ESP32 डुअल एच ब्रिज ब्रेकआउट बोर्ड: 8 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:21

यह प्रोजेक्ट एक ESP32 ब्रेकआउट बोर्ड के लिए है जिसे आपके अगले रोबोट के दिमाग के लिए डिज़ाइन किया गया था। इस बोर्ड की विशेषताएं हैं;

• किसी भी ESP32 देव किट को समायोजित कर सकते हैं जिसमें एक इंच के केंद्रों पर बीस पिन तक की दो पंक्तियाँ हों।
• TB6612FNG डुअल H ब्रिज DC मोटर कंट्रोलर बेटी बोर्ड को माउंट करने का स्थान।
• प्रत्येक मोटर कनेक्शन के लिए दो स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक।
• विन और Gnd. के लिए दो स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक और पांच हेडर पिन का एक सेट
• बीस GPIO ब्रेकआउट पिन की दो पंक्तियाँ।
• इको आउटपुट पर वोल्टेज डिवाइडर के साथ दो HC-SR04 सोनार सेंसर के लिए हेडर।
• एक तिरंगे से कनेक्ट करने के लिए एक हेडर, सामान्य एनोड, सीमित प्रतिरोधों के साथ एलईडी।
• बोर्ड पर 5V, 1A वोल्टेज रेगुलेटर जिसमें 5V और Gnd के लिए पांच हेडर पिन हैं।
• प्रत्येक कनेक्शन के लिए 3.3V और Gnd के साथ I2C कनेक्शन के लिए हेडर के चार सेट।
• सभी घटक सर्किट बोर्ड के एक तरफ लगे होते हैं।

बोर्ड का भौतिक आकार 90 मिमी x 56 मिमी, दो तरफा है। यह इसे अधिकांश बोर्ड निर्माताओं के लिए कम लागत वाले प्रोटोटाइप के लिए 100 मिमी x 100 मिमी आकार सीमा के भीतर अच्छी तरह से रखता है।

इनमें से किसी एक बोर्ड को बनाने के लिए आवश्यक सभी फाइलें यहां जीथब पर पाई जा सकती हैं।

बोर्ड को DOIT ESP32 DEVKIT V1 के आसपास डिजाइन किया गया था जिसमें प्रत्येक में अठारह पिन की दो पंक्तियाँ हैं। बोर्ड के पिछले हिस्से पर आसानी से कटे हुए निशान आपको समर्पित 5V, Gnd और 3.3V पिन को उनकी संबंधित बसों से अलग करने की अनुमति देते हैं। फिर आप इन स्थानों में GPIO के रूप में पिन का उपयोग कर सकते हैं और जंपर्स का उपयोग करके, 5V, Gnd और 3.3V बसों को आपके द्वारा उपयोग किए जा रहे ESP32 देव किट पर उपयुक्त पिन से जोड़ सकते हैं।

ईएसपी देव किट को माउंट करने के लिए बीस छेदों की दो पंक्तियाँ दी गई हैं। मेरा सुझाव है कि आप महिला सॉकेट स्ट्रिप्स खरीदें और उन्हें छेद में मिलाप करें। इस तरह आप ESP32 देव किट को हटा सकते हैं और इसे किसी भी समय दूसरे से बदल सकते हैं। इसके अलावा, सॉकेट स्ट्रिप्स का उपयोग करने से देव किट के नीचे लगे पुर्जों के लिए पर्याप्त निकासी मिलती है। मैं चालीस पिन हेडर और सॉकेट स्ट्रिप्स खरीदना पसंद करता हूं और फिर उन्हें आकार में काट देता हूं। इससे लागत कम करने में मदद मिलती है। आप दो सॉकेट के बीच महिला सॉकेट स्ट्रिप्स नहीं काट सकते हैं, आपको उन्हें काटने के लिए सॉकेट को 'बर्न' करना होगा। दूसरे शब्दों में, एक चालीस पिन वाली महिला सॉकेट पट्टी को दो बीस पिन स्ट्रिप्स में नहीं काटा जा सकता है। एक चालीस पिन वाली महिला सॉकेट पट्टी को बीस पिन वाली पट्टी और उन्नीस पिन वाली पट्टी में काटा जा सकता है।

चरण 1: TB6612FNG डुअल एच ब्रिज

TB6612FNG एक डुअल H ब्रिज, मोटर कंट्रोलर है जो एक स्टेपर मोटर या दो DC हॉबी मोटर्स (ब्रशलेस मोटर्स नहीं) चला सकता है। यह छोटी, सस्ती, गियर वाली मोटरों को चलाने के लिए आदर्श है जो आसानी से उपलब्ध हैं। ब्रेकआउट बोर्ड में एक बेटी बोर्ड को माउंट करने के लिए एक जगह है जिसमें TB6612FNG है। मैंने जिस TB6612FNG बोर्ड का उपयोग करने के लिए चुना है वह कई स्थानों से उपलब्ध है; स्पार्कफुन (पी/एन आरओबी-14451, मूसर और डिजिके भी स्पार्कफुन बोर्ड बेचते हैं), पोलोलू (पी/एन 713), ईबे, एलीएक्सप्रेस और गियरबेस्ट। कीमतें लगभग एक डॉलर से पांच डॉलर तक भिन्न होती हैं।

प्रत्येक डीसी मोटर चालक तीन जीपीआईओ पिन का उपयोग करता है। दो GPIO पिन मोटर स्थिति निर्धारित करते हैं; फॉरवर्ड, रिवर्स, कोस्ट और ब्रेक। मोटर की गति को नियंत्रित करने के लिए तीसरा GPIO पिन PWM है। सातवां GPIO पिन STBY पिन को चलाता है। TB6612FNG के लिए नियंत्रण संकेत ESP32 GPIO ब्रेकआउट पिन से हार्ड-वायर्ड होते हैं। कौन से GPIO पिन का उपयोग किया जाता है यह आपके द्वारा उपयोग किए जाने वाले ESP32 देव किट के स्वाद से निर्धारित होता है। हार्ड-वायर्ड पिनों को सावधानी से चुना गया था ताकि वे अधिकांश ESP32 देव किट पर GPIO PWM और आउटपुट पिन के साथ संरेखित हों।

मोटर ए और मोटर बी लेबल वाले दो, दो पिन स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक का उपयोग करके मोटरों को जोड़ा जाता है। ब्रेकआउट बोर्ड के प्रत्येक तरफ एक। मोटर्स के लिए पावर या तो दो पिन स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक या ब्रेकआउट बोर्ड के एक छोर पर पुरुष हेडर के एक सेट द्वारा लाया जाता है, जिसे विन लेबल किया जाता है। विन 6V से 12V तक कोई भी DC वोल्टेज हो सकता है। एक 5V, 1A वोल्टेज नियामक सोनार सेंसर को पावर देने के लिए विन वोल्टेज को 5V में परिवर्तित करता है।

डीओआईटी देव किट दो आकारों में आती है, 30 पिन (एक तरफ 15) और 36 पिन (एक तरफ 18)। मैंने नीचे दोनों देव किट के लिए कनेक्शन सूचीबद्ध किए हैं।

३० पिन देव किट - ३६ पिन देव किट

AIN1 - 25 - 14 - मोटर A. के लिए दिशा नियंत्रण

AIN2 - 26 - 12 - मोटर A. के लिए दिशा नियंत्रण

PWMA - 27 - 13 - मोटर A. के लिए गति नियंत्रण

एसटीबीवाई - 33 - 27 - दोनों मोटरों को रोकता है

BIN1 - 16 - 15 - मोटर B. के लिए दिशा नियंत्रण

BIN2 - 17 - 2 - मोटर B. के लिए दिशा नियंत्रण

PWMB - 5 - 4 - मोटर B. के लिए गति नियंत्रण

चरण 2: GPIO पिन

बोर्ड में GPIO ब्रेकआउट के लिए बीस पिन हेडर के दो सेट हैं। GPIO हेडर के प्रत्येक सेट में 3.3V के लिए बीस पिन और Gnd के लिए बीस पिन शामिल हैं। 3.3V पिन GPIO पिन और Gnd पिन के बीच स्थित होते हैं। यह कॉन्फ़िगरेशन इस संभावना को कम करता है कि अगर कुछ पीछे की ओर प्लग किया जाता है तो वह उड़ जाता है। लगभग हर चीज जिसे आप GPIO पिन से कनेक्ट करना चाहते हैं, उसके लिए 3.3V या Gnd कनेक्शन या दोनों की आवश्यकता होती है। ट्रिपल रो कॉन्फ़िगरेशन का मतलब है कि आपके पास हर कनेक्शन के लिए हमेशा एक पावर और Gnd पिन होता है।

यदि आप DOIT देव किट के अलावा किसी ESP32 देव किट का उपयोग करते हैं तो इसमें DOIT देव किट से भिन्न स्थानों पर Vin, 3.3V और Gnd पिन हो सकते हैं। ब्रेकआउट बोर्ड ने पीछे की तरफ आसानी से निशान काट दिए हैं जिन्हें संबंधित बसों से विन, 3.3V और Gnd पिन को अलग करने के लिए काटा जा सकता है। फिर आप अपने ESP32 देव किट के विन, 3.3V और Gnd पिन को उचित बसों से जोड़ने के लिए जम्पर तारों का उपयोग कर सकते हैं। 3.3V पिन को मानक दो पिन शॉर्टिंग प्लग का उपयोग करके जोड़ा जा सकता है। Gnd पिन कनेक्शन के लिए, मैंने तीन पिन ड्यूपॉन्ट शेल, दो महिला क्रिंप पिन और तार के एक छोटे टुकड़े का उपयोग करके कुछ जंपर्स बनाए। तार के प्रत्येक छोर पर महिला पिनों को समेटने के बाद, मैंने उन्हें तीन पिन खोल के अंत स्लॉट में डाला।

यदि आप कभी भी अपने द्वारा काटे गए ट्रान्स को फिर से जोड़ना चाहते हैं, तो प्रत्येक में थ्रू होल्स का एक सेट होता है। आप या तो छेदों में यू आकार के जम्पर तार को मिला सकते हैं या दो पिन हेडर जोड़ सकते हैं और हटाने योग्य जम्पर बनाने के लिए मानक दो पिन शॉर्टिंग प्लग का उपयोग कर सकते हैं।

चेतावनी। ESP32 देव किट पर 3.3V नियामक का उपयोग ESP32 के लिए 3.3V और 3.3V बस से जुड़े किसी भी बाह्य उपकरणों को प्रदान करने के लिए किया जाता है। नियामक की 1A सीमा है। विन वोल्टेज जितना अधिक होगा और आप जितना अधिक करंट खींचेंगे, नियामक के गर्म होने का कारण होगा। एलईडी स्ट्रिप्स या 3.3V के साथ सर्वो मोटर्स जैसे उच्च वर्तमान उपकरणों को चलाने का प्रयास करते समय इसे ध्यान में रखें। कुछ I2C उपकरणों जैसे gyros, त्वरक और ADC कन्वर्टर्स को कोई समस्या नहीं होनी चाहिए।

चरण 3: विनो

विन मोटर्स और 5V नियामक के लिए इनपुट वोल्टेज है। विन 5V से 12V तक कोई भी वोल्टेज हो सकता है। यदि आप विन के लिए 5V का उपयोग कर रहे हैं तो ऑन बोर्ड 5V रेगुलेटर का आउटपुट वोल्टेज 5V नहीं होगा। यह 5V नियामक के कारण 5V को विनियमित करने के लिए 5V से अधिक वोल्टेज होना चाहिए।

विन का उपयोग ESP32 देव किट पर 3.3V नियामक के इनपुट वोल्टेज के रूप में भी किया जाता है।

ईएसपी देव किट संदर्भ डिजाइन में देव किट के विन पिन पर वोल्टेज से यूएसबी वोल्टेज को अलग करने के लिए एक डायोड है। डायोड सुनिश्चित करता है कि विन वोल्टेज यूएसबी वोल्टेज को चलाने की कोशिश नहीं करता है और ईएसपी 32 देव किट पर यूएसबी-टू-सीरियल ब्रिज चिप केवल यूएसबी वोल्टेज द्वारा संचालित होता है। इसका मतलब है कि आप 5V से अधिक वोल्टेज स्रोत को ब्रेकआउट बोर्ड के विन से कनेक्ट करने के लिए सुरक्षित हैं और एक ही समय में यूएसबी कनेक्शन का उपयोग करते हैं, बिना किसी चीज को नष्ट करने के डर के। ESP32 देव किट पर वोल्टेज नियामक उसी परिवार में है, जो ब्रेकआउट बोर्ड पर प्रयुक्त वोल्टेज नियामक है। इसका मतलब है कि वे इनपुट वोल्टेज की समान श्रेणी को संभाल सकते हैं।

बैटरी पैक को कनेक्ट करें जो मोटर्स को विन टर्मिनलों तक ले जाता है और यह ईएसपी 32 और आपके द्वारा कनेक्ट किए गए किसी भी बाह्य उपकरणों को भी शक्ति देगा।

चरण 4: HC-SR04 सोनार सेंसर

लोकप्रिय HC-SR04 सोनार सेंसर के कनेक्शन के लिए दो चार पिन हेडर दिए गए हैं। हेडर ब्रेकआउट बोर्ड के विपरीत किनारों पर, मोटर स्क्रू टर्मिनल ब्लॉक के पास स्थित होते हैं। हेडर HC-SR04 के साथ एक-से-एक कनेक्शन के लिए सेटअप किए गए हैं।

HC-SR04 एक 5V डिवाइस है। यह 5V द्वारा संचालित है और इसका आउटपुट (इको) सिग्नल 5V स्तरों पर है। ESP32 में 3.3V GPIO है और यह 5V सहनशील नहीं है। इसलिए आपको HC-SR04 के 5V आउटपुट को ESP32 के 3.3V स्तर तक लाने के लिए किसी प्रकार के वोल्टेज स्तर कनवर्टर की आवश्यकता है। स्तर रूपांतरण करने के लिए ब्रेकआउट बोर्ड में प्रत्येक HC-SR04 इको सिग्नल के लिए एक साधारण वोल्टेज विभक्त है। HC-SR04 के ट्रिगर सिग्नल को चलाने के लिए ESP32 GPIO पिन के लिए किसी स्तर के रूपांतरण की आवश्यकता नहीं है।

HC-SR04 के लिए चार पिन हेडर सेंसर के लिए 5V और Gnd कनेक्शन प्रदान करता है। 5V ब्रेकआउट बोर्ड पर 5V नियामक द्वारा प्रदान किया जाता है।

जबकि HC-SRO4 से कनेक्ट करने के लिए चार पिन हेडर दिया गया है, HC-SR04 के इको और ट्रिग सिग्नल को ESP32 से जोड़ने के लिए दो पिन हेडर दिया गया है। इस तरह आप चुन सकते हैं कि किस GPIO पिन का उपयोग करना है। कनेक्शन बनाने के लिए महिला-से-महिला जम्पर तारों का उपयोग करें। टी ट्रिग इनपुट है और ई वोल्टेज स्तर परिवर्तित इको आउटपुट सिग्नल है।

कुछ अन्य 5V सेंसर को जोड़ने के लिए HC-SR04 हेडर का उपयोग करना संभव होना चाहिए। 5V सेंसर के आउटपुट को इको इनपुट से कनेक्ट करें और इसे 3.3V सिग्नल में बदलने के लिए वोल्टेज डिवाइडर का उपयोग करें। वोल्टेज विभक्त उन संकेतों को संभालेगा जिनमें धीमी गति से संक्रमण होता है। उच्च गति के संक्रमण के लिए आपको एक सक्रिय वोल्टेज स्तर कनवर्टर का उपयोग करना चाहिए। यदि आप एक एनालॉग सिग्नल को वोल्टेज डिवाइडर से और फिर ESP32 पर एक एनालॉग इनपुट से जोड़ते हैं, तो आपको यह ध्यान रखना चाहिए कि वोल्ट-प्रति-गिनती की गणना करते समय वोल्टेज स्विंग शून्य से 3.3V होगा, न कि शून्य से 5V तक।

उदाहरण के लिए, आप एक Vishay TSOP34838 IR सेंसर को HC-SR04 हेडर के 5V, Gnd और Echo पिन से वायर कर सकते हैं (इको को सेंसर के आउटपुट पिन से वायर किया जाता है)। तब आपको किसी भी IR रिमोट से IR कमांड प्राप्त करने में सक्षम होना चाहिए जो 38KHz कैरियर का उपयोग करता है।

चरण 5: त्रि-रंग एलईडी

त्रि-रंग एलईडी एक 5 मिमी, सामान्य एनोड, छेद के माध्यम से, आरजीबी एलईडी है। करंट लिमिटिंग रेसिस्टर्स दिए गए हैं और कॉमन एनोड को 3.3V बस में वायर किया गया है। एलईडी का उपयोग करने के लिए आरजीबी के रूप में लेबल किया गया तीन पिन हेडर प्रदान किया जाता है। आरजीबी पिन में से एक पर एक निम्न स्तर का संकेत उस रंग के साथ एलईडी को रोशन करेगा। एक ही समय में कई आरजीबी इनपुट चलाने से परिणामी रंग मिश्रण के साथ कई एल ई डी प्रकाश में आएंगे। आरजीबी हेडर पिन को अपनी पसंद के जीपीआईओ पिन से जोड़ने के लिए आप महिला-से-महिला जंपर्स का उपयोग कर सकते हैं। यदि आप एलईडी को जीपीआईओ पिन से तार करते हैं जिसमें पीडब्लूएम क्षमताएं हैं तो आप पीडब्लूएम कम समय को बदलकर एलईडी की चमक को बदल सकते हैं। मैं जिस कोड पर काम कर रहा हूं, उसे डीबग करने में मेरी मदद करने के लिए मैं एल ई डी का उपयोग करना पसंद करता हूं।

चरण 6: I2C ब्रेकआउट

ब्रेकआउट बोर्ड में I2C इंटरफ़ेस के लिए हेडर पिन की चार पंक्तियाँ हैं। पंक्तियों में से प्रत्येक में चार पिन हैं और 3.3V और Gnd हैं। अन्य दो पंक्तियाँ प्रत्येक में पाँच पिन हैं और एसडीए और एससीएल के लिए हैं। इन पंक्तियों में से प्रत्येक में अतिरिक्त पिन है ताकि आप पंक्तियों को अपनी पसंद के GPIO पिन से जोड़ने के लिए दो महिला-से-महिला जम्पर केबल का उपयोग कर सकें। ESP32 में कई GPIO पिनों पर SDA और SCL सिग्नल हो सकते हैं। चार 3.3V तक, I2C उपकरणों को डेज़ी चेनिंग केबल का सहारा लिए बिना जोड़ा और संचालित किया जा सकता है। ब्रेकआउट बोर्ड पर एसडीए और एससीएल सिग्नल पर कोई पुलअप रेसिस्टर्स नहीं हैं। पुलअप प्रतिरोधक उन उपकरणों पर होना चाहिए जिन्हें आप I2C बस से जोड़ते हैं।

नोट: जो लोग I2C से अपरिचित हैं, उनके लिए एसडीए और एससीएल पिन के खुले नाले, त्रि-राज्य, द्वि-दिशात्मक पिन होने के कारण पुलअप रेसिस्टर्स की आवश्यकता होती है। पुलअप रेसिस्टर्स का मान बस में स्लीव रेट और रिंगिंग को प्रभावित करता है।

चरण 7: सामग्री का बिल

सभी प्रतिरोधक श्रीमती 1206 हैं।

सभी कैपेसिटर एसएमटी, केस ए, ईआईए 3216 हैं।

सभी हेडर और सॉकेट स्ट्रिप्स 0.1 इंच (2.54 मिमी) पिच हैं।

6 - बीस पिन पुरुष हेडर

6 - पांच पिन पुरुष हेडर

4 - चार पिन पुरुष हेडर

1 - तीन पिन पुरुष हैडर

2 - दो पिन पुरुष हेडर

2 - बीस पिन महिला सॉकेट स्ट्रिप्स

1 - TB6612FNG बोर्ड, दो, आठ पिन पुरुष हेडर के साथ आता है

3 - 10uf टैंटलम कैपेसिटर

1 - 10K रोकनेवाला

2 - 2.2K प्रतिरोधक

5 - 1K प्रतिरोधक

1 - एएमएस1117, 5वी

1 - 5 मिमी, आम एनोड आरजीबी एलईडी

3 - 3 मिमी पिच, दो पिन, स्क्रू टर्मिनल

ऐच्छिक

3 - दो पिन पुरुष हेडर - कट विन, 3.3V और Gnd ट्रेस को फिर से जोड़ने के लिए

चरण 8: यह सब लपेटना

यह एक बहुत ही बहुमुखी ESP32 ब्रेकआउट बोर्ड है जिसमें ब्रेकआउट बोर्ड में निर्मित सरल रोबोटों के लिए आवश्यक सबसे सामान्य विशेषताएं हैं।

ब्रेकआउट बोर्ड ESP32 देव किट तक सीमित नहीं है। कोई भी माइक्रोकंट्रोलर बोर्ड जिसमें एक इंच की दूरी पर बीस पिन तक की दोहरी पंक्तियाँ हों, का उपयोग किया जा सकता है। एक ESP8266 या एक LPC1768 बोर्ड फिट होगा। आप TB6612FNG बेटी बोर्ड के बिना बोर्ड को असेंबल कर सकते हैं और केवल GPIO को तोड़ने के लिए उपयोग कर सकते हैं। बोर्ड आपको इसका उपयोग करने के लिए बहुत सारे विकल्प देता है।

यदि आपने इनमें से कुछ बोर्ड बनाए हैं, तो बोर्डों से 'मैसेडोन इंजीनियरिंग' का नाम न हटाएं। आप किसी भी गैर-व्यावसायिक अनुप्रयोग के लिए इन बोर्डों का स्वतंत्र रूप से उपयोग कर सकते हैं। यदि आप बोर्ड बनाते हैं और उसका उपयोग करते हैं तो मैं आपके द्वारा इसका उपयोग करने के लिए चिल्लाने की सराहना करता हूं। मुझे आशा है कि आपको बोर्ड उपयोगी लगेगा।