Valdykite realaus pasaulio įrenginius naudodami savo kompiuterį: 15 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:49

Ši instrukcija parodo, kaip sujungti kompiuterį ir mikrovaldiklį. Ši demonstracija pajus puodo ar bet kurio analoginio įėjimo vertę, taip pat valdys servo. Bendra kaina yra mažesnė nei 40 USD, įskaitant servo. Servo įjungia mikro jungiklį, o tada mikrojungiklis įjungia lempą. Praktiškai puodas gali būti temperatūros jutiklis, o servo gali įjungti šildytuvą. Servo gali būti pakeistas relė ar kitu galios valdikliu. „Picaxe“yra užprogramuota supaprastintoje „Basic“versijoje, o sąsaja naudoja „VB. Net“. Visa programinė įranga yra prieinama nemokamai. Susijusi instrukcija rodo, kaip susieti du mikrovaldiklius internetu

1 žingsnis: Surinkite dalis

Dalių sąrašas: „Picaxe 08M“mikroschemą galima įsigyti iš daugelio šaltinių, įskaitant „Rev Ed“https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ (JK), „PH Anderson“https://www.phanderson.com/ (JAV) ir „Microzed“https://www.microzed.com.au/ (Australija) Protoboard, servo, mikro jungiklis, 9 V baterija, 4xAA baterijos ir laikiklis, žymių juostelė, 10 k rezistorius, 22 k rezistorius, 33uF 16V kondensatorius, 0,1uF kondensatorius, 7805L mažos galios 5V reguliatorius, 10 tūkst. puodų, laidai (vientisas telefonas/duomenų laidas, pvz., „Cat5/6“), 6 V lemputė, D9 lizdas ir dangtelis, 2 metrai 3 (arba 4) pagrindinio duomenų laido, akumuliatoriaus spaustukai kurie yra naudingi nešiojamiesiems kompiuteriams, neturintiems nuoseklaus prievado. Verta paminėti, kad kai kurie USB į nuoseklius įrenginiai neveikia taip gerai, kaip kiti, ir verta įsigyti vieną iš vieno iš pirmiau minėtų tiekėjų, nes jie buvo išbandyti naudoti su „picaxe“lustais. Žinoma, kad veikia, yra https://www.rev-ed.co.uk/docs/axe027.pdf Žinoma, jei jūsų kompiuteryje yra nuoseklusis prievadas (arba sena nuoseklaus prievado kortelė), tai neveiks būti problema.

2 veiksmas: atsisiųskite ir įdiekite tam tikrą programinę įrangą

Mums reikės „VB. Net“ir „picaxe“valdiklio programinės įrangos. „VB. Net“(„Visual Basic Express“) galima rasti adresu https://msdn2.microsoft.com/en-us/express/aa718406.aspx Jei ši nuoroda neveikia, ieškokite „Google“skirta: „visual basic express“atsisiuntimas „Picaxe“programinę įrangą galima rasti adresu https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ Jei norite atsisiųsti, turėsite užsiregistruoti „Microsoft“- jei tai problema, naudokite suklastotą el. ar kažkas. Man iš tikrųjų buvo naudinga duoti savo tikrąjį el. Paštą, nes jie retkarčiais siunčia atnaujinimus.

3 žingsnis: sukurkite atsisiuntimo grandinę

Ši atsisiuntimo grandinė naudoja pikapo mikroschemą, porą rezistorių, reguliatorių ir 9 V bateriją. Daugiau informacijos rasite pikapų dokumentuose ir tai užtruks tik kelias minutes, kai visos dalys bus po ranka.

Taip pat norėčiau pridurti, kad pikapai veikia laimingai naudojant 3 AA baterijas. 5 V reguliuojamas maitinimas yra naudingas veikiant analoginiams įėjimams, nes atskaitos įtampa nesikeičia, tačiau paprastoms įjungimo/išjungimo grandinėms reguliuojamas maitinimas nereikalingas. Tokiose situacijose 5V reg.

4 veiksmas: „Protoboard“atsisiuntimo grandinės išdėstymas

Šioje nuotraukoje parodytas atsisiuntimo kabelis, kuris yra tiesiog D9 kištukas ir keli metrai kelių daugiagyslių kabelių. Dauguma šiuolaikinių kompiuterių turi D9 nuoseklaus prievado jungtį. Prieš maždaug 1998 m. Sukurtas kompiuteris gali turėti 25 kontaktų jungtį. Ant lanksčių laidų galo lituodavau apie 1 cm kietos vielos vielos, o po to uždėjau šiluminį susitraukimą - kietos šerdies laidai patenka į prototipą daug geriau nei lankstūs laidai.

5 veiksmas: atsisiųskite „Picaxe“programą

Norėdami atsisiųsti, spustelėkite mėlyną rodyklę. Jei jis neatsisiunčiamas, „picaxe“naudojimo instrukcijoje yra keletas derinimo pasiūlymų. Galite pabandyti atsisiųsti paprastą programą, kad įjungtumėte ir išjungtumėte lemputę, kad patikrintumėte, ar lustas veikia. Ši programa nieko nedaro, kol nėra prijungta prie kompiuterio, nes laukia, kol kompiuteris jai ką nors atsiųs. Jei jis atsisiunčiamas gerai, jis veikia ir lustas yra užprogramuotas, o kitas žingsnis yra perkonfigūruoti mikroschemą kaip nuosekliosios sąsajos lustą.

Nukopijuokite ir įklijuokite žemiau esantį kodą. Norėdami jį peržiūrėti naudodami spalvų sintaksę, peržiūrėkite „View/Options“/Editor. Spalvų sutartys yra panašios į „VB. Net main“: serinas 3, N2400, („Duomenys“), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 readadc 1, b1 'perskaitykite puodą, tada atsiųskite atgal seriją 0, N2400, ("Duomenys", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) pasirinkite atvejis b0 'skaitomas duomenų bitas eiti pagrindinis

6 veiksmas: iš naujo sukonfigūruokite grandinę kaip nuosekliosios sąsajos grandinę

Atlikti du subtilūs pikapų grandinės pakeitimai. 22k rezistorius, kuris anksčiau buvo skirtas 2 kojai, dabar pereina prie 4 kojos. Ir 2 koja buvo įžeminta. Vienintelis 2 kojos tikslas yra gauti programavimo duomenis iš kompiuterio, todėl užprogramavus lustą, jis gali būti susietas su žeme. Jei grįšite prie lusto programavimo, kad ištaisytumėte klaidas ir tt, tada atjunkite 2 koją nuo žemės ir vėl prijunkite 22k prie 2 kojos. „Picaxe“vėl kalba su kompiuteriu per 7 koją, todėl to keisti nereikia.

Buvo pridėtas puodas ir pridėtas servo. Servo tikrai nėra būtina, o LED ir 1k rezistorius gerai veiktų ir (arba) bet kokia grandinė, kurią norite prijungti. Aš tiesiog naudoju servo, norėdamas parodyti, kaip spustelėjus ką nors ekrane, kažkas gali judėti. Servo paleidžiamas iš savo maitinimo šaltinio. Šio atskiro maitinimo šaltinio nereikėtų, jei „picaxe“tik įjungtų ir išjungtų šviesos diodus. Piksa yra paruošta naudoti - dabar mums reikia tam tikro VB kodo.

7 veiksmas: parašykite tam tikrą VB sąsajos kodą

Įdiegę „VB. Net“, paleiskite ją ir pasirinkite Failas/naujas projektas ir pasirinkite „Windows“programa. Pradžioje galite spustelėti Failas/Išsaugoti viską ir išsaugoti ten, kur jums patinka, o vėliau pradėti projektą iš „VB. Net“arba spustelėdami sukurtą.sln failą.

8 veiksmas: suprojektuokite „VB. Net“formą

VB sukuria naują tuščią formą, pavadintą Form1.vb. Galite pakeisti pavadinimą dabar arba vėliau arba tiesiog palikti jį kaip 1 formą, jei projektas yra paprastas. Paliksime taip, kaip yra. Norėdami pridėti šiek tiek valdymo, turime atidaryti įrankių dėžę, kuri yra pažymėta žaliai. Įrankių dėžę galima atidaryti ir uždaryti, kai to reikia - paprastai pirmas žingsnis yra pridėti valdiklius, tada uždaryti įrankių dėžę ir dirbti su kodu. Galite palikti jį visą laiką atidarytą, tačiau jis užima šiek tiek ekrano.

9 veiksmas: pridėkite laikmatį

Slinkome įrankių dėžę žemyn ir pasirinkome laikmatį. Norėdami jį pridėti, dukart spustelėkite laikmatį. Ekrano apačioje pasirodys laikrodžio, pavadinto „Timer1“, vaizdas, o dešinėje - laikmačio ypatybės. Galite juos redaguoti arba pakeisti kodo tekste. Paliksime juos tokius, kokie yra, ir pakeisime teksto tekste.

Be to, įrankių rinkinys atrodo šiek tiek bauginantis, tačiau daugumai programų reikia tik kelių - tai būtų mygtukai, teksto laukeliai, etiketės, laikmačiai, paveikslėlių langeliai, žymės langeliai ir radijo dėžės. Galbūt atidarykite naują programą ir kartais suvaidinkite su keliais.

10 veiksmas: pridėkite porą mygtukų

Spustelėkite mygtuko įrankį ir nubrėžkite mygtuko dydį formoje 1. Mums reikės dviejų mygtukų, paveikslėlio dėžutės ir etiketės. Eikite į priekį ir pridėkite juos - kitoje ekrano kopijoje visi šie piešiniai yra parodyti. Dydis ir padėtis nėra svarbūs, o vėliau galite juos pervardyti, jei norite.

11 veiksmas: forma su visais valdikliais

1 forma dabar išdėstyta. Langelis šalia mygtuko 2 yra maža paveikslėlių dėžutė. Galite įdėti nuotraukas į tai, bet mes tik naudosime jį norėdami parodyti, kuris mygtukas buvo paspaustas, pakeisdamas jį iš raudonos į žalią. „Label1“rodo pikapų registrus.

12 veiksmas: pridėkite kodą

Dešinėje, žaliai apskritime, yra keletas naudingų mygtukų - antrasis iš dešinės yra mygtukas „Peržiūrėti kodą“, o dešinysis - „View Designer“. Praktiškai, rašant kodą, tarp šių vaizdų pereinama pirmyn ir atgal. Paprastai, jei vienas yra Dizainerio režime, dukart spustelėję objektą, pvz., Mygtuką, kodo rodinyje atsiranda vieta, kur galima pridėti kodą, arba nukopijuojama į kodą, kuris paleidžiamas paspaudus mygtuką. Tokiu būdu programų srautas tampa gana intuityvus - vartotojas spustelėja dalykus ir kodo bitus, keičia ekraną ir pan. Mūsų tikslais, nors ir apgaudinėjame, įklijuosime visą darbinio kodo plokštę. turės viešos klasės formą1… Pabaigos klasė - pažymėkite tai ir ištrinkite. Dabar paimkite visą žemiau esantį kodą ir įklijuokite jį. Imports System. IOImports Strings = Microsoft. VisualBasic ', todėl gali naudoti tokius dalykus kaip kairė (ir dešinė (eilutėmsPublic Class Form1Public Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Integer)) miego teiginiamsDim WithEvents serialPort As New IO. Ports. SerialPort 'nuoseklusis prievadas deklaruoti = True 'įveskite šį kodą kaip numatytąjį, kai sukuriamasTimer1. Intervalas = 5000' 5 sekundėsPictureBox1. BackColor = Spalva. Red 'nustatyta į padėtį' red'Array. Clear (PicaxeRegisters, 0, 13) 'tikriausiai nereikalinga, nes masyvas deklaruojamas blankEnd SubPrivate Sub Timer1_Tick (ByVal siuntėjas kaip System. Object, ByVal e As System. EventArgs) Tvarko laikmatį1. Pažymėkite „laikmačio varnelę kas 5 sekundes“Skambinkite „SerialTxRx ()“pasikalbėkite su picaxeEnd SubSub SerialTxRx () Dim LabelString As String 'string DataP acket (nuo 0 iki 17) Kaip baitų visas duomenų paketas „Data“+14 baitųDim i kaip sveikasis skaičius „i“visada naudingas kilpoms ir ttLabel1. Text = "" 'išvalyti tekstą ekrane Asc (Mid ("Duomenys", i + 1, 1)) 'pridėkite žodį "Duomenys" prie paketoNextFor i = 0 Iki 13DataPacket (i + 4) = PicaxeRegisters (i)' pridėkite visus baitus prie packetNextIf serialPort. IsOpen ThenserialPort. Close () 'tik tuo atveju, jei jau atidarytasEnd IfTryWith serialPort. PortName = "COM1"' Dauguma naujų kompiuterių pagal numatytuosius nustatymus yra com1, bet bet kuris kompiuteris iki 1999 m. Su serijine pele tikriausiai bus numatytasis com2. BaudRate = 2400 '2400 greitis mažoms pikakštėms. Parity = IO. Ports. Parity. None 'no parity. DataBits = 8' 8 bits. StopBits = IO. Ports. StopBits. One 'one stop bit. ReadTimeout = 1000' milisekundžių, taigi laikas baigiasi per 1 sekundę jei nėra atsakymo. Atidarykite () „atidarykite nuoseklųjį prievadą.„ DiscardInBuffer () “išvalykite įvesties buferį. Rašykite („ DataPacket “, 0, 18)“siųskite duomenų paketų masyvą „Call Sleep“(300) „mažiausiai 100 milisekundžių laukti r duomenys sugrįžti ir daugiau, jei duomenų srautas yra ilgesnis. Skaitykite („DataPacket“, 0, 18) „perskaitykite duomenų paketų masyvą. Uždarykite ()“uždarykite nuoseklųjį prievadąInd WithFor i = 4 To 17LabelString = LabelString + "" + Str (DataPacket (i)) 'virsta teksto eiluteNextLabel1. Text = LabelString' įdėkite teksto eilutę į ekranąCatch ex As Exception'MsgBox (ex. ToString) 'atšaukite tai, jei norite pamatyti tikrąjį klaidos pranešimąLabel1. Text = " „Timeout“„“parodys tai, jei „picaxe“nėra prijungtas ir ttEnd TryEnd SubPrivate Sub Button1_Click („ByVal“siuntėjas kaip „System. Object“, „ByVal“ir „System. EventArgs“) „Handles Button1. ClickPictureBox1. BackColor = Color. Red“pakeiskite langelį į redPicaxeRegisters (0) = 120 'savavališka servoEnd SubPrivate antrinio mygtuko vertė „ServoEnd“antroji klasė

13 veiksmas: paleiskite programą

Įjunkite „picaxe“, jei jis neįjungtas. Paleiskite „vb.net“programą spustelėdami žalią trikampį ekrano viršuje netoli vidurio. Vykdymo trikampio dešinėje yra pauzės ir sustabdymo mygtukai, arba programą galima sustabdyti spustelėjus viršutiniame dešiniajame x taške arba paspaudus Failas/Išeiti, jei pridėjote meniu. Programa gali būti sudaryta, jei norite, bet derinimui palikime ją paleisti VB. Laikmatis siunčia baitus kas 5 sekundes, todėl ekranas pasirodys per 5 sekundes. Etiketėje 1 rodomas 14 pikapų registrų išmetimas. Jie siunčiami į pikapą ir vėl siunčiami atgal. Beveik tikrai nebūtina siųsti visų 14 ir jūsų kodą galima pakeisti, kad tiktų. Antrasis baitas, kurio vertė 152, yra puodo vertė, kuri keičiasi nuo 0 iki 255. Jei paspaudžiamas mygtukas 1, jis siunčia 120 reikšmę pirmajame baite, o jei spustelėjamas mygtukas 2, siunčiama 160, o pikapo programa juos dekoduoja ir perkelia servo. Šis kodas parodo, kaip siųsti duomenis ir susigrąžinti duomenis iš mikrovaldiklio. Mikrokontroleris gali įjungti įvairius prietaisus - aš turiu apie 30 namų, kuriuose veikia purkštuvai, žibintai, apsauga, važiuojamosiose dalyse aptinkami automobiliai, įjungiami keli 3,6 kW siurbliai ir jaučiamas vandens lygis rezervuaruose. „Picaxes“galima daisychained bendrame autobuse ir netgi gali bendrauti tarpusavyje per radijo nuorodas. Taip pat galima įkelti ir atsisiųsti duomenis iš svetainių, taigi naudoti internetą prijungti įrenginius bet kurioje pasaulio vietoje https://www.instructables. com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under-20/Kituose dviejuose puslapiuose taip pat yra keletas pavyzdžių, kaip naudoti skirtingus jutiklius ir kaip valdyti skirtingus įrenginius.

14 veiksmas: įvesties įrenginiai

„Picaxe“programuotojas turi keletą labai naudingų pagalbos failų, iš kurių vienas vadinamas „sąsajos grandinėmis“, jį taip pat galima rasti adresu https://www.rev-ed.co.uk/docs/picaxe_manual3.pdfTai parodo, kaip valdyti variklius, pajusti aplinką ir kitą naudingą valdymą. Be šių cirkuliacijų, yra keletas, kurias naudoju vėl ir vėl. Temperatūra - LM35 temperatūros jutiklis sukuria įtampą, kuri gali patekti tiesiai į piktogramą ir kurią galima nuskaityti naudojant komandą readadc arba readadc10. Šviesa - nuo šviesos priklausomo rezistoriaus varža svyruoja nuo kelių šimtų omų ryškioje saulės šviesoje iki daugiau nei 5 megaohmų, esant juodai tamsiai. Išmatuokite atsparumą šviesos lygyje, kurį norite perjungti, ir sudėkite LDR į seriją su maždaug tokios pačios vertės rezistoriumi. Pvz., Norėjau aptikti automobilio šviesas, traukiančias į automobilių stovėjimo aikštelę, kad įjungtų kai kuriuos žibintus. Atsparumas buvo apie 1 M nuo netiesioginės šviesos, todėl aš įdėjau 1 M į seriją su LDR. Jungiklis - kai kurie jungikliai persijungia tarp 5V ir 0V (vieno poliaus dvigubo metimo jungiklis), bet kai kurie tiesiog įjungiami ir išjungiami. Jei jungiklis įjungiamas, jis gali siųsti 5 V į pikapo mikroschemą, bet jei jis išjungtas, pikapo kaištis būtų „plaukiojantis“ir galėtų būti bet kokios vertės. Ši grandinė parodo, kaip ištraukti įvestį į žemę, kai jungiklis yra išjungtas. Tai grandinė, naudojama daugeliui mygtukų jungiklių. Potenciometras - sena gera rankenėlė. Pasukite rankenėlę ir perskaitykite įtampą į lustą. Yra įvairių elektroninių prietaisų, kurie sukuria 0–5 V įtampą arba gali būti lengvai sukonfigūruoti. Pavyzdžiai yra magnetiniai jutikliai, drėgmė, greitis, lietimas, infraraudonųjų spindulių šviesa, slėgis, spalva ir garsas. Paprastai jutikliai kainuoja tik kelis dolerius.

15 žingsnis: Įrenginių valdymas

„Picaxe“pagalbos faile yra puikus variklių ir žibintų valdymo paaiškinimas. Be to, manau, kad yra keletas grandinių, kurias naudoju nuolat ir vėl. Pirmasis yra paprasta tranzistoriaus grandinė. „Picaxe“mikroschema gali įjungti ne daugiau kaip 20 mA vienam kaiščiui, o tai gerai įjungia šviesos diodą, bet ne daug daugiau. 547 tranzistorius padidina srovę iki 100 mA, o tai tinka mažoms lemputėms. Antroji grandinė rodo „mosfet“. „Mosfets“jiems varyti beveik nereikia srovės - tik voltai, kad juos būtų galima tiesiogiai valdyti pikapu. Yra visų rūšių „mosfet“, bet man labiau patinka tas, kuris vadinamas „BUK555 60B“https://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/BUK555-60A.pdf Jis gali būti tiesiogiai varomas iš 5 V (skirtingai nuo kai kurių, kuriems reikia 10 V), bet pagrindinis privalumas yra tai, kad įjungus jis turi labai mažą pasipriešinimą - 0,045 omų, o tai nėra daug daugiau nei laidų, kuriuos būtų galima prijungti prie jo, varža. Tai reiškia, kad važiuojant gana didelėmis apkrovomis nešyla, o tai taupo energiją ir taip pat sumažina radiatoriaus išlaidas. Pavyzdžiui, važiuojant 5 amperų apkrova, kaip automobilio priekinis žibintas; vatai = srovės kvadratas x pasipriešinimas, taigi W = 5*5*0,045 = 1,12 vatų, kuriems reikės tik radiatoriaus, kaip 1 colio kvadratinio plono aliuminio gabalo. Trečioji grandinė rodo relę. Visoms relėms yra keli parametrai - ritės įtampa, ritės varža ir apkrovos įtampa bei srovė. Pavyzdžiui, relė gali turėti 12 V ritę, kurios ritės srovė yra 30 mA, ritės varža 400 omų ir gali veikti iki 240 V esant 1 amperui. Ritės srovė yra daugiau voltų ir stiprintuvų, nei gali tiekti pikapas, todėl ritė perjungiama naudojant tranzistoriaus grandinę. Taip pat yra diodas - jis slopina galinį EMF, kai relė išsijungia. Atgal EMF sukuria žvakės kibirkštį, todėl nenorite, kad ši aukšta įtampa būtų bet kurioje grandinės vietoje. Kontaktai turės maksimalią srovę ir voltų įtampą - srovė gali būti keletas amperų, o voltai dažnai yra 240 V, todėl 12 V arba 24 V perjungimas bus pakankamai arti. Jei esate nepatyręs elektronikos, nežaiskite su tinklo įtampa. Taip pat yra mažų relių, kurių ritės įtampa yra 5V arba 6V. Šioms relėms jums gali nereikėti atskiro 12 V maitinimo šaltinio, tačiau tiesiog stebėkite ritės atsparumą, nes daugelio jų srovė yra didesnė nei 100 mA. Jei taip, ir jūs naudojate 78L05 100mA 5V reguliatorių, galbūt norėsite jį pakeisti į 7805 reguliatorių, galintį tiekti iki 1 amp. Relės yra ypač naudingos keičiant kintamąją srovę, pvz., 24VAC sodo purkštuvų solenoidai, 12VAC sodo žibintai ir elektriškai triukšmingoje aplinkoje, pavyzdžiui, automobilyje. Jie taip pat naudingi valdant dideles apkrovas, pvz., Pikapas, tiekiantis 20mA esant 5V = 0,1W, valdantis tranzistorių 12V esant 100mA = 1,2W prie relės 24V 100mA = 2,4W prie kontaktoriaus, varančio 3600W siurblį. Jei norite tokiu būdu valdyti galią, paprašykite elektriko prijungti valdymo dėžutę ir duoti du išeinančius laidus (12 V relės ritės laidus), kuriuos galite valdyti. Tokiu būdu elektrikas gali atsijungti nuo maitinimo dėžės, o jūs galite atlikti visą elektroniką, nesijaudindami dėl elektros smūgio. Kitas relių naudojimas yra atbulinis variklio valdymas. Naudodami impulsų pločio moduliavimą į „mosfet“, galite valdyti nuolatinės srovės variklio greitį, o naudodami DPDT maitinimo relę galite pakeisti kryptį. Tai paprastas būdas valdyti didelius variklius, tokius kaip tie, kurie naudojami „robotų karuose“. Jei jums reikia pagalbos kuriant ką nors, parašykite komentarą.