Paso 2: P.1, Plan: microcontrolador y consideraciones de la Asamblea de circuito
Cuando prototipos, es a menudo incómodo construir la estructura de apoyo necesario para ejecutar un microcontrolador como un generador de reloj, interfaz del USB (no es necesario, pero útil si desea depurar serial o comunicación serial), o fuente de alimentación, un tablero de arranque que incluye estas características se emplea en su lugar. Arduino para la 8 bits de Atmel AVR y mbed para el brazo de 32-bit son dos ejemplos.
i. Arduino
Arduino es por lejos el más popular y fácil de usar microcontrolador para bricolaje electrónica. Viene con su propia herramienta de desarrollo que está disponible como una descarga gratuita y la variante estándar, Arduino Uno, puede programarse con un tipo macho USB al cable de tipo B masculino (cuadro 1).
Además de ser programado a través del cable USB, el Arduino también puede enviar y recibir datos en serie a través de esta conexión. Desde gestión de simple entrada serial y salida no requiere al programador de implementar el protocolo USB, es mucho más fácil de lo que uno podría esperar, serial.print y leer el Arduino y popen/pclose del lado de la computadora (más sobre esto más adelante).
Otras variantes de la plataforma Arduino ofrecen características adicionales que pueden ser convenientes: Elegimos utilizar la Arduino Mega 2560 (foto 2) porque cuenta con la mayor cantidad de espacio de programa, número de puertos IO y número de puertos serie de hardware adicional para futuras ampliaciones. En el momento he comprado el microcontrolador, no había todavía decidí en un esquema de control, para tener tanto espacio programa posible en caso de que decidí aplicar a todo (incluyendo la cinemática inversa!) directamente en el chip era una prioridad.
¿Que Arduino Compro? ¿Cómo pongo a circuitos de brazo robótico?
Es un reto que se enfrentará en la construcción física del circuito de brazo robótico – ¿Cómo puedo conectar los servos a la Arduino, la batería a los servos, etc..? Los paquetes estándar de Arduino ofrecen filas de encabezados femeninas para pegar los cables a, pero este tipo de construcción de estilo nido de rata es poco durable o fácil de depurar. La mejor alternativa es utilizar un circuito adicional para conectar todos los componentes eléctricos del brazo. Existen algunas opciones:
1. engañar al comprar un escudo de prototipado Arduino (menciono esto primero porque es probablemente la mejor opción)
Un Arduino «escudo» es cualquier Add-on circuitos que se conecta en la parte superior del microcontrolador. El escudo de SD para leer o escribir en flash tarjetas de memoria, la pantalla LCD para establecer interfaz con una pantalla y literalmente cientos de otros ejemplos. Varios escudos de diferentes prototipos existen que son esencialmente circuitos vanas con conexiones a los pines de Arduino. El circuito de brazo robótico puede ser montado en una de estas tarjetas en blanco con un soldador y un puñado de componentes (foto 3).
2. usar un protoboard
Un protoboard tiene capacidad para creación rápida de prototipos de circuitos electrónicos permitiendo que los componentes libremente presión en interconectados filas y columnas de encabezados. Algunas placa Arduino Arduino Nano (cuadro 4) como Arduino Mini cuentan con filas de encabezados masculinos frente hacia abajo en lugar de hacia arriba hacia encabezados femeninos, lo que les permite conectar una placa como un circuito integrado DIP. Esta ruta es la más fácil de elegir en cuanto a la flexibilidad de modificación del diseño y la experimentación – no está obligados a nada de la soldadura, pero breadboards son propensos a convertirse en nidos de rata. Si usted decide que esto es la mejor opción, utilizar un Arduino Nano, el Arduino Mini no viene con todo el hardware que necesitas para programar o comunicarse con ella vía serie.
3. hacer la placa permanente con un protoboard
Un protoboard (cuadro 5) es una placa de circuito en blanco de fibra de vidrio con orificios y vias con componente estándar (0,1") espacio, igual que en un protoboard. Protoboards le permiten hacer un diseño breadboarded permanente con soldadura, pero también sufren de problemas de anidación de la rata. Nunca suelde un Arduino directamente un perfboard, use dos filas paralelas de mujeres encabezados por un Nano para enchufarlo a en lugar de pegarse a través de la Junta y Soldándola. Si usted comete un error que no puede ser reparado, o si desea instalar una actualización, es más barato y más fácil de comprar un nuevo protoboard $3 que un Arduino $40.
4. grabe su propia placa de circuito (lo que hicimos)
Hacer un tablero de circuito personalizado desde cero puede ser un proceso difícil, pero es por lejos la mejor opción; Hay pocas probabilidades de error humano durante el montaje y si la Junta es diseñada correctamente, funcionará la primera vez que conecte, 100% de los casos (cuadro 6). Hacer un tablero de circuito desde cero requiere Eagle CAD, una impresora laser, papel fotográfico, una plancha (como una plancha real, no un soldador), material del PWB en blanco y cloruro férrico, la mayoría de estos suministros puede ser comprados en una tienda local de electrónica como la electrónica de "Te--It", o en línea si quieres ahorrar dinero, pero esperar para el envío. Hay otros instructables que describen este proceso en detalle.
II. otras opciones (para los más aventureros)
Sólo menciono estas para ser completa-
Si encuentran Arduino son demasiado caras, o si desea grabar una tabla que contiene el microcontrolador y el circuito de brazo robótico, puede usar un chip Atmega desnudo cargado con el bootloader de Arduino, un oscilador de cristal y un chip de convertidor FTDI para la comunicación serial a través de USB. Alternativamente, si usted no necesita de la comunicación serial, un chip Atmega desnudo o un Arduino Mini Pro, utilizando un cable de Adaptador FTDI también funcionaría.
Si necesitas más velocidad o memoria que un Arduino o AVR puede ofrecer, o un procesador de 32 bits (ninguno de los cuales eran necesario para este proyecto, encontré), el mbed para es una buena alternativa (cuadro 7). Se trata de una herramienta de desarrollo y compilador online aseado, "arrastrar y soltar" programación USB y toneladas de bibliotecas que se pueden incluir fácilmente en tu proyecto sin una descarga - a punto de la herramienta online a la página en el sitio web de mbed para con la biblioteca, y eres bueno para ir. No he intentado comunicar con un mbed para por serie, pero no imagino que es muy diferente que hacerlo con un Arduino. Si usted tiene el tiempo y el presupuesto y planea implementar más que una serie al puente de servo en el micro, el mbed para es una buena opción.
Dónde comprar: Sparkfun Electronics (http://www.sparkfun.com)
Recomienda:
-Arduino Uno R3 (con un escudo de prototipos)
-Arduino Nano (con una placa o protoboard)
-Arduino Mega 2560 (con una tabla grabada personalizada, o en un caso donde todo el programa estará en el micro) (Lo que hicimos)
