ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 алхам

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэхүү төсөл нь таны дараагийн роботын тархи болох зориулалттай ESP32 Breakout самбар дээр зориулагдсан болно. Энэхүү самбарын онцлог шинж чанарууд нь;

• Нэг инчийн төв дээр хоёр эгнээ хүртэл хорин зүү бүхий ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийг багтаах боломжтой.
• TB6612FNG хос H гүүр DC мотор хянагчийн охин хавтанг холбох газар.
• Мотор холболт бүрт хоёр шурагтай терминал блок.
• Vin & Gnd -ийн хоёр шурагтай терминал блок ба таван толгойн зүү
• GPIO -ийн хорин зүү бүхий хоёр эгнээ.
• Цуурай гаралт дээр хүчдэл хуваагчтай HC-SR04 Sonar хоёр мэдрэгчийн толгой.
• Хязгаарлагч резистор бүхий гурван өнгийн, нийтлэг анод, LED-тэй холбох толгой.
• 5V ба Gnd -д зориулсан 5 толгойн зүү бүхий 5V, 1А хүчдэлийн зохицуулагч.
• Холболт бүрийн хувьд 3.3V & Gnd бүхий I2C холболтын дөрвөн багц толгой.
• Бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь хэлхээний самбарын нэг талд байрладаг.

Самбарын физик хэмжээ нь 90 мм x 56 мм, хоёр талтай. Энэ нь ихэнх самбар үйлдвэрлэгчдийн хувьд хямд өртөгтэй прототипүүдийн хувьд 100мм х 100мм хэмжээтэй байж болно.

Эдгээр самбаруудын аль нэгийг хийхэд шаардлагатай бүх файлыг github дээрээс эндээс олж болно.

Энэхүү самбарыг DOIT ESP32 DEVKIT V1 загвараар хийсэн бөгөөд тус бүр нь арван найман голтой хоёр эгнээтэй. Самбарын ар талын ул мөрийг хялбархан хайчилж авснаар тусгай 5V, Gnd ба 3.3V тээглүүрүүдийг тус тусын автобуснаас салгах боломжтой болно. Дараа нь та эдгээр байршилд байгаа тээглүүрийг GPIO болгон ашиглаж, холбогч ашиглан 5V, Gnd ба 3.3V автобусыг ашиглаж буй ESP32 dev хэрэгслийн зохих тээглүүрт холбож болно.

ESP dev хэрэгслийг суурилуулахын тулд хорин нүхтэй хоёр эгнээ байрлуулсан болно. Эмэгтэй залгуурыг худалдаж аваад нүхэнд гагнахыг зөвлөж байна. Ингэснээр та ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийг устгаж, хүссэн үедээ өөр төхөөрөмжөөр сольж болно. Түүнчлэн, залгуурын туузыг ашиглах нь төхөөрөмжийн иж бүрдэлд суурилуулсан эд ангиудыг цэвэрлэх боломжийг олгодог. Би дөчин зүү толгой ба залгуур худалдаж аваад дараа нь хэмжээгээр нь бууруулах дуртай. Энэ нь зардлыг бууруулахад тусалдаг. Эмэгтэй залгуурыг хоёр залгуураар огтлох боломжгүй, та таслахын тулд залгуурыг "шатаах" ёстой. Өөрөөр хэлбэл, дөчин зүү бүхий эмэгтэй залгуурыг хоёр хорин зүү тууз болгон хувааж болохгүй. Дөчин зүү бүхий эмэгтэй углуургыг хорин зүү тууз, арван есөн зүү тууз болгон хувааж болно.

Алхам 1: TB6612FNG Хос H гүүр

TB6612FNG нь хос H гүүр бөгөөд нэг шатлалт мотор эсвэл хоёр тогтмол гүйдлийн хобби мотор (сойзгүй мотор биш) жолооддог мотор хянагч юм. Энэ нь бэлэн байгаа жижиг, хямд, араа хөдөлгүүрийг жолоодоход тохиромжтой. Таслах самбар нь TB6612FNG -тэй охин хавтанг холбох газартай. Миний ашиглахаар сонгосон TB6612FNG самбарыг хэд хэдэн газраас авах боломжтой; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser, Digikey нар мөн Sparkfun хавтанг зардаг), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress, Gearbest. Үнэ ойролцоогоор нэг доллараас таван доллар хүртэл хэлбэлздэг.

DC хөдөлгүүрийн драйвер бүр гурван GPIO тээглүүр ашигладаг. Хоёр GPIO тээглүүр нь хөдөлгүүрийн төлөв байдлыг тодорхойлдог; урагш, урвуу, эрэг ба тоормос. Гурав дахь GPIO зүү нь хөдөлгүүрийн хурдыг хянах PWM юм. Долоо дахь GPIO зүү нь STBY зүүг жолооддог. TB6612FNG-ийн хяналтын дохио нь ESP32 GPIO таслагч тээглүүрээр хатуу холбогдсон байдаг. Ямар GPIO тээглүүр ашиглаж байгааг ESP32 Dev Kit -ийн амтаар тодорхойлдог. Хатуу утастай тээглүүрийг анхааралтай сонгосон бөгөөд ингэснээр ихэнх ESP32 Dev иж бүрдэл дээрх GPIO PWM ба гаралтын тээглүүртэй нийцэх ёстой.

Хөдөлгүүрийг таслах самбарын хоёр тал дээр Мотор А ба М В гэж хаяглагдсан хоёр, хоёр зүү шураг бүхий терминал блок ашиглан холбодог. Моторын хүчийг хоёр зүү шураг бүхий терминал блок эсвэл таслах самбарын нэг төгсгөлд эрэгтэй толгойн багцаар Вин гэж бичдэг. Вин нь 6 В -оос 12 В хүртэлх тогтмол гүйдлийн хүчдэл байж болно. 5V, 1А хүчдэлийн зохицуулагч нь Sonar мэдрэгчийг тэжээхийн тулд Vin хүчдэлийг 5V болгон хөрвүүлдэг.

DOIT Dev KIT нь 30 хэмжээтэй (нэг талдаа 15), 36 тээглүүртэй (18 талдаа) гэсэн хоёр хэмжээтэй байдаг. Би доорх хоёр хэрэгслийн холболтыг доор жагсаав.

30 зүү хөгжүүлэгч хэрэгсэл - 36 зүү хөгжүүлэгч хэрэгсэл

AIN1 - 25 - 14 - А моторын чиглэлийг хянах

AIN2 - 26 - 12 - А моторын чиглэлийг хянах

PWMA - 27 - 13 - А хөдөлгүүрийн хурдны хяналт

STBY - 33 - 27 - мотор хоёуланг нь зогсооно

BIN1 - 16 - 15 - В хөдөлгүүрийн чиглэлийн хяналт

BIN2 - 17 - 2 - В хөдөлгүүрийн чиглэлийн хяналт

PWMB - 5 - 4 - В хөдөлгүүрийн хурдны хяналт

Алхам 2: GPIO зүү

Удирдах зөвлөл нь GPIO -ийг салгах зориулалттай хорин зүү толгойтой хоёр багцтай. GPIO толгойн багц бүр нь 3.3V -ийн хорин тээглүүр, Gnd -ийн хорин голтой. 3.3V зүү нь GPIO болон Gnd тээглүүрийн хооронд байрладаг. Энэхүү тохиргоо нь ямар нэгэн зүйлийг арагш нь залгасан тохиолдолд дэлбэрэх магадлалыг бууруулдаг. GPIO зүүтэй холбогдохыг хүссэн бараг бүх зүйл 3.3V эсвэл Gnd холболт эсвэл хоёуланг нь шаарддаг. Гурвалсан эгнээний тохиргоо нь холболт бүрт хүч, Gnd зүүтэй байх ёстой гэсэн үг юм.

Хэрэв та DOIT Dev Kit -ээс өөр ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийг ашигладаг бол DOIT Dev Kit -аас өөр байршилд Vin, 3.3V ба Gnd зүү байж болно. Таслах самбар нь арын талын ул мөрийг хялбархан тайрч, тус тусын автобуснаас Vin, 3.3V ба Gnd зүүг тусгаарлах боломжтой. Дараа нь та холбогч утас ашиглан ESP32 Dev Kit -ийн Vin, 3.3V ба Gnd зүүг зохих автобусанд холбох боломжтой. 3.3V зүүг стандарт хоёр зүү залгуур ашиглан холбож болно. Gnd зүү холболтын хувьд би гурван зүү DuPont бүрхүүл, хоёр эмэгтэй хавчаарын зүү, богино утас ашиглан хэд хэдэн холбогч хийв. Эмэгтэй зүүг утасны үзүүр бүрт хавчуулсны дараа би тэдгээрийг гурван зүү бүрхүүлийн төгсгөлийн үүрэнд оруулав.

Хэрэв та огтлосон трансуудыг дахин холбохыг хүсч байвал тус бүр нь хэд хэдэн нүхтэй байдаг. Та U хэлбэрийн холбогч утсыг нүхэнд гагнах эсвэл хоёр зүү толгой нэмж, зөөврийн холбогч хийхийн тулд стандарт хоёр зүү богино залгуурыг ашиглаж болно.

Анхаарах үг. ESP32 dev иж бүрдэл дээрх 3.3V зохицуулагч нь ESP32 болон 3.3V автобусанд холбох аливаа дагалдах хэрэгслийг 3.3V хүчдэлээр хангахад ашиглагддаг. Зохицуулагч нь 1А хязгаартай. Вин хүчдэл өндөр байх тусам гүйдэл татах тусам зохицуулагч халах болно. 3.3V хүчдэл бүхий LED тууз эсвэл servo мотор гэх мэт өндөр гүйдлийн төхөөрөмжийг жолоодохдоо үүнийг санаарай. Гирос, хурдасгуур, ADC хөрвүүлэгч гэх мэт цөөн хэдэн I2C төхөөрөмжүүд асуудал үүсгэхгүй байх ёстой.

Алхам 3: Вин

Вин бол мотор ба 5V зохицуулагчийн оролтын хүчдэл юм. Вин нь 5 В -оос 12 В хүртэлх хүчдэлтэй байж болно. Хэрэв та Винд 5V ашиглаж байгаа бол 5V зохицуулагчийн гаралтын хүчдэл 5V байх болно. Энэ нь 5V -ийн зохицуулагч нь 5V -аас дээш хүчдэлтэй байх ёстой.

Vin -ийг ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийн 3.3V зохицуулагчийн оролтын хүчдэл болгон ашигладаг.

ESP dev хэрэгслийн лавлагааны загвар нь USB хүчдэлийг dev хэрэгслийн Vin pin дээрх хүчдэлээс тусгаарлах диодтой. Диод нь Вин хүчдэл нь USB хүчдэлийг жолоодохыг оролддоггүй бөгөөд ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийн USB-Serial гүүр чип нь зөвхөн USB хүчдэлээр тэжээгддэг болохыг баталгаажуулдаг. Энэ нь та 5V -аас дээш хүчдэлийн эх үүсвэрийг таслах самбарын Vin руу холбож, USB холболтыг нэгэн зэрэг ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь юу ч устгахаас айхгүй гэсэн үг юм. ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслийн хүчдэлийн зохицуулагч нь таслах самбар дээр ашигладаг хүчдэлийн зохицуулагчтай ижил гэр бүлд байдаг. Энэ нь тэд ижил хэмжээний оролтын хүчдэлийг зохицуулж чадна гэсэн үг юм.

Моторыг жолооддог батерейны багцыг Вин терминал руу холбоно уу, энэ нь ESP32 болон холбогдсон бүх дагалдах хэрэгслийг тэжээх болно.

Алхам 4: HC-SR04 Sonar мэдрэгч

Алдартай HC-SR04 Sonar мэдрэгчийг холбохын тулд хоёр дөрвөн зүү толгойг өгсөн болно. Толгойнууд нь таслах самбарын эсрэг талд, хөдөлгүүрийн шураг терминал блокуудын ойролцоо байрладаг. Толгойнуудыг HC-SR04-тэй ганцаарчилсан холболт хийхээр тохируулсан болно.

HC-SR04 бол 5V төхөөрөмж юм. Энэ нь 5V -ээр тэжээгддэг бөгөөд гаралт (Цуурай) дохио нь 5V түвшинд байна. ESP32 нь 3.3V GPIO -тэй бөгөөд 5V -ийг тэсвэрлэдэггүй. Тиймээс HC-SR04-ийн 5V гаралтыг ESP32-ийн 3.3V түвшинд хүргэхийн тулд танд хүчдэлийн түвшний хөрвүүлэгч хэрэгтэй болно. Таслах самбар нь түвшний хувиргалтыг гүйцэтгэхийн тулд HC-SR04 Echo дохио тус бүрт хүчдэл хуваагчтай байдаг. HC-SR04-ийн Trig дохиог жолоодохын тулд ESP32 GPIO зүүг хөрвүүлэх шаардлагагүй.

HC-SR04-ийн дөрвөн зүү толгой нь мэдрэгчийн 5V ба Gnd холболтыг өгдөг. 5V -ийг таслах самбар дээрх 5V зохицуулагч өгдөг.

HC-SRO4-тэй холбохын тулд дөрвөн зүү толгойг өгдөг бол HC-SR04-ийн Echo ба Trig дохиог ESP32-тэй холбохын тулд хоёр зүү толгойг өгдөг. Ингэснээр та ямар GPIO зүү ашиглахаа сонгож болно. Холболтыг хийхийн тулд эмэгтэй-эмэгтэй холбогч утас ашиглана уу. T нь Trig оролт бөгөөд E нь хүчдэлийн түвшний хөрвүүлсэн цуурай гаралтын дохио юм.

Бусад 5V мэдрэгчийг холбохын тулд HC-SR04 толгойг ашиглах боломжтой байх ёстой. 5V мэдрэгчийн гаралтыг Echo оролтод холбож, хүчдэл хуваагчийг ашиглан 3.3V дохио болгон хөрвүүлнэ. Хүчдэл хуваагч нь удаан шилжих дохиог зохицуулдаг. Өндөр хурдны шилжилтийн хувьд та хүчдэлийн түвшний идэвхтэй хөрвүүлэгчийг ашиглах ёстой. Хэрэв та аналог дохиог хүчдэл хуваагч руу, дараа нь ESP32 дээрх аналог оролттой холбосон бол тоолох вольтыг тооцоолохдоо хүчдэлийн хэлбэлзэл нь тэгээс 5В биш, харин 3.3В хүртэл байх болно гэдгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй.

Жишээлбэл, та HC-SR04 толгойн 5V, Gnd, Echo зүү рүү Vishay TSOP34838 IR мэдрэгчийг холбож болно (Цуурай нь мэдрэгчийн гаралтын зүү рүү холбогддог). Дараа нь та 38 кГц зөөвөрлөгч ашигладаг ямар ч IR алсын удирдлагаас IR командыг хүлээн авах боломжтой байх ёстой.

Алхам 5: Гурван өнгийн LED

Гурван өнгийн LED нь 5 мм хэмжээтэй, нийтлэг анод, нүхээр дамждаг, RGB LED юм. Одоогийн хязгаарлах резисторыг хангаж, нийтлэг анодыг 3.3V автобусанд холбодог. LED ашиглахын тулд RGB гэж тэмдэглэгдсэн гурван зүү толгойтой. RGB тээглүүрүүдийн аль нэгний доод түвшний дохио нь тухайн өнгөний LED -ийг асаах болно. Олон RGB оролтыг нэгэн зэрэг жолоодох нь өнгөний хослолоор олон тооны LED гэрлийг асаах болно. Та эмэгтэй-эмэгтэй холбогчийг ашиглан RGB толгойн зүүг өөрийн хүссэн GPIO тээглүүрт холбож болно. Хэрэв та LED -ийг ХОУХ -ны чадвартай GPIO зүүгээр холбосон бол ХОУХ -ны бага хугацааг өөрчлөх замаар LED -ийн тод байдлыг өөрчилж болно. Би ажиллаж байгаа кодоо дибаг хийхэд туслах LED ашиглах дуртай.

Алхам 6: I2C Breakout

Таслах самбар нь I2C интерфэйсийн толгойн дөрвөн эгнээтэй байна. Мөрүүдийн хоёр нь тус бүр дөрвөн голтой бөгөөд 3.3V ба Gnd байна. Бусад хоёр эгнээ нь тус бүрдээ таван голтой бөгөөд SDA ба SCL -д зориулагдсан болно. Эдгээр мөр бүрийн нэмэлт зүү нь та хоёр эмэгтэй-эмэгтэй холбогч кабелийг ашиглан мөрүүдийг өөрийн сонгосон GPIO тээглүүртэй холбох боломжтой болно. ESP32 нь хэд хэдэн GPIO тээглүүр дээр SDA ба SCL дохиог агуулсан байж болно. Дөрвөн 3.3V хүртэлх I2C төхөөрөмжийг Daisy гинжит кабель ашиглахгүйгээр холбож, тэжээх боломжтой. Таслах самбар дээр SDA ба SCL дохио дээр татах эсэргүүцэл байхгүй байна. Татах эсэргүүцэл нь I2C автобусанд холбосон төхөөрөмжүүд дээр байх ёстой.

Тэмдэглэл: I2C-ийг сайн мэддэггүй хүмүүсийн хувьд SDA ба SCL тээглүүр нь задгай, гурван төлөвтэй, хоёр чиглэлтэй тээглүүртэй тул татах эсэргүүцэл шаардлагатай болно. Татах эсэргүүцлийн утга нь автобусны уналтын хурд, дуу чимээнд нөлөөлдөг.

Алхам 7: Билл материал

Бүх эсэргүүцэл нь SMT 1206 юм.

Бүх конденсаторууд нь SMT, case A, EIA 3216 юм.

Бүх толгой ба залгуур тууз нь 0.1 инч (2.54 мм) давирхайтай.

6 - хорин зүү эрэгтэй толгой

6 - таван зүү эрэгтэй толгой

4 - дөрвөн зүү эрэгтэй толгой

1 - гурван зүү эрэгтэй толгой

2 - хоёр зүү эрэгтэй толгой

2 - хорин зүү эмэгтэй залгуур тууз

1 - TB6612FNG самбар, хоёр, найман зүү эрэгтэй толгойтой ирдэг

3 - 10uf Тантал конденсатор

1 - 10K эсэргүүцэл

2 - 2.2K эсэргүүцэл

5-1K эсэргүүцэл

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 мм, нийтлэг анод RGB LED

3 - 3 мм давирхай, хоёр зүү, шураг терминал

Нэмэлт

3 - хоёр зүү эрэгтэй толгой - таслагдсан Vin, 3.3V ба Gnd ул мөрийг дахин холбох зориулалттай

Алхам 8: Бүгдийг боож боох

Энэ бол эвдэх самбар дээр суурилуулсан энгийн роботуудын шаарддаг хамгийн түгээмэл шинж чанар бүхий маш олон талын ESP32 таслагч самбар юм.

Таслах самбар нь ESP32 хөгжүүлэгч хэрэгслээр хязгаарлагдахгүй. Нэг инчийн зайнд хорь хүртэл зүү бүхий хоёр эгнээ бүхий аливаа микроконтроллерийн самбарыг ашиглаж болно. ESP8266 эсвэл LPC1768 самбар таарах болно. Та самбарыг TB6612FNG охин хавтангүйгээр угсарч, зөвхөн GPIO -ийг таслахад ашиглаж болно. Самбар нь үүнийг хэрхэн ашиглах талаар олон сонголтыг санал болгодог.

Хэрэв танд эдгээр самбараас зарим нь хийгдсэн бол 'Македон Инженеринг' нэрийг самбараас бүү хас. Та эдгээр самбарыг арилжааны бус зорилгоор ашиглах боломжтой. Хэрэв та самбар хийж, ашиглавал таны ашиглаж байсан зүйлийн талаар хашгирахад баяртай байх болно. Самбар танд хэрэгтэй гэж найдаж байна.