CtrlJ pen elettronica

CtrlJ pen elettronica ti mostra come ho realizzato la parte elettronica del progetto.

CtrlJ pen elettronica

 

nel precedente articolo hai letto delle funzionalità che la penna automatica dovrebbe avere per funzionare.

Partendo da queste puoi determinare la lista dei componenti che ti serviranno oltre al display OLED e i tre pulsanti di controllo ti sevirà:

  • n.1 micro controllore come Arduino o simili
    n.1 stepper motor come il 28BJY-48
    n.1 driver per lo stepper motor
    n.1 connettore micro Usb per alimentare il circuito e non solo..

ecco in modo specifico i componenti selezionati:

Micro controllore come Arduino

come micro controllore ho selezionato tra quelli a mia disposizione uno basato sull’Atmega32U4 il pro micro Beetle:

CtrlJ pen pro micro Beetle

che ha dimensioni ridotte e pin sufficienti all’intero progetto.

Basato sull’Atmega32U4 è facile da programmare con l’IDE Arduino e grazie alla porta USB frontale ti permette di trsaferire facilmente lo sketch collegandolo al computer.

Stepper motor ad esempio il 28BJY-48

Il motore stepper 28BJY-48 lo hai già visto all’opera in questo precedente articolo, in cui hai letto anche tutte le sue caratteristiche tecniche che lo rendono adatto al progetto CtrlJ pen:

stepper 28BYJ-48 arduino close up

e che puoi facilmente controllare con dei pulsanti come in questo articolo.

Driver per 28BJY-48

Il driver più diffuso per controllare questa tipologia di stepper motor è l’ULN2003, ossia un Seven Darlington arrays:

ULN2003 driver standard

già dotato di connettore adatto al 28BYJ-48 e di  4 led che scandiscono ciascuna delle fasi scandite dal driver.

Purtroppo per le dimensioni del driver standard non è adatto ad essere integrato nel progetto e puoi sostituirlo con una versione di dimensioni inferiori ( solo 40×21 mm ):ULN2003 driver blueAnche questa versione è dotata di connettore adatto a collegare direttamente il motore 28BYJ-48 e di pin a 2.54mm per i comandi al driver.

I led in questa versione, come l’ULN2003A e le resistenze, sono in formato smd per contenere anche l’altezza totale del componente.

Connettore microUsb

Per completare il progetto e l’elenco dei componenti ho aggiunto un connettore micro usb: 

micro usb breakout

adatto sia ad alimentare il progetto sia a ri-programmarlo quando necessario.

CtrlJ pen elettronica

Lo schema elettronico del CtrlJ pen è abbastanza complesso per consentire la realizzazione di tutte le funzioni elencate e necessarie:

CtrlJ pen schema

 

partendo dal micro controllore, una pro micro beetle, il primo collegamento che puoi eseguire è quello relativo al display OLED IIC che necessita solo di 4 pcollegamenti:

  • +5v
  • Gnd
  • SDA
  • SCL

opportunamente indicati dalla serigrafia sul componente.

Ecco come si presentano i collegamenti di questo componente nel dettaglio:

CtrlJ pen schema micro oled usb

 

noti anche la connessione dei quattro pin tra il micro controllore e la porta micro usb montata su breakout board:

  • +5v
  • D-
  • D+
  • Gnd

attraverso la quale potrai caricare lo sketch e alimentare il progetto.

Il 28BJY-48, ed il suo relativo dirver di controllo ULN2003A, sono connessi al pro micro beetle come illustrato di seguito:

CtrlJ pen schema micro stepper

in cui vedi che i pin IN1-IN4 sono connessi secondo il seguente schema:

Pro Micro Beetle ( pin nello sketch ) Driver ULN2003A
A0 (14) IN1
D9 (9) IN2
D10 (10) IN3
D11 (11) IN4

e l’ultima parte del circuito che vedi riguarda i pulsanti:

CtrlJ pen schema micro buttons

in cui ciascun pulsante è connesso ad uno dei pin separati del micro controllore permettendoti di leggere separatamente ciascun pulsante.

In modo specifico la tabella seguente riporta la relazione tra il bottone, il pin a cui è connesso e la sua funzione:

Nome Bottone Pin su micro controllore Funzione del bottone
Bottone Uno MI (11) Avanzamento
Bottone Due MO (12) Retroazione
Bottone Tre SCK (13) Reset/Config/Immediate Stop

Nel prossimo articolo dedicato alla CtrlJ pen elettronica vedrai alcune foto di implementazione dell’elettronica in pratica.

Scoprirai come assemblare i componenti nel case e sulla parte 3D.

Prima di inserire un commento, per favore, leggi il regolamento

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