir Echo kaiščių („Echo“prijungtas prie jutiklio išvesties kaiščio). Tada turėtumėte turėti galimybę gauti IR komandas iš bet kurio IR nuotolinio valdymo pulto, kuriame naudojamas 38KHz nešiklis.

5 žingsnis: trijų spalvų šviesos diodas

Trispalvis šviesos diodas yra 5 mm, bendras anodas, per skylę, RGB šviesos diodas. Pateikiami srovės ribojimo rezistoriai, o bendras anodas yra prijungtas prie 3,3 V magistralės. Šviesos diodui naudoti trijų kontaktų antraštė, pažymėta kaip RGB. Žemo lygio signalas viename iš RGB kaiščių užsidegs tos spalvos LED. Vairuojant kelis RGB įėjimus vienu metu, užsidegs keli šviesos diodai ir gautas spalvų derinys. Norėdami prijungti RGB antraštės kaiščius prie jūsų pasirinktų GPIO kaiščių, galite naudoti trumpiklius nuo moterų iki moterų. Jei prijungsite šviesos diodą prie GPIO kaiščio, turinčio PWM galimybes, tuomet galite keisti šviesos diodo ryškumą, keisdami PWM trumpą laiką. Man patinka naudoti šviesos diodus, kad padėtų derinti kodą, prie kurio dirbu.

6 žingsnis: „I2C Breakout“

Skirstomojoje plokštėje yra keturios eilutės antraščių kaiščių, skirtų I2C sąsajai. Dvi iš eilučių yra po keturis kaiščius ir yra 3,3 V ir Gnd. Kitos dvi eilutės yra po penkis kaiščius ir yra skirtos SDA ir SCL. Papildomas kaištis kiekvienoje iš šių eilučių yra toks, kad galėtumėte naudoti du trumpiklius kabelius, sujungiančius eilutes su pasirinktais GPIO kaiščiais. ESP32 gali turėti SDA ir SCL signalus keliuose GPIO kaiščiuose. Iki keturių 3,3 V I2C įrenginių galima prijungti ir maitinti, nenaudojant grandininių kabelių. Išjungimo plokštėje nėra traukimo rezistorių ant SDA ir SCL signalų. Pritraukimo rezistoriai turėtų būti įrenginiuose, kuriuos prijungiate prie I2C magistralės.

Pastaba: Tiems, kurie nėra susipažinę su I2C, prisitraukimo rezistoriai reikalingi, nes SDA ir SCL kaiščiai yra atviro nutekėjimo, trijų būsenų, dviejų krypčių kaiščiai. Pritraukimo rezistorių vertė turi įtakos pasukimo greičiui ir skambėjimui magistralėje.

7 žingsnis: medžiagų sąrašas

Visi rezistoriai yra SMT 1206.

Visi kondensatoriai yra SMT, korpusas A, EIA 3216.

Visos antraštės ir lizdų juostos yra 0,1 colio (2,54 mm) žingsnio.

6 - dvidešimt kaiščių antgalių

6 - penkių kontaktų antgaliai

4 - keturių kontaktų antgaliai

1 - trijų kontaktų kištukinė antraštė

2 - dviejų kontaktų antgaliai

2 - dvidešimties kontaktų lizdinės plokštelės

1 - TB6612FNG plokštė, komplektuojama su dviem, aštuonių kontaktų antgaliais

3 - 10uf tanto kondensatoriai

1-10K rezistorius

2 - 2,2K rezistoriai

5 - 1K rezistoriai

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, bendras anodo RGB šviesos diodas

3 - 3 mm žingsnis, du kaiščiai, varžtai

Neprivaloma

3 - dviejų kontaktų antgaliai, skirti iš naujo sujungti supjaustytus „Vin“, 3.3 V ir „Gnd“pėdsakus

8 žingsnis: viską suvyniokite

Tai labai universali ESP32 pertraukimo plokštė, turinti dažniausiai pasitaikančias funkcijas, kurių reikia paprastiems robotams, įmontuotiems į pertraukimo plokštę.

Pertraukimo lenta neapsiriboja ESP32 kūrėjų rinkiniais. Galima naudoti bet kokią mikrovaldiklio plokštę, kurioje yra dviejų eilučių iki dvidešimt kaiščių vieno colio atstumu. Tiks ESP8266 arba LPC1768 plokštė. Galite surinkti plokštę be dukterinės plokštės TB6612FNG ir naudoti tik GPIO. Lentelė suteikia daug galimybių, kaip ją naudoti.

Jei turite kai kurias iš šių plokščių, nepašalinkite „Macedon Engineering“pavadinimo iš plokščių. Šias plokštes galite laisvai naudoti bet kokiai nekomercinei programai. Jei pagaminsite ir naudosite lentą, būčiau dėkingas už tai, ką panaudojote. Tikiuosi, kad lenta jums bus naudinga.