Etape 2: P.1, Plan : microcontrôleur et Circuit Assemblée considérations
Quand prototypage, il est souvent incommode de mettre en place la structure de soutien nécessaire pour exécuter un microcontrôleur comme un générateur d’horloge, interface USB (pas nécessaire, mais utile si vous voulez un débogage serial ou communication série), ou d’alimentation, une carte de dérivation qui inclut ces fonctionnalités est utilisé à la place. Arduino pour les AVR d’Atmel 8bits et mbed pour ARM 32 bits sont deux exemples.
i. Arduino
Arduino est de loin le plus populaire et plus facile à utiliser des microcontrôleurs pour bricolage électronique. Il est livré avec son propre outil de développement qui est disponible en téléchargement gratuit et la variante standard, Arduino Uno, peut être programmée avec un USB mâle type A vers câble de type B mâle (photo 1).
En plus de la programmation via le câble USB, l’Arduino peut aussi envoyer et recevoir des données série grâce à ce lien. Gestion simple entrée périodique et sortie n’exige pas le programmeur d’implémenter le protocole USB, il est beaucoup plus facile que ce que l'on pourrait s’y attendre, serial.print et lire la suite de l’Arduino fin et popen/pclose du côté de l’ordinateur (plus sur cela plus tard).
D’autres variantes de la plateforme Arduino offrant des fonctionnalités supplémentaires qui pourraient être souhaitables : nous avons choisi d’utiliser l’Arduino Mega 2560 (photo 2) car elle possède la plus grande quantité d’espace programme, nombre de ports d’e/s et nombre de ports série de matériel supplémentaire pour l’expansion future. Au moment où j’ai acheté le microcontrôleur, je n’avais pas encore décidé sur un régime de contrôle, donc avoir autant d’espace que possible programme juste au cas où j’ai choisi de mettre en œuvre tout (y compris la cinématique inverse!) directement sur la puce était une priorité.
Quel Arduino j’ai acheter ? Comment puis-je mettre ensemble des circuits du bras du robot ?
Un défi vous devrez faire face consiste dans la construction physique réelle du circuit bras robotique – comment connecter les servos à l’Arduino, la batterie aux servos, etc.. ? Les paquets d’Arduino standards offrent des lignes d’en-têtes femelles pour coller les fils dans, mais ce genre de construction de style pour le nid de rat n’est guère durable ou facile à déboguer. La meilleure solution est d’utiliser un circuit supplémentaire pour connecter tous les composants électriques du bras. Il existe quelques options :
1. tromper en achetant un bouclier de prototypage Arduino (je mentionne cette première parce que c’est probablement la meilleure option)
Un Arduino « bouclier » est tout le module circuit imprimé qui se branche sur le dessus du microcontrôleur. Les exemples incluent le bouclier SD pour lire ou écrire à clignoter de cartes mémoire, l’écran LCD pour l’interfaçage avec un écran et littéralement des centaines d’autres. Plusieurs écrans de différents prototypes existent qui sont essentiellement des circuits tout vides avec des correspondances pratiques aux broches de l’Arduino. Le circuit de bras robotisé peut être assemblé sur une de ces cartes vierges avec un fer à souder et une poignée de composants (photo 3).
2. Utilisez une maquette
Une maquette peut accueillir un prototypage rapide de circuits électroniques en permettant aux composants à vaguement presse cadrent interconnectés de lignes et de colonnes d’en-têtes. Une carte Arduino comme l’Arduino Nano (photo 4) et Arduino Mini sont équipées de lignes d’en-têtes de mâles face vers le bas au lieu de face vers le haut des en-têtes femelles, leur permettant de se brancher sur une maquette comme un circuit intégré DIP. Ce chemin est le plus facile de choisir en termes de souplesse de modification de conception et d’expérimentation – vous n’êtes pas obligé de souder quoi que ce soit, mais montage expérimental ont tendance à devenir des nids de rat. Si vous décidez que c’est la meilleure option, utiliser un Arduino Nano, l’Arduino Mini ne vient pas avec tout le matériel dont vous avez besoin pour programmer ou communiquer avec lui par l’intermédiaire de série.
3. faire le montage d’essai permanent avec un protoboard
Un protoboard (photo 5) est un circuit de fibre de verre blanc avec trous prépercés et vias avec composant standard (0,1"), espacement, les mêmes que sur une maquette. Protoboards vous permettent de faire un dessin breadboarded permanente de soudure, mais aussi souffrir de problèmes de nidification du rat. Ne jamais souder un Arduino directement sur un perfboard – deux rangées parallèles de femelles en-têtes pour un Nano permet de connecter à plutôt que de coller à travers le Conseil et le soudage, il. Si vous faites une erreur qui ne peut pas être résolue, ou si vous souhaitez installer une mise à niveau, c’est moins cher et plus facile d’acheter un nouveau protoboard $3 qu’un Arduino de 40 $.
4. etch votre propre circuit imprimé (que nous avons fait)
Faire un circuit imprimé personnalisé à partir de zéro peut être un processus difficile, mais est de loin le meilleur choix ; Il y a peu de chances d’erreur humaine lors de l’Assemblée et si le jury est conçu correctement, il va fonctionner la première fois que vous allumez il, 100 % du temps (photo 6). Réaliser un circuit imprimé à partir de zéro demande Eagle CAD, une imprimante laser, papier photo, un fer à repasser (comme, un fer réel, pas un fer à souder), vierge matériels contenant des BPC et du chlorure ferrique, la plupart de ces fournitures peut être acheté dans un magasin de modélisme électronique local comme « Vous--It » électronique ou en ligne si vous voulez économiser de l’argent, mais attendre pour l’expédition. Il y a autres instructables qui décrivent ce processus en détail.
II. autres Options (pour les plus aventureux)
Je ne citer que ceux-ci, pour être complet-
Si vous trouvez Arduino pour être trop cher, ou vous souhaitez une planche contenant le microcontrôleur et le circuit du bras robotisé d’etch, vous pouvez utiliser une puce Atmega nue chargée avec le bootloader Arduino, un oscillateur à quartz et une puce FTDI de convertisseur pour la communication série via USB. Alternativement, si vous n’avez pas besoin de communication série, une puce Atmega nue ou un Arduino Pro Mini, programmé à l’aide d’un câble d’adaptateur FTDI également fonctionnerait.
Si vous souhaitez plus de vitesse ou de mémoire qu’un Arduino ou AVR peut fournir, ou un processeur 32 bits (dont aucun n’était nécessaires pour ce projet, j’ai trouvé), le mbed est une bonne alternative (photo 7). Il est livré avec un outil en ligne de compilateur et élaboration soigné, « drag and drop » programmation via le port USB et des tonnes de bibliothèques qui peuvent facilement être inclus dans votre projet sans téléchargement - il suffit de pointer l’outil en ligne de la page sur le site mbed avec la bibliothèque, et vous voilà prêt à partir. Je n’ai pas essayé de communiquer avec un mbed sur la série, mais je ne pense pas qu'il est trop différent de faire avec un Arduino. Si vous avez le temps et le budget et l’intention d’instaurer plus qu’un numéro de série au pont de servo sur le micro, le mbed est un bon choix.
Où acheter : Sparkfun Electronics (http://www.sparkfun.com)
Recommandé :
-L’Arduino Uno R3 (avec un bouclier de prototypage)
-Arduino Nano (avec une carte de prototypage ou protoboard)
-Arduino Mega 2560 (avec un conseil personnalisé gravé, ou dans un cas où l’ensemble du programme sera sur le micro) (Ce que nous avons fait)
