ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 addım

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Bu layihə, növbəti robotunuzun beyni olmaq üçün hazırlanmış bir ESP32 Breakout lövhəsi üçündür. Bu lövhənin xüsusiyyətləri bunlardır;

• Bir düymlük mərkəzlərdə iyirmi sancağa qədər iki sıra olan hər hansı bir ESP32 inkişaf dəstini yerləşdirə bilər.
• Bir TB6612FNG ikili H körpü DC motor nəzarətçi qız lövhəsini bağlamaq üçün bir yer.
• Hər bir motor bağlantısı üçün iki vintli terminal bloku.
• Vin & Gnd üçün iki vintli terminal bloku və beş başlıq pinindən ibarətdir
• İyirmi GPIO qırılma sancağından ibarət iki sıra.
• Echo çıxışında gərginlik bölücüləri olan iki HC-SR04 Sonar sensoru üçün başlıqlar.
• Üç rəngli, ümumi anod, məhdudlaşdırıcı rezistorlu LED-ə qoşulmaq üçün başlıq.
• Gəmidə 5V, 5V və Gnd üçün beş başlıq pinli 1A gərginlik tənzimləyicisi.
• Hər bir əlaqə üçün 3.3V & Gnd ilə I2C bağlantıları üçün dörd başlıq dəsti.
• Bütün komponentlər elektron lövhənin bir tərəfinə quraşdırılmışdır.

Lövhənin fiziki ölçüsü 90 mm x 56 mm, iki tərəflidir. Bu, əksər lövhə istehsalçılarının aşağı qiymətli prototipləri üçün 100 mm x 100 mm ölçü məhdudiyyətləri daxilində yaxşı qoyur.

Bu lövhələrdən birini etmək üçün lazım olan bütün sənədləri burada github -da tapa bilərsiniz.

Lövhə, hər biri on səkkiz sancaqdan ibarət iki sıra olan DOIT ESP32 DEVKIT V1 ətrafında dizayn edilmişdir. Lövhənin arxa tərəfində asanlıqla kəsilmiş izlər, xüsusi 5V, Gnd və 3.3V pinlərini müvafiq avtobuslarından ayırmağa imkan verir. Daha sonra bu yerlərdəki sancaqları GPIO olaraq və atlayıcılardan istifadə edərək, 5V, Gnd və 3.3V avtobuslarını istifadə etdiyiniz ESP32 inkişaf dəstindəki müvafiq pinlərə bağlaya bilərsiniz.

ESP dev dəstini quraşdırmaq üçün iyirmi delikdən ibarət iki sıra təmin edilmişdir. Dişi yuva zolaqları almağı və deliklərə lehimləməyi məsləhət görürəm. Bu yolla, ESP32 qurğu dəstini silə və istədiyiniz zaman başqası ilə əvəz edə bilərsiniz. Ayrıca, yuva şeritlərindən istifadə edərək, qurğu dəstinin altına quraşdırılmış hissələr üçün çoxlu boşluq təmin edilir. Qırx pin başlıq və yuva zolaqları alıb sonra ölçülərinə görə kəsməyi sevirəm. Bu, xərcləri azaltmağa kömək edir. Dişi yuva zolaqlarını iki yuva arasında kəsə bilməzsiniz, kəsmək üçün bir yuvanı 'yandırmalısınız'. Başqa sözlə, qırx pinli qadın yuva zolağı iki iyirmi pinli zolağa kəsilə bilməz. Qırx pinli qadın yuva zolağı iyirmi pinli və on doqquz pinli bir zolağa kəsilə bilər.

Addım 1: TB6612FNG İkili H Körpü

TB6612FNG, bir pilləli motoru və ya iki DC hobi motorunu (fırçasız mühərriklər) idarə edə bilən ikili H körpüsü, motor nəzarətçisidir. Kiçik, ucuz, dişli mühərrikləri idarə etmək üçün idealdır. Qırılma taxtasında, TB6612FNG olan bir qız lövhəsi quraşdırmaq üçün bir yer var. İstifadə etməyi seçdiyim TB6612FNG lövhəsi bir neçə yerdə mövcuddur; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser və Digikey də Sparkfun lövhəsini satır), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress və Gearbest. Qiymətlər təxminən bir dollardan beş dollara qədər dəyişir.

Hər bir DC motor sürücüsü üç GPIO sancağı istifadə edir. İki GPIO sancağı motor vəziyyətini təyin edir; irəli, geri, sahil və əyləc. Üçüncü GPIO pin, motor sürətini idarə etmək üçün PWM -dir. Yeddinci GPIO pin STBY pinini idarə edir. TB6612FNG üçün nəzarət siqnalları ESP32 GPIO qırılma pinləri ilə möhkəm bağlanmışdır. Hansı GPIO pinlərinin istifadə edildiyi, istifadə etdiyiniz ESP32 Dev Kit -in ləzzəti ilə müəyyən edilir. Əksər ESP32 Dev Kitlərində GPIO PWM və Çıxış sancaqları ilə uyğunlaşdırılmaları üçün sabit tellər diqqətlə seçilmişdir.

Mühərriklər, qırılma lövhəsinin hər tərəfində Motor A və Motor B etiketli iki, iki pinli vintli terminal bloklarından istifadə edərək bağlanır. Mühərriklər üçün güc, iki pinli vintli terminal bloku və ya qırılma lövhəsinin bir ucunda Vin etiketli kişi başlıqları ilə təmin edilir. Vin 6V -dan 12V -a qədər hər hansı bir DC gərginliyi ola bilər. 5V, 1A gərginlik tənzimləyicisi, Sonar sensorlarını gücləndirmək üçün Vin gərginliyini 5V -ə çevirir.

DOIT Dev KIT iki ölçüdə gəlir: 30 pin (bir tərəfdə 15) və 36 sancaq (18 tərəfdə). Aşağıdakı hər iki inkişaf dəsti üçün əlaqələri sadaladım.

30 pinli inkişaf dəsti - 36 pinli inkişaf dəsti

AIN1 - 25 - 14 - A mühərriki üçün istiqamətə nəzarət

AIN2 - 26 - 12 - A mühərriki üçün istiqamətə nəzarət

PWMA - 27 - 13 - A mühərriki üçün sürət tənzimlənməsi

STBY - 33 - 27 - hər iki mühərriki dayandırır

BIN1 - 16 - 15 - B mühərriki üçün istiqamətə nəzarət

BIN2 - 17 - 2 - B mühərriki üçün istiqamətə nəzarət

PWMB - 5 - 4 - B mühərriki üçün sürət tənzimlənməsi

Addım 2: GPIO pinləri

Lövhədə GPIO qırılması üçün iyirmi pin başlıqdan ibarət iki dəst var. Hər bir GPIO başlıq dəsti, 3.3V üçün iyirmi pin və Gnd üçün iyirmi pindən ibarətdir. 3.3V sancaqlar GPIO pinləri ilə Gnd pinləri arasında yerləşir. Bu konfiqurasiya, bir şey geriyə qoşulduqda partlayış ehtimalını azaldır. Bir GPIO pininə qoşulmaq istədiyiniz demək olar ki, hər şey 3.3V və ya Gnd bağlantısı və ya hər ikisini tələb edir. Üç sıra sıra konfiqurasiyası, hər bir əlaqə üçün həmişə gücə və Gnd pininə sahib olduğunuz deməkdir.

DOIT Dev Kitindən başqa bir ESP32 inkişaf dəsti istifadə edirsinizsə, DOIT Dev Kitindən fərqli yerlərdə Vin, 3.3V və Gnd pinləri ola bilər. Qırılma lövhəsi, arxadan Vin, 3.3V və Gnd pinlərini müvafiq avtobuslardan təcrid etmək üçün kəsilə bilən izləri asanlıqla kəsdi. Daha sonra ESP32 Dev Kitinizin Vin, 3.3V və Gnd pinlərini müvafiq avtobuslara bağlamaq üçün tullanan tellərdən istifadə edə bilərsiniz. 3.3V sancaqlar standart iki pinli qısaqlayıcı fişlərdən istifadə etməklə bağlana bilər. Gnd pin əlaqələri üçün üç pinli DuPont mərmi, iki dişi qıvrım sancağı və qısa bir tel parçası istifadə edərək bir neçə atlama qurdum. Dişi sancaqları telin hər bir ucuna bükdükdən sonra üç pin qabığının uc yuvalarına daxil etdim.

Kəsdiyiniz transları yenidən bağlamaq istəyirsinizsə, hər birində bir sıra deliklər var. Çuxurlarda U şəkilli bir keçid telini lehimləyə və ya iki pinli başlıq əlavə edə və çıxarıla bilən bir tullanan düzəltmək üçün standart iki pinli qısa fişdən istifadə edə bilərsiniz.

Bir xəbərdarlıq sözü. ESP32 inkişaf dəstindəki 3.3V tənzimləyici, ESP32 üçün 3.3V və 3.3V avtobusuna bağladığınız hər hansı bir ətraf qurğu üçün 3.3V təmin etmək üçün istifadə olunur. Tənzimləyicinin 1A limiti var. Vin gərginliyi nə qədər yüksəksə və çəkdiyiniz cərəyan tənzimləyicinin istiləşməsinə səbəb olacaq. 3.3V ilə LED şeritləri və ya servo mühərriklər kimi yüksək cərəyan cihazlarını idarə etməyə çalışarkən bunu unutmayın. Gyros, sürətləndiricilər və ADC çeviriciləri kimi bir neçə I2C cihazı problem yaratmamalıdır.

Addım 3: Vin

Vin, mühərriklər və 5V tənzimləyicisi üçün giriş gərginliyidir. Vin 5V -dan 12V -a qədər hər hansı bir gərginlik ola bilər. Vin üçün 5V istifadə edirsinizsə, bortdakı 5V tənzimləyicinin çıxış gərginliyi 5V olmayacaq. Bunun səbəbi 5V tənzimləyicisinin 5V -ə qədər tənzimləmək üçün 5V -dən yüksək bir gərginliyə malik olmasıdır.

Vin, ESP32 inkişaf dəstindəki 3.3V tənzimləyiciyə giriş gərginliyi olaraq da istifadə olunur.

ESP qurğu dəsti istinad dizaynı, USB gərginliyini cihaz dəstinin Vin pinindəki gərginlikdən ayırmaq üçün bir dioda malikdir. Diod, Vin gərginliyinin USB gərginliyini idarə etməyə çalışmadığını və ESP32 qurğu dəstindəki USB-Seri körpü çipinin yalnız USB gərginliyi ilə işlədiyini təmin edir. Bu o deməkdir ki, heç bir şeyi məhv etməkdən qorxmadan, 5V -dan daha yüksək bir gərginlik mənbəyini Vin kartına bağlaya və eyni zamanda USB bağlantısından istifadə edə bilərsiniz. ESP32 inkişaf dəstindəki gərginlik tənzimləyicisi, qırılma lövhəsində istifadə olunan gərginlik tənzimləyicisi ilə eyni ailədədir. Bu o deməkdir ki, onlar eyni giriş gərginliyini idarə edə bilərlər.

Mühərrikləri idarə edən batareya paketini Vin terminallarına qoşun və ESP32 -ni və qoşduğunuz bütün ətraf cihazları da gücləndirəcək.

Addım 4: HC-SR04 Sonar Sensorları

Məşhur HC-SR04 Sonar sensorunun bağlanması üçün iki dörd pinli başlıq verilir. Başlıqlar, qırılma lövhəsinin əks tərəflərində, motor vintli terminal bloklarının yanında yerləşir. Başlıqlar, HC-SR04 ilə təkbətək əlaqə üçün qurulmuşdur.

HC-SR04 5V cihazdır. 5V gücündədir və çıxış (Echo) siqnalı 5V səviyyəsindədir. ESP32 -də 3.3V GPIO var və 5V -ə dözümlü deyil. Buna görə HC-SR04-ün 5V çıxışını ESP32-nin 3.3V səviyyəsinə endirmək üçün bir növ gərginlik səviyyəsi çeviricisinə ehtiyacınız var. Sınıq lövhəsində, HC-SR04 Echo siqnallarının hər biri üçün səviyyə çevrilməsini yerinə yetirmək üçün sadə bir gərginlik bölücü var. HC-SR04-ün Trig siqnalını idarə etmək üçün ESP32 GPIO pininin heç bir səviyyəyə çevrilməsi tələb olunmur.

HC-SR04 üçün dörd pinli başlıq, sensor üçün 5V və Gnd əlaqələrini təmin edir. 5V, kəsmə lövhəsindəki 5V tənzimləyicisi tərəfindən təmin edilir.

HC-SRO4-ə qoşulmaq üçün dörd pinli başlıq təmin edilərkən, HC-SR04-ün Echo və Trig siqnallarını ESP32-ə bağlamaq üçün iki pinli başlıq verilir. Bu yolla hansı GPIO sancaqlarından istifadə edəcəyinizi seçə bilərsiniz. Bağlantılar qurmaq üçün dişi-dişi keçid tellərindən istifadə edin. T, Trig girişidir və E, Echo çıxış siqnalının çevrilmiş gərginlik səviyyəsidir.

Başqa 5V sensoru bağlamaq üçün HC-SR04 başlığından istifadə etmək mümkün olmalıdır. 5V sensorun çıxışını Echo girişinə qoşun və onu 3.3V siqnalına çevirmək üçün gərginlik ayırıcıdan istifadə edin. Gərginlik bölücü, yavaş keçişləri olan siqnalları idarə edəcək. Yüksək sürətli keçidlər üçün aktiv bir gərginlik səviyyəsi çeviricisini istifadə etməlisiniz. Bir analoq siqnalı gərginlik bölücüsünə və sonra ESP32-də analoq bir girişə bağlayırsınızsa, hesablama zamanı voltun hesablanması zamanı gərginliyin yellənməsinin sıfırdan 5V-ə deyil, sıfırdan 3.3V-ə qədər olacağını nəzərə almalısınız.

Məsələn, HC-SR04 başlığının 5V, Gnd və Echo pinlərinə Vishay TSOP34838 IR sensoru bağlaya bilərsiniz (Echo sensorun çıxış piminə bağlanır). Sonra 38KHz daşıyıcısı istifadə edən hər hansı bir IR uzaqdan IR əmrləri ala bilməlisiniz.

Addım 5: Üç rəngli LED

Üç rəngli LED, 5 mm, ümumi bir anod, delikli, RGB LED-dir. Cari məhdudlaşdırıcı rezistorlar verilir və ümumi anod 3.3V avtobusa bağlanır. LED istifadə etmək üçün RGB etiketli üç pinli başlıq verilir. RGB pinlərindən birində aşağı səviyyəli bir siqnal LED -i o rənglə yandıracaq. Eyni anda birdən çox RGB girişi idarə etmək, nəticədə rəng qarışığı ilə çoxlu LED -lərin yanmasına səbəb olacaq. RGB başlıq pinlərini seçdiyiniz GPIO pinlərinə bağlamaq üçün dişi-dişi atlayıcılardan istifadə edə bilərsiniz. LED -i PWM qabiliyyətinə malik bir GPIO pininə bağlasanız, PWM -in aşağı vaxtını dəyişdirərək LED -in parlaqlığını dəyişə bilərsiniz. Çalışdığım kodu düzəltməyimə kömək etmək üçün LED -lərdən istifadə etməyi sevirəm.

Addım 6: I2C Breakout

Qırılma lövhəsində I2C interfeysi üçün dörd sıra baş pinləri var. Satırlardan ikisi hər biri dörd sancaqdır və 3.3V və Gnd -dir. Digər iki sıra hər biri beş sancaqlıdır və SDA və SCL üçündür. Bu satırların hər birindəki əlavə pin, satırları seçdiyiniz GPIO sancaqlarına bağlamaq üçün iki dişi-qadın keçid kabelindən istifadə edə bilərsiniz. ESP32, bir neçə GPIO pinində SDA və SCL siqnallarına sahib ola bilər. Dörd 3.3V -ə qədər I2C cihazları papatya zəncirvari kabellərə müraciət etmədən qoşula və işləyə bilər. Qırılma lövhəsində SDA və SCL siqnallarında heç bir çəkilmə rezistoru yoxdur. Çəkmə rezistorları I2C avtobusuna bağladığınız cihazlarda olmalıdır.

Qeyd: I2C ilə tanış olmayanlar üçün, SDA və SCL sancaqları açıq drenaj, üç hallı, iki istiqamətli sancaqlar olduğuna görə çəkmə rezistorları tələb olunur. Çəkmə rezistorlarının dəyəri avtobusdakı sürüşmə sürətini və zəngini təsir edir.

Addım 7: Materiallar Bill

Bütün rezistorlar SMT 1206 -dır.

Bütün kondansatörler SMT, korpus A, EIA 3216 -dır.

Bütün başlıqlar və yuva zolaqları 0,1 düym (2,54 mm) addımdır.

6 - iyirmi pinli kişi başlıqları

6 - beş pinli kişi başlıqları

4 - dörd pinli kişi başlıqları

1 - üç pinli kişi başlığı

2 - iki pinli kişi başlıqları

2 - iyirmi pinli qadın yuva zolaqları

1 - TB6612FNG lövhəsi, iki, səkkiz pinli kişi başlıqları ilə gəlir

3 - 10uf Tantal kondansatörləri

1 - 10K müqavimət

2 - 2.2K rezistorlar

5 - 1K rezistorlar

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, ümumi anod RGB LED

3 - 3 mm aralıq, iki pin, vintli terminallar

İsteğe bağlı

3 - iki pinli kişi başlıqları - kəsilmiş Vin, 3.3V və Gnd izlərini yenidən birləşdirmək üçün

Addım 8: Hamısını sarın

Bu, qırılma taxtasına quraşdırılmış sadə robotların tələb etdiyi ən çox yayılmış xüsusiyyətlərə malik çox yönlü bir ESP32 qırılma lövhəsidir.

Çıxış taxtası yalnız ESP32 inkişaf dəstləri ilə məhdudlaşmır. Bir düym aralığında iyirmi sancağa qədər ikili sıra olan hər hansı bir mikrokontrolör lövhəsi istifadə edilə bilər. Bir ESP8266 və ya LPC1768 lövhəsi uyğun olardı. Kartı TB6612FNG əlavə lövhəsi olmadan yığa və yalnız GPIO -nu qırmaq üçün istifadə edə bilərsiniz. Lövhə, onu necə istifadə etməyinizə dair bir çox seçim təqdim edir.

Bu lövhələrdən bəziləriniz varsa, 'Macedon Engineering' adını lövhələrdən çıxarmayın. Bu lövhələrdən hər hansı bir qeyri-kommersiya tətbiqi üçün sərbəst istifadə edə bilərsiniz. Lövhəni düzəltsəniz və istifadə etsəniz, nə üçün istifadə etdiyinizi bir səslə qiymətləndirərəm. Ümid edirəm ki, lövhəni faydalı hesab edirsiniz.