PC'nizle Gerçek Dünya Cihazlarını Kontrol Edin: 15 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:21

Bu Eğitilebilir Tablo, bir PC ve mikrodenetleyicinin nasıl arayüzleneceğini gösterir. Bu demo, bir potun veya herhangi bir analog girişin değerini algılayacak ve ayrıca bir servoyu kontrol edecektir. Servo dahil toplam maliyet 40 doların altında. Servo bir mikro anahtarı açar ve ardından mikro anahtar bir lambayı yakar. Pratik bir uygulamada, kap bir sıcaklık sensörü olabilir ve servo bir ısıtıcıyı çalıştırıyor olabilir. Servo, bir röle veya başka bir güç kontrolörü ile değiştirilebilir. Picaxe, basic'in basitleştirilmiş bir versiyonunda programlanmıştır ve arayüz VB. Net'i kullanır. Tüm yazılımlar ücretsiz olarak mevcuttur. İlgili bir Instructable, iki mikrodenetleyicinin internet üzerinden nasıl bağlanacağını gösterir

Adım 1: Parçaları Toplayın

Parça listesi: Rev Ed https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ (İngiltere), PH Anderson https://www.phanderson.com/ (ABD) ve Microzed dahil olmak üzere birçok kaynaktan edinilebilen Picaxe 08M çipi https://www.microzed.com.au/ (Avustralya)Protoboard, servo, mikro anahtar, 9V pil, 4xAA piller ve tutucu, etiket şeridi, 10k direnç, 22k direnç, 33uF 16V kapasitör, 0.1uF kapasitör, 7805L düşük güç 5V regülatör, 10k pot, teller (katı çekirdekli telefon/veri kablosu örn. Cat5/6), 6V ampul, D9 dişi soket ve kapak, 2 metrelik 3 (veya 4) damarlı veri kablosu, pil klipsleri Yukarıdaki şirketler ayrıca seri cihazlara USB satmaktadır seri bağlantı noktası olmayan dizüstü bilgisayarlar için kullanışlıdır. Bazı USB - seri aygıtların diğerleri kadar iyi çalışmadığını ve pikaxe yongaları ile kullanım için test edildikleri için yukarıdaki tedarikçilerden birinden bir tane almaya değer olduğunu belirtmekte fayda var. Çalıştığı bilinen https://www.rev-ed.co.uk/docs/axe027.pdf Tabii ki, eğer bilgisayarınızda bir seri port (veya eski bir seri port kartı) varsa, o zaman bu olmaz. sorun ol.

Adım 2: Bazı Yazılımları İndirin ve Yükleyin

VB. Net'e ve picaxe kontrol yazılımına ihtiyacımız olacak. VB. Net (Visual Basic Express) https://msdn2.microsoft.com/en-us/express/aa718406.aspx adresinden edinilebilir. Google'da: visual basic ekspres indirmePicaxe yazılımı https://www.rev-ed.co.uk/picaxe/ adresinden edinilebilir İndirmeyi almak için microsoft'a kaydolmanız gerekir - bu bir sorunsa sahte bir e-posta kullanın ya da başka birşey. Ara sıra güncellemeler gönderirken gerçek e-postamı vermeyi gerçekten yararlı buldum.

3. Adım: Bir İndirme Devresi Oluşturun

Bu indirme devresi bir pikaxe çipi, birkaç direnç, bir regülatör ve bir 9V pil kullanır. Daha fazla bilgi picaxe belgelerinde mevcuttur ve tüm parçalar elinizin altında olduğunda bu işlemin oluşturulması yalnızca birkaç dakika alacaktır.

Ayrıca picax'ların 3 AA pille mutlu bir şekilde çalıştığını da ekleyebilirim. 5V ayarlı besleme, referans voltajları değişmediğinden analog girişleri çalıştırmak için kullanışlıdır, ancak basit açma/kapama devreleri için ayarlı beslemeye gerek yoktur. 5V reg bu durumlarda dışarıda bırakılabilir.

Adım 4: İndirme Devresinin Protoboard Düzeni

Bu fotoğraf, yalnızca bir D9 fişi ve birkaç metrelik çok çekirdekli bir kablo olan indirme kablosunu göstermektedir. Modern bilgisayarların çoğunda bir D9 seri bağlantı noktası bağlantısı bulunur. Yaklaşık 1998'den önce oluşturulmuş bir PC, 25 pinli bir konektöre sahip olabilir. Esnek tellerin ucuna yaklaşık 1 cm katı göbek teli lehimledim ve ardından bunun etrafına ısıyla büzüştürdüm - katı damarlı teller, esnek tellerden çok daha iyi bir protokole giriyor.

Adım 5: Picaxe Programını İndirin

İndirmek için mavi oka tıklayın. İndirilmezse, picaxe kullanım kılavuzunda bazı hata ayıklama önerileri vardır. Çipin çalışıp çalışmadığını kontrol etmek için bir led'i açıp kapatmak için basit bir program indirmeyi deneyebilirsiniz. Bu program, PC'nin kendisine bir şey göndermesini beklediği için bir PC'ye bağlanana kadar hiçbir şey yapmaz. İndirme tamamsa, çalışıyordur ve çip programlanmıştır ve bir sonraki adım çipi bir seri arayüz çipi olarak yeniden yapılandırmaktır.

Aşağıdaki kodu kopyalayıp yapıştırın. Renk sözdizimi ile görüntülemek için Görünüm/Seçenekler/Düzenleyici'ye bakın. Renk kuralları VB. Net main:serin 3, N2400 ("Veri"), b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13 readadc'ye benzer 1, b1' potu okuyun ve bunu geri gönderin serout 0, N2400 ("Data", b0, b1, b2, b3, b4, b5, b6, b7, b8, b9, b10, b11, b12, b13) seçin durum b0' veri bitini oku b0 durum <140' eğer <140 ise servoyu bir pozisyona ayarlayın servo 2, 120 duraklat 1000' bir saniye duraklat başka servo 2, 160 duraklat 1000 son seçim düşük 2' serin bunu yine de yaptığı için servoyu kapatın ana git

Adım 6: Devreyi Seri Arayüz Devresi Olarak Yeniden Yapılandırın

Piksa devresinde iki ince değişiklik yapılmıştır. Daha önce 2. bacağa giden 22k direnç şimdi 4. bacağa gidiyor. Ve 2. bacak topraklandı. 2. ayağın tek amacı, bilgisayardan programlama verilerini almaktır, böylece çip programlandıktan sonra toprağa bağlanabilir. Hataları vb. düzeltmek için çipi programlamaya geri dönerseniz, o zaman 2. ayağı topraktan ayırın ve 22k'yi ayak 2'ye yeniden bağlayın.

Bir pot eklendi ve servo eklendi. Servo gerçekten gerekli değildir ve bir led ve 1k direnç iyi ve/veya bağlamak istediğiniz herhangi bir devre çalışır. Ekrandaki bir şeye tıklamanın bir şeyi gerçekten hareket ettirebileceğini göstermek için bir servo kullandım. Servo kendi güç kaynağından çalıştırılır. Picaxe sadece ledleri açıp kapatıyor olsaydı, bu ayrı güç kaynağına ihtiyaç olmazdı. Piksek kullanıma hazır - şimdi biraz VB koduna ihtiyacımız var.

Adım 7: Bazı VB Arayüz Kodu Yazın

VB. Net kurulduktan sonra çalıştırın ve Dosya/Yeni Proje'yi seçin ve Windows Uygulaması'nı seçin. Başlangıçta File/Save All'a tıklayıp istediğiniz yere kaydedebilir ve daha sonra projeye VB. Net içinden veya oluşturulacak bir.sln dosyasına tıklayarak başlayabilirsiniz.

Adım 8: VB. Net Formunu Tasarlayın

VB, Form1.vb adlı yeni bir boş form oluşturur. Bunun adını şimdi veya daha sonra değiştirebilir veya proje basitse Form1 olarak bırakabilirsiniz. Olduğu gibi bırakacağız. Biraz kontrol eklemek için yeşil daire içine alınmış araç kutusunu açmamız gerekiyor. Araç kutusu gerektiğinde açılabilir ve kapatılabilir - genellikle ilk adım kontrolleri eklemek, ardından araç kutusunu kapatmak ve kod üzerinde çalışmaktır. Her zaman açık bırakabilirsiniz, ancak biraz ekran kaplıyor.

9. Adım: Bir Zamanlayıcı Ekleyin

Araç kutusunu aşağı kaydırdık ve bir zamanlayıcı seçtik. Eklemek için zamanlayıcıya çift tıklayın. Ekranın altında Timer1 adlı bir saatin resmi görünecek ve sağ tarafta zamanlayıcı özellikleri vurgulanacaktır. Bunları düzenleyebilir veya kodun metin gövdesinde değiştirilebilirler. Onları olduğu gibi bırakacağız ve metnin gövdesinde değiştireceğiz.

Bir yana, araç kutusu biraz göz korkutucu görünüyor, ancak çoğu program için yalnızca birkaçına ihtiyaç var - bunlar arasında Düğmeler, Metin kutuları, Etiketler, Zamanlayıcılar, Resim kutuları, Onay kutuları ve Radyo kutuları bulunur. Belki yeni bir program açın ve bir ara birkaçıyla oyun oynayın.

Adım 10: Birkaç Düğme Ekleyin

Düğme aracına tıklayın ve Form1'de düğmenin boyutunu çizin. İki düğmeye, bir resim kutusuna ve bir etikete ihtiyacımız olacak. Devam edin ve bunları ekleyin - sonraki ekran görüntüsü bunların hepsinin çizilmiş olduğunu gösterir. Boyut ve konum önemli değildir ve isterseniz bunları daha sonra yeniden adlandırabilirsiniz.

Adım 11: Tüm Kontrollerin Eklendiği Form

Form1 şimdi düzenlenmiştir. Button2'nin yanındaki kutu küçük bir resim kutusudur. Buna resim koyabilirsiniz ama biz sadece kırmızıdan yeşile çevirerek hangi tuşa basıldığını belirtmek için kullanacağız. Label1 pikaxe kayıtlarını görüntüler.

Adım 12: Bazı Kodlar Ekleyin

Sağda yeşil daire içine alınmış birkaç kullanışlı düğme vardır - sağdan ikinci Görünüm Kodu düğmesi ve sağdaki düğme Görünüm Tasarımcısıdır. Uygulamada kod yazarken bu görüşler arasında gidip gelir. Genellikle Tasarımcı modundaysa, düğme gibi bir nesneye çift tıklamak Kod Görünümünde bir kod eklemek için bir nokta getirir veya düğmeye basıldığında çalışan kod parçasına bir tane alır. Bu şekilde program akışı oldukça sezgisel hale gelir - kullanıcı kod parçalarına tıklar ve çalıştırır ve ekranı değiştirir vb. Ama bizim amacımız için hile yapıp bütün bir çalışma kodu kütüğüne yapıştıracağız. Kod görünümü Public Class Form1 …End Class'a sahip olacak - bunu vurgulayın ve silin. Şimdi aşağıdaki kodun tamamını alın ve içine yapıştırın. Imports System. IOImports Strings = Microsoft. VisualBasic ' böylece left(ve right(stringsPublic Class Form1Public Declare Sub Sleep Lib "kernel32" (ByVal dwMilliseconds As Integer)) gibi şeyleri kullanabilir. uyku ifadeleri içinDim WithEvents serialPort As New IO. Ports. SerialPort ' seri bağlantı noktası bildirDim PicaxeRegisters(0 ila 13) As Byte ' b0 ila b13Private Sub Form1_Load(ByVal sender As Object, ByVal e As System. EventArgs) Me. LoadTimer1'i İşler. = True ', createTimer1. Interval = 5000 ' 5 secondPictureBox1. BackColor = Color. Red ', 'red'Array. Clear(PicaxeRegisters, 0, 13)' konumuna ayarlandığında bunu varsayılan olarak false olarak koy, dizi bildirildiği için muhtemelen gerekli değil BlankEnd SubPrivate Sub Timer1_Tick(ByVal sender As System. Object, ByVal e As System. EventArgs) Timer1. Tick' zamanlayıcısını işler VeriP acket(0 ila 17) As Byte ' tüm veri paketi "Data"+14 bytesDim i As Integer ' i döngüler için her zaman yararlıdır etcLabel1. Text = "" ' ekrandaki metni temizleFor i = 0 To 3DataPacket(i) = Asc(Mid("Data", i + 1, 1)) ' "Data" kelimesini pakete ekleNextFor i = 0 To 13DataPacket(i + 4) = PicaxeRegisters(i) ' tüm baytları packageNextIf seri Port'a ekle. IsOpen ThenserialPort. Close() ' zaten açılmış olması durumundaEnd IfTryWith serialPort. PortName = "COM1" ' Yeni bilgisayarların çoğu varsayılan olarak com1'dir, ancak seri fareye sahip 1999 öncesi herhangi bir bilgisayar muhtemelen varsayılan olarak com2'dir. BaudRate = 2400 ' 2400 maksimum değerdir küçük pikseller için hız. Parity = IO. Ports. Parity. None ' parity yok. DataBits = 8 ' 8 bit. StopBits = IO. Ports. StopBits. One ' tek stop bit. ReadTimeout = 1000 ' milisaniye yani 1 saniyede zaman aşımı yanıt yoksa. Open() ' seri bağlantı noktasını açın. DiscardInBuffer() ' giriş arabelleğini temizleyin. Write(DataPacket, 0, 18) ' veri paketini gönderin arrayCall Sleep(300) ' beklemek için minimum 100 milisaniye r veri geri gelecek ve veri akışı daha uzunsa daha fazlası. Read(DataPacket, 0, 18) ' veri paketi dizisinde geri oku. Close() ' seri bağlantı noktasını kapatEnd WithFor i = 4 ila 17LabelString = LabelString + " " + Str(DataPacket(i)) ' bir metin dizesine dönüştürünNextLabel1. Text = LabelString ' metin dizesini screenCatch'e koyun ex As Exception'MsgBox(ex. ToString)' eğer gerçek hatayı görmek istiyorsanız bu mesajı kaldırın messageLabel1. Text = " Timeout" ' picaxe bağlı değilse bunu gösterecektir etcEnd TryEnd SubPrivate Sub Button1_Click(ByVal sender As System. Object, ByVal e As System. EventArgs) Button1. ClickPictureBox1. BackColor = Color. Red ' kutusunu redPicaxeRegisters(0) olarak değiştirin 120 ' servoEnd SubPrivate Sub Button2_Click(ByVal sender As System. Object, ByVal e As System. EventArgs) için isteğe bağlı bir değer Button2. ClickPictureBox1. BackColor = Color. Green ' kutusundan greenPicaxeRegisters(0) = 160 ' için isteğe bağlı değer servoEnd SubEnd Sınıfı

Adım 13: Programı Çalıştırın

Açık değilse pikaxe'i çalıştırın. Ekranın üst kısmında ortaya yakın olan yeşil üçgene tıklayarak vb.net programını çalıştırın. Çalıştırma üçgeninin sağında bir duraklatma düğmesi ve bir durdurma düğmesi vardır veya sağ üstteki x tıklanarak veya bir menü eklediyseniz Dosya/Çıkış ile program durdurulabilir. İsterseniz program derlenebilir, ancak hata ayıklama için VB içinde çalışır durumda bırakalım. Zamanlayıcı her 5 saniyede bir bayt gönderiyor, bu nedenle ekranın gelmesi 5 saniye sürüyor. Etiket1 14 pikax kaydının bir dökümünü görüntülüyor.. Bunlar pikaxe gönderilir ve sonra tekrar geri gönderilir. 14'ünün tamamını göndermeniz neredeyse kesinlikle gerekli değildir ve kodunuz uygun şekilde değiştirilebilir. 152 değerindeki ikinci byte potun 0'dan 255'e değişen değeridir. button1 tıklanırsa ilk byte'ta 120, button2 tıklanırsa 160 gönderir ve picaxe programı bunları çözer ve servoyu hareket ettirir. Bu kod, bir mikrodenetleyiciden nasıl veri gönderileceğini ve verinin nasıl geri alınacağını gösterir. Mikrodenetleyici her türlü cihazı çalıştırabilir - Evimde yaklaşık 30 tane fıskiyeler, ışıklar, güvenlik çalıştıran, garaj yollarındaki arabaları tespit eden, bir dizi 3.6Kw pompayı açan ve tanklardaki su seviyesini algılayan yaklaşık 30 tane var. Picax'lar ortak bir veri yolunda zincirleme bağlanabilir ve hatta birbirleriyle radyo bağlantıları aracılığıyla iletişim kurabilir. Web sitelerinden veri yüklemek ve indirmek ve dolayısıyla dünyanın herhangi bir yerindeki cihazları bağlamak için interneti kullanmak da mümkündür https://www.instructables. com/id/Worldwide-microcontroller-link-for-under-20/Sonraki iki sayfa ayrıca farklı sensörlerin nasıl kullanılacağına ve farklı cihazların nasıl kontrol edileceğine dair bazı örnekler içermektedir. Dr James MoxhamAdelaide, Güney Avustralya

Adım 14: Giriş Aygıtları

Picaxe programlayıcı, bir tanesi "Arayüzleme devreleri" olarak adlandırılan bazı çok faydalı yardım dosyaları içerir ve ayrıca https://www.rev-ed.co.uk/docs/picaxe_manual3.pdfBu, motorların nasıl kontrol edileceğini gösterir, çevreyi ve diğer faydalı kontrolleri hissedin. Bu devrelere ek olarak, tekrar tekrar kullandığım birkaç tane var. Sıcaklık - LM35 sıcaklık sensörü, doğrudan bir piksele gidebilen ve readadc veya readadc10 komutuyla okunabilen bir voltaj üretir. Işık - ışığa bağımlı bir direnç, parlak güneş ışığında birkaç yüz ohm'dan zifiri karanlıkta 5 megohm'a kadar değişen bir dirence sahiptir. Açmak istediğiniz ışık seviyesindeki direnci ölçün ve LDR'yi yaklaşık aynı değerde bir dirençle seri hale getirin. Örneğin, bazı ışıkları yakmak için otoparka giren bir arabanın ışıklarını algılamak istedim. Direnç, dolaylı ışıktan yaklaşık 1M idi, bu yüzden LDR ile seri olarak 1M koydum. Anahtar - bazı anahtarlar 5V ve 0V (tek kutuplu çift atışlı anahtar) arasında geçiş yapar, ancak bazıları sadece açılır ve kapanır. Bir anahtar açılırsa, bir pikaxe çipine 5V gönderebilir, ancak kapalıysa pikaxe pimi 'kayan' olur ve herhangi bir değer olabilir. Bu devre, anahtar kapalıyken girişin toprağa nasıl çekileceğini gösterir. Bu, çoğu basmalı düğme anahtarı için kullanılacak devredir. Potantiomter - eski moda bir düğme. Düğmeyi çevirin ve voltajı çipin içine okuyun. 0-5V arasında voltaj oluşturan veya bunu yapmak için kolayca yapılandırılabilen her türlü başka elektronik cihaz vardır. Örnekler manyetik sensörler, nem, hız, dokunma, kızılötesi ışık, basınç, renk ve sestir. Sensörlerin genel olarak her birinin maliyeti sadece birkaç dolar.

Adım 15: Cihazları Kontrol Etme

Picaxe yardım dosyası, motorların ve ışıkların nasıl kontrol edileceğine dair harika bir açıklama içerir. Ek olarak, tekrar tekrar kullandığım birkaç devre olduğunu görüyorum. Birincisi basit bir transistör devresidir. Bir pikaxe çipi, pin başına maksimum 20mA'yı açabilir, bu bir LED'i açmak için iyidir, ancak başka bir şey değildir. Bir 547 transistör, akımı 100mA'ya yükseltir, bu da küçük ampuller için iyidir. İkinci devre bir mosfet gösterir. Mosfet'lerin onları sürmek için neredeyse hiç akıma ihtiyacı yoktur - sadece volt, böylece bir pikaxe tarafından doğrudan kontrol edilebilirler. Her çeşit mosfet mevcut ama benim tercihim BUK555 60B https://www.ortodoxism.ro/datasheets/philips/BUK555-60A.pdf olarak adlandırılan bir mosfet. Ana avantajı, açıldığında son derece düşük bir dirence sahip olmasıdır - 0.045 ohm, bu, kendisine bağlanacak tellerin direncinden çok daha fazla değildir. Bu, güç tasarrufu sağlayan ve ayrıca soğutucu maliyetlerinden tasarruf sağlayan oldukça yüksek yükleri sürerken ısınmadığı anlamına gelir. Araba farı gibi 5 amperlik bir yük sürmek örnek olarak; watt=akım kare x direnç, yani W=5*5*0.045=1.12 watt, bu sadece 1 inç karelik ince alüminyum gibi bir soğutucuya ihtiyaç duyar. Üçüncü devre bir röle gösterir. Tüm röleler için birkaç parametre vardır - bobin gerilimi, bobin direnci ve yük gerilimi ve akımı. Örneğin bir rölenin bobin akımı 30mA, bobin direnci 400 ohm olan bir 12V bobini olabilir ve 1 amperde 240V'a kadar sürülebilir. Bobin akımı, bir pikax'ın sağlayabileceğinden daha fazla volt ve amperdir, bu nedenle bobini değiştirmek için transistör devresini kullanırız. Dahil bir diyot da vardır - bu, röle kapandığında arka EMF'yi bastırır. Geri EMF, bir buji için kıvılcım yaratan şeydir, bu nedenle bu yüksek voltajları bir devrede hiçbir yerde istemezsiniz. Kontakların maksimum akımı ve voltları olacaktır - akım birkaç amper olabilir ve voltlar genellikle 240V'dur, bu nedenle 12V veya 24V arasında geçiş yapmak aralık dahilinde olacaktır. Elektronik konusunda tecrübesizseniz şebeke gerilimleri ile oynamayın. Ayrıca 5V veya 6V bobin gerilimlerine sahip küçük röleler de vardır. Bu röleler için ayrı bir 12V beslemeye ihtiyacınız olmayabilir, ancak bunların birçoğunun akım çekişi 100mA'nın üzerinde olduğundan bobin direncini izleyin. Eğer öyleyse ve bir 78L05 100mA 5V regülatör kullanıyorsanız, bunu 1 amp'ye kadar besleyebilen bir 7805 regülatörü ile değiştirmek isteyebilirsiniz. Röleler özellikle AC'yi değiştirmek için kullanışlıdır - örneğin 24VAC bahçe sprinkler solenoidleri, 12VAC bahçe lambaları ve araba gibi elektriksel olarak gürültülü ortamlarda. Ayrıca büyük yükleri kontrol etmek için de yararlıdırlar, örneğin 5V = 0.1W'da 20mA besleyen bir pikaxe, bir transistörü 12V'yi 100mA=1,2W'da bir röleye 24V 100mA =2,4W'lık bir 3600W pompayı çalıştıran bir kontaktöre kontrol eder. Gücü bu şekilde kontrol etmek istiyorsanız, o zaman bir elektrikçiye bir kontrol kutusunu bağlamasını ve kontrol edebileceğiniz iki kabloyu (12V röle için bobin kabloları) vermesini sağlayın. Bu şekilde elektrikçi güç kutusuna giriş yapabilir ve tüm elektronikleri elektrik çarpması konusunda endişelenmenize gerek kalmadan yapabilirsiniz. Röleler için başka bir kullanım, bir motor için ters kontroldür. Bir mosfette darbe genişlik modülasyonu kullanarak bir DC motorun hızını kontrol edebilirsiniz ve bir DPDT güç rölesi ile yönü değiştirebilirsiniz. Bu, 'robot savaşlarında' kullanılanlar gibi büyük motorları kontrol etmenin basit bir yoludur. Bir şey inşa etmek için yardıma ihtiyacınız varsa lütfen bir yorum gönderin.