Contrôler un potentiomètre

Le noyau M5Stack est un module de développement modulaire, empilable et programmable conçu pour construire des projets IoT et créer des prototypes rapidement et facilement. Ce module est basé sur le microcontrôleur ESP32 et est livré avec une variété de capteurs, d'entrées, de sorties et un écran couleur à cristaux liquides (LCD). De plus, le noyau M5Stack est présenté sous la forme d'un module rectangulaire mesurant 54 x 54 x 18 mm et dispose d'un écran LCD à transistor à couche mince (TFT) de 2 pouces.

Comme mentionné, cet appareil dispose de plusieurs options d'entrée et de sortie, telles que trois boutons-poussoirs, un haut-parleur et un emplacement pour carte microSD. La figure 1 illustre le noyau M5Stack.

L'une des caractéristiques les plus uniques du noyau M5Stack est son écosystème de conception modulaire. Le module peut être facilement empilé avec d'autres modules M5Stack, permettant aux utilisateurs d'ajouter des fonctionnalités supplémentaires et d'étendre les capacités de leurs projets. L'écosystème modulaire M5Stack propose divers modules, tels qu'une caméra, un GPS et des modules de batterie.

Dans cet article, nous explorerons les unités de capteur d'angle et de servomoteur avec le noyau M5Stack. Le résultat de ce projet pratique est la construction d'un contrôleur de servomoteur basé sur un potentiomètre avec un écran TFT central M5Stack.

Le projet de contrôleur de servomoteur basé sur un potentiomètre central M5Stack illustrera la polyvalence et la facilité avec lesquelles des dispositifs d'interaction homme-machine (HCI) peuvent être construits à l'aide de produits et de logiciels électroniques disponibles dans le commerce. L'objectif de ce projet est d'illustrer comment les concepts HCI tels que l'engagement humain avec les systèmes peuvent être réalisés à l'aide d'un petit contrôleur basé sur ESP32. La plate-forme basée sur ESP32 aura une interaction informatique humain-physique avec des objets électromécaniques. Ce projet permettra au lecteur de comprendre comment les données d'interaction peuvent être affichées et obtenues à partir de systèmes électromécaniques à l'aide de l'écran LCD TFT du noyau M5Stack. Ces données peuvent être utilisées pour explorer les concepts d'apprentissage automatique des systèmes cyber-physiques (CPS) à l'aide de langages de programmation tels que Python, PyTorch et Pandas.

En tant que source technique clé pour ce projet, il est recommandé de référencer le livre de plans électroniques M5Stack. Plus précisément, le chapitre deux, « Pratique avec les unités M5Stack », fournit des informations techniques sur les circuits électroniques et la configuration du contrôleur modulaire ESP32 et des unités de détection et de contrôle programmables. Ce livre comprend également des projets pratiques et des quiz interactifs pour engager le lecteur. Fondamentalement, vous pouvez considérer ce projet comme une extension du livre ; par conséquent, les instructions détaillées de configuration du logiciel ne seront pas expliquées dans ce projet.

Vous trouverez ci-dessous une liste de pièces électroniques à construire et à explorer le projet de contrôleur de servomoteur basé sur un potentiomètre central M5Stack.

Nomenclature (BOM) :

Le kit de démarrage M5Go IoT comprend une variété de capteurs, de câbles de démarrage, une LED RVB et un câble USB C. Le capteur d'angle est inclus dans le kit. Dans le projet, le potentiomètre de 10 KΩ et la résistance de 1 KΩ seront utilisés pour construire une version homebrew du capteur d'angle M5Stack. Le chapitre 2 fournit des détails sur le câblage électrique des composants électroniques sur une planche à pain sans soudure et sur la fixation du capteur homebrew au contrôleur principal M5Stack.

Le concept global du projet est d'illustrer la construction d'un prototype d'un petit contrôleur de servomoteur utilisant le noyau M5Stack comme plate-forme embarquée principale ESP32. La configuration initiale de ce projet consiste à ajouter un potentiomètre externe pour contrôler un servomoteur. Le potentiomètre fournira des informations de rotation au noyau M5Stack. Ensuite, le noyau M5Stack convertira les données de division de tension analogique en signaux de commande équivalents à modulation de largeur d'impulsion (PWM), faisant ainsi fonctionner le servomoteur électrique câblé. La figure 2 montre un schéma fonctionnel du système du prototype.

Ensuite, le circuit du potentiomètre est câblé électriquement au microcontrôleur ESP32 du noyau M5Stack en utilisant les mêmes composants électroniques internes du capteur d'angle. Le capteur d'angle M5Stack est construit à l'aide d'une résistance de 1 KΩ câblée en série avec un potentiomètre de 10 KΩ. Cette configuration de circuit fournit une fonction de division de tension qui permet à une plage de valeurs de signaux analogiques discrets d'être présentes sur une broche d'entrée-sortie à usage général (GPIO) analogique-numérique ESP32 désignée. La figure 3 montre le capteur d'angle M5Stack.