ESP32 Dual H Bridge Breakout Board: 8 soļi

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:56

Šis projekts ir paredzēts ESP32 Breakout plāksnei, kas tika izstrādāta kā jūsu nākamā robota smadzenes. Šīs dēļa iezīmes ir;

• Var ievietot jebkuru ESP32 izstrādātāju komplektu, kurā ir divas rindas līdz divdesmit tapām viena collu centros.
• Vieta TB6612FNG dubultā H tilta līdzstrāvas motora kontrollera meitas plates uzstādīšanai.
• Divu skrūvju spaiļu bloks katram motora savienojumam.
• Divu skrūvju spaiļu bloks un piecu uzgaļu tapu komplekts Vin & Gnd
• Divas rindas ar divdesmit GPIO izlaušanas tapām.
• Galvenes diviem HC-SR04 sonāra sensoriem ar sprieguma dalītājiem Echo izejā.
• Galvene savienošanai ar trīs krāsu parasto anodu, LED ar ierobežojošiem rezistoriem.
• Uz kuģa 5V, 1A sprieguma regulators ar piecām galvenes tapām 5V un Gnd.
• Četri galvenes komplekti I2C savienojumiem ar 3.3V un Gnd katram savienojumam.
• Visas sastāvdaļas tiek montētas shēmas plates vienā pusē.

Dēļa fiziskais izmērs ir 90 mm x 56 mm, abpusējs. Lielākajai daļai dēļu ražotāju zemo izmaksu prototipiem tas ir 100 mm x 100 mm.

Visus failus, kas nepieciešami, lai izveidotu kādu no šiem dēļiem, var atrast vietnē github.

Tāfele tika veidota ap DOIT ESP32 DEVKIT V1, kurai ir divas astoņpadsmit tapas rindas katrā. Viegli izgrieztas pēdas plāksnes aizmugurē ļauj nošķirt 5V, Gnd un 3,3V tapas no attiecīgajām kopnēm. Tad jūs varat izmantot tapas šajās vietās kā GPIO un izmantojot džemperus, savienot 5V, Gnd un 3.3V kopnes ar atbilstošajām tapām jūsu izmantotajā ESP32 dev komplekta.

ESP dev komplekta uzstādīšanai ir paredzētas divas divdesmit caurumu rindas. Es iesaku jums iegādāties sieviešu kontaktligzdas un lodēt tās caurumos. Tādā veidā jūs jebkurā laikā varat noņemt ESP32 izstrādātāju komplektu un aizstāt to ar citu. Turklāt, izmantojot kontaktligzdas, ir pietiekami daudz vietas detaļām, kas uzstādītas zem izstrādes komplekta. Man patīk nopirkt četrdesmit tapu galvenes un kontaktligzdas un pēc tam sagriezt tās pēc izmēra. Tas palīdz samazināt izmaksas. Jūs nevarat sagriezt sieviešu ligzdas sloksnes starp divām kontaktligzdām, jums ir “jāsadedzina” kontaktligzda, lai tās nogrieztu. Citiem vārdiem sakot, četrdesmit tapu sieviešu ligzdas sloksni nevar sagriezt divās divdesmit tapu sloksnēs. Četrdesmit tapu sieviešu ligzdas sloksni var sagriezt divdesmit tapu sloksnē un deviņpadsmit tapu sloksnē.

1. darbība: TB6612FNG Dual H Bridge

TB6612FNG ir divkāršs H tilts, motora kontrolieris, kas var darbināt vienu pakāpju motoru vai divus līdzstrāvas hobija motorus (nevis motorus bez sukām). Tas ir ideāli piemērots, lai vadītu mazus, lētus un viegli pieejamus motorus ar pārnesumiem. Izlaušanas plāksnei ir vieta, kur uzstādīt meitas dēli ar TB6612FNG. TB6612FNG tāfele, kuru izvēlējos izmantot, ir pieejama vairākās vietās; Sparkfun (p/n ROB-14451, Mouser un Digikey pārdod arī Sparkfun dēli), Pololu (p/n 713), EBay, Aliexpress un Gearbest. Cenas svārstās no aptuveni viena dolāra līdz pieciem dolāriem.

Katrs līdzstrāvas motora draiveris izmanto trīs GPIO tapas. Divas GPIO tapas nosaka motora stāvokli; uz priekšu, atpakaļgaitu, krastu un bremzes. Trešā GPIO tapa ir PWM, lai kontrolētu motora ātrumu. STBY tapu vada septītā GPIO tapa. TB6612FNG vadības signāli ir cieši savienoti ar ESP32 GPIO sadalīšanas tapām. Kādas GPIO tapas tiek izmantotas, nosaka jūsu izmantotā ESP32 Dev Kit garša. Cietās vadu tapas tika rūpīgi atlasītas tā, lai tās būtu saskaņotas ar GPIO PWM un izejas tapām lielākajā daļā ESP32 Dev komplektu.

Motori ir savienoti, izmantojot divus, divu tapu skrūvju spaiļu blokus ar apzīmējumu Motor A un Motor B. Viens katrā sadalīšanas paneļa pusē. Motoru jaudu nodrošina divu skrūvju spaiļu bloks vai vīriešu galviņu komplekts sadalīšanas paneļa vienā galā ar apzīmējumu Vin. Vin var būt jebkurš līdzstrāvas spriegums no 6V līdz 12V. 5V, 1A sprieguma regulators pārveido Vin spriegumu uz 5 V, lai darbinātu Sonāra sensorus.

DOIT Dev KIT ir divu izmēru, 30 tapas (15 sānos) un 36 tapas (18 sānos). Zemāk esmu uzskaitījis abu izstrādātāju komplektu savienojumus.

30 pin dev komplekts - 36 pin dev komplekts

AIN1 - 25 - 14 - virziena vadība motoram A

AIN2 - 26 - 12 - virziena vadība motoram A

PWMA - 27 - 13 - motora A ātruma kontrole

STBY - 33 - 27 - aptur abus motorus

BIN1 - 16 - 15 - virziena vadība motoram B

BIN2 - 17 - 2 - virziena vadība motoram B

PWMB - 5 - 4 - ātruma kontrole motoram B

2. darbība: GPIO tapas

Plātnei ir divi divdesmit tapu galvenes komplekti GPIO pārtraukšanai. Katrā GPIO galvenes komplektā ir divdesmit tapas 3,3 V un divdesmit tapas Gnd. 3.3V tapas atrodas starp GPIO tapām un Gnd tapām. Šī konfigurācija samazina iespēju, ka kaut kas uzsprāgs, ja tas ir pievienots atpakaļ. Gandrīz katrai lietai, ko vēlaties izveidot savienojumu ar GPIO tapu, ir nepieciešams 3.3V vai Gnd savienojums vai abi. Trīs rindu konfigurācija nozīmē, ka jums vienmēr ir strāvas un Gnd pin katram savienojumam.

Ja izmantojat citu ESP32 izstrādātāju komplektu, nevis DOIT izstrādātāju komplektu, tam var būt Vin, 3.3V un Gnd tapas vietās, kas atšķiras no DOIT Dev Kit. Izlaušanas plāksnei aizmugurē ir viegli sagrieztas pēdas, kuras var sagriezt, lai izolētu Vin, 3.3V un Gnd tapas no attiecīgajiem autobusiem. Pēc tam varat izmantot džemperu vadus, lai savienotu ESP32 Dev Kit Vin, 3.3V un Gnd tapas ar atbilstošajiem kopnēm. 3.3V tapas var savienot, izmantojot standarta divu kontaktu īssavienojuma kontaktdakšas. Gnd tapu savienojumiem es izveidoju dažus džemperus, izmantojot trīs tapas DuPont apvalkus, divas sieviešu gofrēšanas tapas un īsu stieples gabalu. Pēc sievišķo tapu saspiešanas pie katra stieples gala es ievietoju tās trīs tapas apvalka gala spraugās.

Ja kādreiz vēlaties atkārtoti savienot izgrieztās transas, katrai no tām ir caurumu komplekts. Jūs varat vai nu lodēt U formas džempera vadu caurumos, vai pievienot divu kontaktu galviņu un izmantot standarta divu kontaktu īssavienojuma spraudni, lai izveidotu noņemamu džemperi.

Brīdinājuma vārds. ESP32 dev komplekta 3.3V regulators tiek izmantots, lai nodrošinātu 3.3V ESP32 un visām perifērijas ierīcēm, kuras pievienojat 3.3V kopnei. Regulatoram ir 1A robeža. Jo augstāks ir Vin spriegums un lielāka strāva, regulators uzsilst. Paturiet to prātā, mēģinot vadīt augstas strāvas ierīces, piemēram, LED sloksnes vai servomotorus ar 3.3V. Dažām I2C ierīcēm, piemēram, žiroskopiem, paātrinātājiem un ADC pārveidotājiem, nevajadzētu radīt problēmas.

3. solis: Vin

Vin ir motoru un 5V regulatora ieejas spriegums. Vin var būt jebkurš spriegums no 5V līdz 12V. Ja Vin izmantojat 5V, iebūvētā 5V regulatora izejas spriegums nebūs 5V. Tas ir saistīts ar to, ka 5 V regulatoram jābūt ar spriegumu, kas lielāks par 5 V, lai to regulētu līdz 5 V.

Vin tiek izmantots arī kā ieejas spriegums 3.3V regulatoram ESP32 dev komplektā.

ESP dev komplekta atsauces dizainam ir diode, lai izolētu USB spriegumu no sprieguma, kas atrodas dev komplekta Vin tapā. Diods nodrošina, ka Vin spriegums nemēģina vadīt USB spriegumu un ka ESP32 dev komplekta USB-sērijas tilta mikroshēma tiek darbināta tikai no USB sprieguma. Tas nozīmē, ka jūs varat droši savienot sprieguma avotu, kas ir augstāks par 5 V, sadalīšanas paneļa Vin un vienlaikus izmantot USB savienojumu, nebaidoties kaut ko iznīcināt. Sprieguma regulators uz ESP32 dev komplekta ir tajā pašā saimē kā sprieguma regulators, kas tiek izmantots sadalīšanas panelī. Tas nozīmē, ka viņi var apstrādāt to pašu ieejas sprieguma diapazonu.

Pievienojiet akumulatora bloku, kas darbina motorus, Vin spailēm, un tas darbinās arī ESP32 un visas pievienotās perifērijas ierīces.

4. solis: HC-SR04 sonāra sensori

Populārā HC-SR04 sonāra sensora pievienošanai ir pieejamas divas četru kontaktu galvenes. Galvenes atrodas sadalītāja paneļa pretējās pusēs, netālu no motora skrūvju spaiļu blokiem. Galvenes ir iestatītas vienam pret vienu savienojumam ar HC-SR04.

HC-SR04 ir 5 V ierīce. To darbina 5 V, un tā izejas (atbalss) signāls ir 5 V līmenī. ESP32 ir 3,3 V GPIO, un tas nav izturīgs pret 5 V. Tāpēc jums ir nepieciešams sava veida sprieguma līmeņa pārveidotājs, lai samazinātu HC-SR04 5V izeju līdz ESP32 3.3V līmenim. Izlaušanas plāksnei ir vienkāršs sprieguma dalītājs katram HC-SR04 atbalss signālam, lai veiktu līmeņa pārveidošanu. Lai ESP32 GPIO tapas vadītu HC-SR04 Trig signālu, nav nepieciešama līmeņa pārveidošana.

Četru kontaktu galviņa HC-SR04 nodrošina sensora 5V un Gnd savienojumus. 5V nodrošina 5V regulators, kas atrodas sadalīšanas panelī.

Lai gan savienošanai ar HC-SRO4 ir paredzēta četru kontaktu galvene, divu kontaktu galvene ir paredzēta, lai savienotu HC-SR04 atbalss un trig signālus ar ESP32. Tādā veidā jūs varat izvēlēties, kuras GPIO tapas izmantot. Lai izveidotu savienojumus, izmantojiet džemperu vadus no sievietēm līdz sievietēm. T ir Trig ieeja un E ir sprieguma līmeņa pārveidotais atbalss izejas signāls.

Jābūt iespējai izmantot galveni HC-SR04, lai pievienotu kādu citu 5 V sensoru. Pievienojiet 5V sensora izeju Echo ieejai un izmantojiet sprieguma dalītāju, lai to pārveidotu par 3.3V signālu. Sprieguma dalītājs apstrādās signālus ar lēnu pāreju. Ātrgaitas pārejām jāizmanto aktīva sprieguma līmeņa pārveidotājs. Ja pievienojat analogo signālu sprieguma dalītājam un pēc tam ESP32 analogajai ieejai, jāņem vērā, ka sprieguma svārstības būs no nulles līdz 3,3 V, nevis no nulles līdz 5 V., aprēķinot voltus skaitlim.

Piemēram, jūs varat pievienot Vishay TSOP34838 IR sensoru pie HC-SR04 galvenes 5V, Gnd un Echo tapām (Echo ir pievienots sensora izejas tapai). Tad jums vajadzētu būt iespējai saņemt IS komandas no jebkura IR tālvadības pults, kas izmanto 38KHz nesēju.

5. solis: Trīskrāsu LED

Trīskrāsu gaismas diode ir 5 mm, parasts anods, caur caurumu, RGB LED. Tiek nodrošināti strāvas ierobežošanas rezistori, un kopējais anods ir pievienots 3.3V kopnei. Gaismas diodes izmantošanai ir paredzēta trīs kontaktu galvene, kas apzīmēta kā RGB. Zema līmeņa signāls vienā no RGB tapām iedegs LED ar šo krāsu. Ja vienlaikus vadīsit vairākas RGB ieejas, iedegsies vairākas gaismas diodes ar iegūto krāsu sajaukumu. Lai savienotu RGB galvenes tapas ar jūsu izvēlētajām GPIO tapām, varat izmantot džemperus no sievietēm līdz sievietēm. Ja jūs savienojat LED ar GPIO tapu, kurai ir PWM iespējas, tad varat mainīt gaismas diodes spilgtumu, mainot PWM zemo laiku. Man patīk izmantot gaismas diodes, lai palīdzētu man atkļūdot kodu, pie kura strādāju.

6. darbība: I2C izlaušanās

Izlaušanas panelī ir četras rindas galvenes tapas I2C interfeisam. Divas no rindām ir katra četras tapas un ir 3.3V un Gnd. Pārējās divas rindas ir piecas tapas un ir paredzētas SDA un SCL. Papildu tapa katrā no šīm rindām ir paredzēta, lai jūs varētu izmantot divus sieviešu-sieviešu džemperis, lai savienotu rindas ar jūsu izvēlētajām GPIO tapām. ESP32 var būt SDA un SCL signāli vairākās GPIO tapās. Līdz četrām 3,3 V I2C ierīcēm var pievienot un barot, neizmantojot ķēdes kabeļus. Uz izlaušanas paneļa SDA un SCL signālos nav pievilkšanas rezistoru. Pievilkšanas rezistoriem jābūt ierīcēs, kuras pievienojat I2C kopnei.

Piezīme. Tiem, kas nav pazīstami ar I2C, ir nepieciešami pievilkšanas rezistori, jo SDA un SCL tapas ir atvērtas drenāžas, trīsstāvu, divvirzienu tapas. Pievilkšanas rezistoru vērtība ietekmē pagrieziena ātrumu un zvana signālu kopnē.

7. solis: materiālu saraksts

Visi rezistori ir SMT 1206.

Visi kondensatori ir SMT, korpuss A, EIA 3216.

Visas galvenes un kontaktligzdas ir 0,1 collas (2,54 mm) piķa.

6 - divdesmit pin vīriešu galvenes

6 - piecu pin vīriešu galvenes

4 - četru kontaktu tēviņu galvenes

1 - trīs kontaktu tēviņa galvene

2 - divu tapu vīriešu galvenes

2 - divdesmit tapu sieviešu ligzdas sloksnes

1 - TB6612FNG plāksne, komplektā ar divu, astoņu kontaktu vīriešu galviņām

3 - 10uf tantala kondensatori

1 - 10K rezistors

2 - 2,2K rezistori

5 - 1K rezistori

1 - AMS1117, 5V

1 - 5 mm, kopēja anoda RGB LED

3 - 3 mm solis, divas tapas, skrūves spailes

Neobligāti

3 - divu kontaktu tērauda galvenes - griezto Vin, 3.3V un Gnd izsekotāju atkārtotai savienošanai

8. darbība: visu iesaiņojiet

Šī ir ļoti daudzpusīga ESP32 sadalīšanas plāksne ar visizplatītākajām iezīmēm, ko pieprasa vienkāršie roboti, kas iebūvēti sadalīšanas panelī.

Izlaušanas dēlis neaprobežojas tikai ar ESP32 izstrādātāju komplektiem. Var izmantot jebkuru mikrokontrollera plāksni, kurā ir divas rindas līdz divdesmit tapām uz vienas collas atstarpes. Derētu ESP8266 vai LPC1768 dēlis. Plāksni var salikt bez meitas plates TB6612FNG un izmantot, lai izjauktu tikai GPIO. Tāfele sniedz daudz iespēju, kā to izmantot.

Ja esat izgatavojis dažus no šiem dēļiem, nenoņemiet no dēļiem nosaukumu “Macedon Engineering”. Jūs varat brīvi izmantot šos dēļus jebkurai nekomerciālai lietošanai. Ja jūs izgatavojat un izmantojat dēli, es būtu pateicīgs par to, ko jūs to izmantojāt. Es ceru, ka tāfele jums būs noderīga.