רדיו דו כיווני NRF24 לטלמטריה: 9 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:15

היי חברים, שמי פדרו קסטלני ואני מביא לכם את ההוראה הראשונה שלי: בניית רדיו דו כיווני עם ארדואינו בשביל, ובכן, בשביל מה אתם צריכים את זה.

בפרויקט זה, נכין שני מעגלים נפרדים אשר יפעלו הן כמקלט והן כמשדר. המרכיבים החשובים ביותר הם שני לוחות ארדואינו (כולם עובדים) ושני מודולי טרנסייבר nrf24. במקרה שלי, אני שולט על סרוו עם פוטנציומטר מהארדואינו השני ושולח את המתחים של סוללת ליפו דו תאית בחזרה אל הראשון.

אני מתכוון להשתמש בו כתוסף אחד למזל ט שלי, שאינו מחזיק בטלמטריה ולא בשליטת סרוו גימבל. אתה יכול, עם זאת, להשתמש בו לדברים אחרים, כגון בניית quadcopter משלך, מטוס, מכונית RC וכו 'מהקוד המצורף תוכל גם לבצע כל שינוי שתרצה בהתאם לצרכיך. אנסה גם להסביר כיצד לשנות את זה נכון (שלקח לי זמן ללמוד לבד, כיוון שהייתי רגיל לשימוש אחר בשבב nrf24).

שלב 1: חומרים

כדי להתחיל את הפרויקט, עלינו לדעת את כל החלקים הדרושים. להלן רשימה של אלה הבסיסיים הדרושים. קניתי את רובם בחנות אלקטרוניקה מקומית שבה אני גר, כך שלא אוכל להמליץ לך על כל מקום לרכוש אותם. אתה יכול לנסות אמזון, או כל מקום אחר. אני לא אומר שאתה צריך להזמין אותם לשם, אבל זו רק הצעה.

1. שני לוחות Arduino (כל אחד צריך לעבוד. יש לי שני arduino pro mini, שאני מאוד אוהב כי יש להם 13 סיכות דיגיטליות ו -8 אנלוגיות, בעוד של- Uno יש רק 6 אנלוגיות).
2. שני מודולים Nrf24. יש כאלה עם אנטנות חיצוניות בעלות טווח שידור גדול יותר. בחר את אלה שאתה הכי אוהב.
3. כבלי מגשר נקבה-נקבה-נקבה-זכר.
4. לוח אב טיפוס.
5. מתכנת Arduino (עבור arduino pro mini, אם יש לך אחד עם חיבור USB לא תצטרך אותו).
6. Arduino IDE (תוכנה). הורד מכאן.
7. במקרה שלי, השתמשתי גם ב:

• סרוו. כל אחד שתוכל להשיג. אני אוהב את SG90, קטן שמיועד לארדואינו.
• פוטנציומטר (בין 10k ל 20k אוהם). ניתן לקנות בחנות אלקטרוניקה מקומית או להשתמש בג'ויסטיק המיוצר עבור ארדואינו. יש כמה תמונות של אלה שיש לי. קיבלתי גם אחד מבקר RC מזל"ט שבור, רק כדי לתת לך כמה רעיונות
• 4 נגדים רגילים שווים. השתמשתי ב- 10k כאלה שקיבלתי מבית סבא שלי. אני משתמש בהם כמפרידי מתח.
• לוח לוח נחושת קטן (שקיבלתי גם מסבא שלי) להלחמת הנגדים יחד.
• סיכות. משמש לחיבור כבלי המגשר מהארדואינו לנגדים בקלות.
• סוללת ליפו 2s. אני משתמש בו כדי להפעיל את אחד הארדואינים שלי. הנגדים מחוברים אליו וקוראים את המתחים שלו. אני מתכוון שהארדואינו שלי יתחבר לסוללת ה- 2s של המזל"ט שלי, מכיוון שהוא לא יצטרך מקור כוח חיצוני ויחד עם זאת יגיד לי כמה סוללה נשארת.
• מלחם והלחמה. צריך להלחים את הנגדים, הלוח והסיכות יחד.

שלב 2: פונקציה וקוד

לאחר שהוזכרו כל החומרים, נתחיל לדבר על תפקוד המודולים.

איך זה עובד: מאפשר לקרוא לאחד הארדואינו "A" והשני "B". במקרה שלי, לאחר שתכנת את שניהם, חיברתי אותם לשבב הרדיו המקביל והוספתי את הפוטנציומטר לארדואינו A ואת הנגדים והסרוו לארדואינו B. מודול A שולח ערכים ל- B ומזיז את הסרווו. B קורא את המתחים של סוללת 2s ושולח אותם בחזרה ל- A. ואז כל המעגל מתחיל מחדש. מאחר A מקבל ערכים שאינם באים לידי ביטוי מכאנית, הוא מחובר למתכנת, דרכו נוכל לקרוא אותם עם צג סדרתי (כלול ב- Arduino IDE)

קוד: אני קורא לסקיצה עבור arduino A (מחובר עם המתכנת והפוטנציומטר) TwoWayRadio_1, והסקיצה של arduino B TwoWayRadio_2WithServo

ניתן למצוא את TwoWayRadio_1 ו- TwoWayRadio_2WithServo ממש מתחת לפסקה זו. יש הסבר בתוך כל קוד רק כדי שהכל יהיה קל יותר להבנה.

שלב 3: מודולי הלחמה: מחלק מתח ופוטנציומטר

שלב זה הוא אופציונלי, מכיוון שתרצה פשוט להשתמש בג'ויסטיק הפוטנציומטר שתוכנן במיוחד עבור ארדואינו ולהשתמש במודול אחר במקום מחלק המתח. עם זאת, תכננתי הכל (קודים כלולים) עבור המודולים האלה.

פוטנציומטר:

החלק הזה הוא בערך הקל ביותר בשלב ההלחמה. רק תצטרך להלחים כמה כבלי מגשר לפוטנציומטר שלך. אם תרצה, תוכל להלחיד תחילה את הפוטנציומטר אל לוח הלוח ולאחר מכן להלחם כמה מהסיכות. כאשר אתה צריך להשתמש בו, פשוט חבר את כבלי המגשר לארדואינו ולאחר מכן לפינים שעל לוח הלוח. כאשר אינך בשימוש, תוכל להסיר את הכבלים ולהשתמש בהם לפרויקט אחר. עם זאת, אם אתה עושה כמוני, אתה יכול להשאיר את הפוטנציומטר מולחם ישירות לכבלים

• אם אתה עושה כפי שעשיתי, קבל שלושה כבלי מגשר נקבה-נקבה, חתוך אחד מהטיפים והסר את הבידוד שם, והשאיר חתיכת נחושת קטנה על כל חוט.
• חמם את מגהץ ההלחמה שלך והלחם את המגשרים שהשתנו לך סיכות פוטנציומטרים. אם אתה יכול, נסה להשיג צבעים שונים כדי שתוכל לזכור איזה מהם הוא vcc, gnd ואחד "האות" (האמצעי). חבר את הכבלים הללו לפינים האנלוגיים המתאימים בארדואינו. יש כמה תמונות בתחילת השלב על איך זה נגמר. הפוטנציומטר אינו רגיל, הוא למעשה גלגל קטן בעל חמישה סיכות. לקח לי קצת זמן לברר איזה מהם. נסה לעשות את זה קל יותר והשתמש בפוטנטיומטר רגיל כפי שמוצג בשלב החומרים.
• אם אתה הלחמה אותו ללוח perfboard, קנה את הפוטנציומטר ואת לוח הלוח והלחם אותם יחד עם מגהץ ההלחמה שלך.
• קבלו את הסיכות (שלוש) והניחו אותן בצורה הנוחה ביותר. השתמש בהלחמה כדי ליצור חיבור בין כל סיכה לסיכות הפוטנציומטר. אל תעשה חיבור בין יותר משני סיכות או שזה לא יעבוד (זה ישמש כקצר).
• קנה כמה חוטי מגשר נקבה-נקבה או נקבה-זכר וחבר אותם מהארדואינו למודול הפוטנציומטר החדש שלך (זכור איזה מהם).

2. מחלק מתח:

• החלק הזה קצת יותר מסובך. יהיה עליך להשיג את ארבעת הנגדים, חמישה סיכות ואת לוח הלוח. תכננתי את הקוד שישמש עבור סוללה 2s (שני תאים), אבל אתה יכול גם להשתמש בו עבור 1s על ידי שינוי קצת סקיצה arduino והחומרה. כללתי תמונות של שני מחיצות מתח שהכנתי, אחת עם 2 נגדים בלבד (לסוללות 1s) ואחת עם ארבע (ניחשתם נכון: סוללות 2s).
• נתחיל עם ה 2s. אין לי תמונות של תהליך הבנייה מאז שהתחלתי לצייר את ההוראה הזו זמן רב לאחר שסיימתי להלחים אותה. אני כן כולל תמונות של התוצאה הסופית, כך שאנסה להיות בהיר ככל האפשר.
• התחל עם קבלת הלוח ו -5 סיכות. הלחמו אותם קרוב לצד ואל תתנו להם לגעת זה בזה.
• הלחם את הנגדים כפי שמוצג בתמונה האחרונה בתחילת השלב (תרשים המעגל הקטן). החיבורים בין כל נגד לסיכה נעשים בעזרת הלחמה. נסה לכבוש את המקום הפחות אפשרי.
• כשתסיים, זה אמור להיראות בערך כמו תמונות של מחלק המתח המוגמר שפרסמתי למעלה.
• מחלק המתח 1s הוא בעצם אותו דבר, למעט שאתה משתמש רק בשלושה סיכות ושני נגדים. כללתי תמונות של איך שזה נראה בסיום. רק תסתכל על התרשים של ה- 2s ודמיין אותו בלי חוט האות 1, החוט האמצעי והנגדים r2 ו- r3 ושם, יש לך את זה!
• אז, אם אתה רוצה מחלק מתח 1s, זה יכול להיות קצת יותר מסובך מאשר רק שימוש ב -2s.

שלב 4: תכנות ה- Arduino שלך

1. כמעט סיימנו!
2. לאחר הורדת תוכנת Arduino IDE מהאתר המקושר בשלב MATERIALS, הורד את הסקיצות משלב FUNCTION AND CODE.
3. לאחר מכן, פתח אותם ב- Arduino IDE.
4. פתח את "כלים" בכל אחת מהכרטיסיות ולחץ על "לוחות". בחר את הלוח שלך מהרשימה. לחץ על "מעבד" ולאחר מכן על "מתכנת", ובחר כל אחת בהתאם ללוח שלך. לאחר מכן חזור למערכון. זה די נוח להסתכל במידע של הלוח שלך באינטרנט. פשוט חפש את השם ותראה את המפרט.
5. לחץ על "סקיצה" (למעלה), ואז על "כלול ספרייה" ולאחר מכן על "נהל ספריות". חלון קטן אמור להיפתח במרכז המסך. הזן באפשרות החיפוש "rf24". הורד את הספרייה שאתה רוצה. יהיה צורך להעלות את הקוד ללוח הארדואינו.
6. רק כדי לוודא, לחץ על הסמל "סמן" (למעלה משמאל) כדי לוודא שאין בו טעויות. לאחר מכן המשך להעלות אותו על -ידי לחיצה על החץ המצביע ימינה, לצד סמל ה"תקתק ".
7. אם הלוח שלך הוא Pro Mini, אני אסביר תוך זמן מה כיצד לחבר הכל. אם זה לא זה, פשוט העלה אותו, וכאשר סיימת לתכנת את שני הארדואינים, עברו לשלב הבא, לאחר קריאת האזהרה להלן.
8. מכיוון שיש לך שני לוחות, זכור באיזה קוד כל אחד היה מתוכנת, כדי למנוע בעיות עתידיות.
9. אז אם יש לך Pro Mini, תזדקק למתכנת. ישנם שני סוגים של מתכנתים: 5 פינים ו -6 פינים. אני אתמקד באחד עם 5 פינים מכיוון שהם אלה שיש לי. החיבורים הם כדלקמן (הסיכה הראשונה היא של המתכנת, ואז הארדואינו): Gnd-Gnd; 5v-Vcc (למעט אם ה- Pro Mini שלך הוא 3.3v, ובמקרה זה הוא 3.3v-Vcc); Rxd-Txo; Txd-Rxi. צירפתי תמונה של לוח ומתכנת גם למקרה שתצטרך לבדוק.
10. חבר את הארדואינו שלך למתכנת ואת המתכנת למחשב שלך. פתח את IDE ולחץ על כפתור ההעלאה. אם תסתכל על החלק התחתון השמאלי של המסך, תראה הודעה שאומרת "קומפילציה". ברגע שהודעה זו הופכת ל"העלאה ", לחץ על כפתור האיפוס ב- arduino Pro Mini. לאחר זמן מה, המערכון יסתיים ותופיע הודעה שאומרת "סיום ההעלאה". ברגע שזה קורה, סיימת ומוכנה לעבור לשלב הבא.

שלב 5: חיבור הכל

1. לאחר שתיכנת את שני הארדואינים, עלינו לחבר הכל כדי לגרום לזה לעבוד. כאן נזדקק לכל מה שהוזכר קודם לכן: הארדואינים, מודולים nrf24, כבלים, סרוו, מתכנת, מחלק מתח, פוטנציומטר וכו '.
2. תחילה אנו הולכים לחבר את הארדואינו שעובד עם המתכנת. בתחילת השלב מוצגות תמונות החיבורים של ה- nrf24. סיכת ה- irq, שאמורה לעבור לסיכה 8 על הארדואינו, אינה מחוברת כלל. השאר הוא בדיוק כמו בתמונה של שני הארדואינים (אתה יכול לקרוא את ההערות שבתוך התמונות למידע נוסף)
3. Vcc לרדיו עשוי להיות מחובר ל -3.3 או 5V. לפעמים זה עובד רק עם אחד מהם. נסה עם 3.3 ולאחר מכן 5 אם זה לא יעבוד. עבור 3.3, השתמש בסיכת 3.3v של המתכנת. הייתי צריך לעשות את זה, כפי שתראה בתמונות של המוצר המוגמר.
4. חבר את המתכנת לארדואינו כאמור בשלב הקודם.
5. חבר את כבל "האות" של הפוטנטיומטר לפין אנלוגי A0.
6. חבר את ה"חיובי "של הפוטנציומטר ל- Vcc (רק 5V, לא 3.3) ו-" שלילי "ל- Gnd.
7. העבר לארדואינו השני.
8. חבר את הרדיו כפי שנאמר קודם לכן, בהתאם לתמונות.
9. חבר את כבל האות של הסרוו (כתום-צהוב-לבן. בדוק את המפרט של הסרוו) לפין דיגיטלי 2, וה- gnd שלו ל- Gnd של הארדואינו, והחיובי שלו ל- Vcc של הארדואינו.
10. חבר את כבל האות 1 ממחלק המתח לפין A0 וחוט האות 2 לסיכה A1.
11. חבר באמצעות הפרוטובארד את הכבל השלילי של מחלק המתח, ה- gnd של הארדואינו וה- gnd של הסוללה (כבל שחור בתקע jst).
12. חבר את "הכבל האמצעי" ממחלק המתח לאמצע הסוללה, בין הכבלים האדומים והשחורים של התקע jst (צבע לבן).
13. חבר את הכבל 'החיובי' ממחלק המתח למסוף החיובי של הסוללה ול- Raw של הארדואינו. אל תחבר ישירות ל- Vcc, מכיוון שסיכה זו מיועדת במיוחד ל- 5V. סיכה גולמית משתמשת במתח מעל 3.3 או 5v עד 12v ומווסת אותה סיכות Vcc הופכות אז ליציאות עם 5V.

כמעט סיימת! המוצרים המוגמרים שלך צריכים להיראות כמו התמונות שלמעלה. בדוק מחדש כל חיבור כדי להימנע מקצרים.

שלב 6: הפעל את הפרויקט שלך

• הארדואינו שלך עם סרוו קיבל את השלב האחרון כשחיברת את הסוללה למעגל כולו. אז אתה רק צריך לחבר את הארדואינו השני ליציאת USB וסיימת!
• הזז את הפוטנציומטר וכדאי שתראה כיצד סרוו נע גם הוא. במקרה שלי, הסרוו מחובר לגימבל מצלמה בציר אחד, שהגביל את הזווית, כך שהייתי צריך להתאים את הפרמטרים. אתה תמצא את זה בקוד, בכל מקרה.
• כדי לראות את המתחים, לאחר שחיברת את המתכנת למחשב, פתח את תוכנת הארדואינו ולחץ על "Ctrl+Shift+m". ייפתח חלון שאומר "צג סידורי". בתחתית חלון זה נמצאת האפשרות "(מספר) באוד". לחץ עליו ובחר "9600". סגור את הצג ופתח אותו שוב על ידי לחיצה על אותם מקשים וכדאי שתתחיל לראות הרבה ערכים נכנסים. לא תוכל לראות מה הערכים האלה בגלל המהירות שבה הם מגיעים, אבל אם תנתק את מתכנת הם יפסיקו ותוכל לקרוא אותם. אני מנסה להשיג משהו שבעזרתו ניתן לתכנן אותם באופן אוטומטי כדי להציג את המתחים או לייצג אותם באמצעות נוריות, אבל זה עדיין בתהליך.
• למרות שאולי אינך רואה את הערכים בצורה ברורה, מכיוון שהם עוברים כל כך מהר, רק דע שזה סוף סוף עובד ושאתה יכול לשנות אותו כך שיתאים לצרכים שלך!

שלב 7: הדגמה

ובכן, זהו הסרטון שבו אני מפעיל אותו ומשתמש בו רק מעט כדי להראות לכם כיצד הוא אמור לפעול.

שלב 8: רעיונות נוספים כיצד להשתמש בפרויקט זה

להלן כמה רעיונות שתוכל לבנות באמצעות זה כבסיס. ספר לי אם אתה מכין אחד מהם או אם אתה מנסה ולא יכול כדי שאוכל לעזור!

• במקום לקרוא מתחים, שנה את הקוד כך שיחזיר את הטמפרטורה, הלחץ, הגובה וכו '. מצאתי שבב BMP180 די שימושי לכך.
• מדוד מרחקים בעזרת מודול HC-SR04 ושלח אותם בחזרה לארדואינו הראשון. השתמש בסרוו כדי לכוון את החיישן לכל מקום שתרצה.
• הוסף עוד ערוץ סרוו כדי להזיז מצלמה למעלה ולצד; למשל, על מכונית rc.
• הוסף שלושה ערוצי סרוו אחרים (או יותר!) והכן משדר rc ומקלט משלך עבור quadcopter, מטוס, מסוק, מכונית rc וכו '!
• שנה את סרוו עבור זרקור והוסף אותו למזל"ט שלך! תוכל גם לשלוט בעוצמת האור (ייתכן שיהיה עליך כמה טרנזיסטורים וקצת שינוי קוד)
• במקום לקרוא את המתחים במחשב, צרו יצירתיות והוסיפו מודול lcd, או תוכלו להכין לוח בעל 6 לדים (שניים ירוקים, שניים צהובים ושניים אדומים) שיכבה אותם אחד אחד כשהסוללה תתמעט יתחיל להבהב כאשר מפלס הסוללה יורד מתחת למתח שבחרת. הכנתי את הלוח הקטן הזה ופרסמתי תמונה בתחילת השלב.

רק כדי להבהיר הכל, אם אתה מתכוון לבצע אחד מהפרויקטים האלה, קח בחשבון שתצטרך לשנות את שני הקודים ואולי כמה חיבורים. אנא נסה לזכור לא לטגן את הלוח שלך עושה משהו טיפשי.

אם יש לך עוד רעיונות או שאתה זקוק לעזרה בהוצאת אחד הפרויקטים האלה, אנא פרסם במדור השאלות!

שלב 9: פתרון בעיות

אם לומר את האמת, רוב הבעיות שבהן נתקלתי עד כה היו קשורות לחלק הסקיצה, שכבר פתרת. אנסה לספר לך כמה שיותר בעיות בכדי לעזור לך בצורה הטובה ביותר.

ראשית, אם אתה מנסה להעלות את המערכון ואינך יכול, נסה זאת:

וודא שהורדת את הספריות הדרושות (והנכונות!).

וודא שבחרת את הלוח, המעבד והתכנת הנכונים.

וודא שהחיבור בין המחשב למתכנת לבין המתכנת והארדואינו הוא טוב.

אם אתה משתמש ב- pro mini, נסה ללחוץ על כפתור האיפוס בהקדם האפשרי לאחר הופעת ההודעה "העלאה".

כל הדברים האלה מדוברים בשלב התכנות של ארדואינו.

שנית, בדוק את כל החיבורים בין הכל:

אם הארדואינו שלך אינו פועל, ברור שזו בעיית מתח. בדוק אם הכבלים אינם מחוברים כראוי ואם יש קצר.

אם הוא פועל אך אינו פועל, וודא שכל החיבורים נמצאים במקום שהם אמורים להיות, שהארדואינו המתוכנת להיות מחובר לסרוו ומפריד המתח באמת מחובר אליהם (במילים אחרות, ודא שלא עירבבת) נסה ללחוץ על כפתור האיפוס על שניהם ולראות מה קורה. במקרים נדירים ביותר, כל האשמה יכולה להיות במודול NRF24. מצאתי אחד שלי שעובד רק על 5 וולט ואחר שעובד רק על 3.3 וולט. בדוק אם זה פותר משהו. קרה לי גם שרק ארדואינו אחד עבד עם רדיו ה -3.3 וו והשני עבד רק עם ה -5 וולט. מפתיע, לא?

שלישית, אם אתה יכול להזיז את הסרוו אך המתחים אינם תקינים, בדוק שהחיבורים למחלק המתח הם כמו בתרשים בשלב 3, והחיבור לארדואינו. אם, לעומת זאת, אתה מקבל את המתחים אך אינך יכול להזיז את הסרוו כראוי, בדוק את הפוטנציומטר ואת חיבוריו, את החיבור של הסרוו לפין הדיגיטלי ול- Vcc ו- Gnd, ואם הסרוו תקוע, שבור או בפנים קצר חשמלי. נסה לשנות אותו עם סרוו אחר. וודא שהסיכה הדיגיטלית זהה לזו המצוינת בקוד

ובכן, אלה הם כמעט כל הדברים שעולים לי לראש בנוגע לבעיות שאתה עלול להיתקל בהן. מקווה שהם לעולם לא יקרו ופרויקטים משמחים!

תודה שקראת את ההנחיה שלי! אנא שתפו והצביעו לתחרות המחבר בפעם הראשונה!