Jeffrey Cross
Jeffrey Cross

Machen Sie es zum letzten Build: Roboterpflanzenköpfe

Für unseren zweiten Build in der Make It Last Build-Serie bauen wir eine Roboteranlage. Diese Woche werden wir die Köpfe der Maschine zusammenstellen, die wir in den nächsten Wochen einsetzen werden, um unsere Anlage zum Leben zu erwecken. Dieser Basisschaltkreis unterstützt einen Servomotor, einen externen Quarz, um die Uhrzeit genau einzuhalten, einen kapazitiven Berührungseingang und viele I / O-Pins zum Ansteuern von LEDs und zum Lesen anderer Sensoren. Dieses Mal werden wir es zusammenlöten, um ein dauerhafteres Design zu schaffen, das sich perfekt in Ihren Pflanztopf stellen lässt.

Ich fange jetzt an? Wir empfehlen Ihnen, sich den Ankündigungspostern anzusehen, um eine Einführung in das Projekt und eine Teileliste zu erhalten. Befolgen Sie dann diese Anweisungen, um die Köpfe für die Roboteranlage zu bauen. Wenn Sie sich noch nicht für den Newsletter angemeldet haben, ist jetzt ein guter Zeitpunkt dafür.

Zur Erinnerung: Sie müssen keine Teile kaufen oder unser Projekt bauen, um an dem Wettbewerb teilzunehmen. Je kreativer Sie werden, desto besser! Also ohne weiteres zum Gebäude!

Hinweis: Wir werden dieses Projekt auf einem Perfboard zusammenlöten. Wenn Sie sie noch nie verwendet haben, lesen Sie das Perfboard Prototyping-Video von Collin für eine großartige Einführung. Wenn Sie immer noch nervös sind, können Sie Ihre Schaltung auf einem lötfreien Steckbrett bauen!

Schaltplan

Schritt 0: Vorräte sammeln

Liste der Einzelteile:

  • 18lf25k22 Prozessor (Digi-Key PIC18LF25K22-I / SP-ND)
  • 28-Pin-Chip-Buchse (Digi-Key 3M5480-ND)
  • .1 ″ Stiftleisten (Digi-Key A26509-40-ND)
  • 10k Widerstand (Digi-Key 10.0KASCT-ND)
  • 220 Ohm Widerstand (Digi-Key 220QBK-ND)
  • 1uF Bypass-Kondensator (Digi-Key P5174-ND)
  • 32,768 kHz Kristall (Digi-Key 631-1205-ND)
  • 2x 22pF-Kappe (Digi-Key VY1220K31U2JQ63V0)
  • N-Kanal Transistor (Digi-Key NTD4960N-35GOS-ND)
  • 3mm rote LED (Digi-Key 754-1218-ND)
  • 22 AWG Volldraht
  • Modded 3xAA Batteriehalter (Digi-Key SBC331AS-GRN-ND)
  • 3 x Energizer Lithium-Batterien (Digi-Key N602-ND)
  • Protoboard (RadioShack 276-170)
  • Kontinuierlicher Rotationsservomotor (Digi-Key 900-00008-ND)

Werkzeuge:

  • PICkit 3-Programmierer zur Programmierung des Prozessors
  • Lötkolben (mit Lot)
  • Flush Cutters
  • (optional) Bohrer mit 1/16 "Bit

Schritt 1: Chipbuchse

Der erste Schritt besteht darin, unseren Chip-Sockel auf der Platine zu platzieren. Die Sockel bieten die Möglichkeit, unseren Mikrocontroller anzuschließen, ohne ihn permanent zu machen, falls wir ihn aus irgendeinem Grund austauschen müssen.

Schritt 2: Header und Stromkabel programmieren

Für unsere Schaltung verwenden wir die Anschlussleiste auf der rechten Seite (auf der Radio Shack-Platine mit „X“ gekennzeichnet) und die auf der linken Seite für Masse. Verbinden Sie die Drähte von Pin 20 auf der Chipbuchse und Pin 2 im Programmierkopf mit der Steckerleiste.

Schritt 3: Erdungsdrähte

Die Masseverbindung ist etwas komplizierter, da wir ein Kabel von der linken Seite der Platine zur rechten Seite des Chip-Sockels führen müssen. Verbinden Sie ein Kabel von der Erdungsleiste mit Pin 3 am Programmierkopf und von dort mit Pin 19 auf der Chipbuchse.

Schritt 4: Leitung zurücksetzen

Als nächstes müssen wir die Reset-Leitung mit dem Prozessor verbinden, damit der Programmierer seine Arbeit erledigen kann. Führen Sie einen Draht von Pin 1 auf dem Chip-Sockel zu Pin 1 auf dem Programmierkopf, und platzieren Sie dann einen 10k-Widerstand von dort für die Stromversorgung. Wenn der Programmierer angeschlossen ist, kann er auf diese Weise den Widerstand überlasten und den Mikrocontroller zurücksetzen. Wenn er getrennt wird, bleibt der Mikrocontroller eingeschaltet.

Schritt 5: Taktschaltung

Im Datenlogger-Projekt verwendeten wir einen Oszillator, der im Mikrocontroller integriert war, um die Zeit zu halten. Dies war praktisch, da keine zusätzlichen Teile erforderlich waren, jedoch nicht so genau wie es sein könnte. Für dieses Projekt verwenden wir ein externes, um sicherzustellen, dass die Anlage die korrekte Zeit einhält. Platzieren Sie den Oszillator zwischen den Pins 11 und 12 auf dem Mikrocontroller (es spielt keine Rolle, auf welche Weise er eingefügt wird). Als nächstes legen Sie einen 22pF-Kondensator von jedem dieser Pins an Masse.

Schritt 6: Status-LED

Als Nächstes fügen wir eine Status-LED hinzu, damit wir sehen können, ob unser Projekt funktioniert. Verbinden Sie einen 220-Ohm-Widerstand von Pin 2 auf der Chipbuchse mit einer leeren Reihe auf dem Steckbrett. Verbinden Sie dann eine LED aus dieser Reihe mit dem Erdungsstreifen, und stellen Sie sicher, dass die negative (kurze) Leitung der LED mit Masse verbunden ist.

Schritt 7: Kondensator umgehen

Fügen Sie nun einen .1uF-Kondensator zwischen den Pins 19 und 20 am Chip-Sockel hinzu. Beachten Sie, dass für diesen Teil die Orientierung von Bedeutung ist. Stellen Sie sicher, dass die negative Seite mit Masse verbunden ist und die positive Seite mit der Stromversorgung verbunden ist.

Schritt 8: Testen Sie es

Lass uns eine Pause vom Löten machen und testen, ob unsere Schaltung funktioniert! Stecken Sie den Mikrocontroller in den Chip-Sockel, und verbinden Sie den Programmer mit dem Programmierkopf (beachten Sie, dass Pin 6 am Programmer nicht angeschlossen ist; dies ist für diesen Schaltkreis nicht erforderlich). Laden Sie das Beispielprojekt hier herunter (gezippte Datei), werfen Sie einen Blick darauf und programmieren Sie es auf den Mikrocontroller. Wenn alles gut gegangen ist, sollte die Status-LED im Abstand von einer Sekunde aufleuchten.

Schritt 9: Servokopf

Das letzte, was wir zu unserem Projekt hinzufügen müssen, ist eine Schaltung zur Steuerung des Servomotors. Setzen Sie den Transistor direkt hinter dem Chip-Sockel in das Protoboard ein (wobei eine Reihe dazwischen gut funktioniert), und stellen Sie sicher, dass Pin 1 am Transistor dem Chip-Sockel am nächsten ist. Platzieren Sie als nächstes den Servokopf direkt hinter diesem und überspringen Sie erneut eine einzelne Reihe zwischen den beiden.

Schritt 10: Servoschaltung

Als nächstes müssen wir die Verbindungen zwischen dem Mikrocontroller und dem Servo verdrahten. Der Schaltkreis besteht aus zwei Teilen: dem Transistor, der die Stromversorgung des Servos ein- und ausschaltet, und dem Servokopf, an den der Servomotor angeschlossen ist.

Verbinden wir zuerst den Transistor. Verbinden Sie Pin 13 des Mikrocontrollers mit Pin 1 (Gate) des Transistors. Durch diese Verbindung kann der Mikrocontroller den Transistor einschalten. Als Vorsichtsmaßnahme legen Sie einen 10k-Widerstand zwischen Pin 1 des Transistors und Masse an. Dieser Widerstand wirkt als Pull-Down und stellt sicher, dass der Transistor nicht versehentlich eingeschaltet wird, wenn der Pin des Mikrocontrollers getrennt wird. Verbinden Sie dann ein Kabel von Pin 3 des Transistors (Source) mit Masse. Führen Sie schließlich ein Kabel von Pin 2 des Transistors (Drain) zu Pin 3 des Servo-Headers (Masse). Der Transistor kann den Servo ausschalten, indem er die Verbindung zur Masse trennt.

Führen Sie schließlich ein Kabel von Pin 14 des Mikrocontrollers zu Pin 1 des Servo-Headers (Signal). Der Mikrocontroller erzeugt auf dieser Leitung ein Befehlssignal, um die Position des Servos zu steuern.

Schritt 11: Batterie

Der nächste Schritt beim Zusammenbauen der Roboteranlagen ist das Anschließen des modifizierten Batteriehalters. Wenn Sie Ihre noch nicht modifiziert haben, lesen Sie die Anweisungen im Newsletter, bevor Sie fortfahren.

Hier müssen drei Verbindungen hergestellt werden - der Erdungsdraht (schwarz) muss mit dem Erdungsstreifen verbunden werden, der + 4,5 V (rot) Draht, um zwei am Servokopf zu verbinden, und die 3 V (grün, oder was auch immer) Farbdraht, den Sie verwendet haben) an die Steckerleiste. Sie können die Drähte einfach direkt einlöten. Eine zuverlässigere Methode zum Herstellen der Verbindung besteht jedoch darin, den isolierten Draht durch einige Löcher auf der Leiterplatte zu schleifen, um eine gewisse Zugentlastung zu erzielen, und anschließend die Enden an das Perfboard anlöten. Möglicherweise müssen Sie die Löcher etwas größer machen, um den isolierten Draht durchzudrehen, was Sie mit einem Bohrer und einem 1/16 "Bit tun können.

Schritt 12: Berühren Sie den Sensordraht

Der letzte Schritt beim Aufbau der Robotergehirne ist das Hinzufügen eines Drahtes für die Berührungserkennung. Da der PIC über eine integrierte Ladezeitmesseinheit (CTMU) verfügt, ist es möglich, eine Berührung des Benutzers mithilfe einiger geschickter Programmierungen und einer einzelnen Leitung zu erkennen. Schließen Sie einen kleinen Draht (6 Zoll ist fein) an Pin 3 des Mikrocontrollers an. Ziehen Sie einen halben Zoll der Isolierung vom anderen Ende des Drahtes ab und lassen Sie einen Metallfleck als freiliegenden Berührungsschalter. Später verbinden wir dies mit einer geeigneteren Schaltfläche.

Schritt 13: Fertig!

Jetzt kommt der Moment der Wahrheit! Vergewissern Sie sich, dass Sie Ihre Verbindungen noch einmal überprüft haben, schließen Sie den Servomotor an und schalten Sie die Batterie ein. Die Statusanzeige sollte jede Sekunde weiter blinken oder blinken. Der Servomotor sollte sich in eine Richtung drehen und dann in die andere, wenn das Sensordraht berührt wird. Wenn alles funktioniert, herzlichen Glückwunsch! Sie werden alle bereit sein, nächste Woche etwas komplexeres Verhalten zu dieser Basis hinzuzufügen.Wenn etwas nicht funktioniert, überprüfen Sie nicht alle Ihre Verbindungen. Wenn Sie es nicht herausfinden können, gehen Sie zum Forum und lassen Sie es uns wissen! Es ist auch möglich, dass der Berührungssensor kalibriert werden muss, um zuverlässig zu funktionieren - mehr in der nächsten Woche.

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