這個感測器模組整合計畫,是將目前的一些模組與Mega2560做整合,

想要解決的問題為:

(1) 感測器模組與Arduino Mega2560都是用線材來連接,連接多種感測器時,線會變得凌亂,線是插拔式的,對有些通訊傳輸,如SPI或I2C容易造成不穩定。

(2) Mega2560的電源與接口不夠多,目前只有5V, 3.3V, GND也只有三個,如果接超過兩個上的模組,在接線上就需要接電路裝置,如萬用版。

我計畫Layout一個PCB版,目前預計可以接以下8組硬體,可能也會保留BLE與WIFI Module接腳:

1.       

Arduino MEGA2560 R3 開發板 (支援LabVIEW控制)

2.         

RGB 全彩LED發光二極體模組

3.       

AOSONG奧松 DHT11/DHT-11 數位溫濕度感測器

4.         

HC-SR501人體紅外線感應模組

5.         

SD卡讀寫模組

6.         

6 InvenSense MPU-6050 MPU6050模組(三軸陀螺儀,三軸加速度)

7.         

0.96 OLED模組

8.         

HC-06藍芽模組

Item 1 Mega2560需要用到的功能:

-串列傳輸(硬體)Serial: 0 (RX) and 1 (TX); Serial 1: 19 (RX) and 18 (TX); Serial 2: 17 (RX) and 16 (TX); Serial 3: 15 (RX) and 14 (TX).

Used to receive (RX) and transmit (TX) TTL serial data. Pins 0 and 1 are also connected to the corresponding pins of the ATmega16U2 USB-to-TTL Serial chip. --> 使用於SD card, 藍芽模組,ESP8266 (WIFI模組)

-PWM: 2 to 13 and 44 to 46.  

Provide 8-bit PWM output with the analogWrite() function. --> 使用於RGB LED

-SPI: 50 (MISO), 51 (MOSI), 52 (SCK), 53 (SS).  --> 使用於OLED

-TWI: 20 (SDA) and 21 (SCL).

Support TWI communication using the Wire library. --> 使用於MPU6050模組

-SoftwareSerial: (http://arduino.cc/en/Reference/softwareSerial)

Not all pins on the Mega and Mega 2560 support change interrupts, so only the following can be used for RX: 10, 11, 12, 13, 14, 15, 50, 51, 52, 53, A8 (62), A9 (63), A10 (64), A11 (65), A12 (66), A13 (67), A14 (68), A15 (69). --> 使用於SD card, 藍芽模組,ESP8266 (WIFI模組)

 

在腳位的定義上,item 2~8接到item 1 (Mega2560),分別為:

Item 2. RGB 全彩LED發光二極體模組

Pin 1 (VDD) --> 3.3 V

Pin 2 (R) --> Dig 44

Pin 3 (B) --> Dig 45

Pin 3 (G) --> Dig 46

Item 3. AOSONG奧松 DHT11/DHT-11 數位溫濕度感測器

Pin 1 (VDD)   --> 3.3 V

Pin 2 (Data)  --> Dig

pin 3 (NA)     --> Not connect

pin 4 (GND)   --> GND

Item 4. HC-SR501人體紅外線感應模組

Pin 1 (VDD)  --> 5V

Pin 2 (Data) --> Dig 31

Pin 3 (GND)  --> GND

Item 5. SD卡讀寫模組

Pin 1 (GND) --> GND

Pin 2 (3.3V) --> 3.3V (Not connect)

Pin 3 (5V)    --> 5V

Pin 4 (SDCS) -->Dig 53

Pin 5 (MOSI) -->Dig 51

Pin 6 (SCK)   -->Dig 52

Pin 7 (MISO) -->Dig 50

Pin 8 (GND)  -->GND

Item 6. 6 InvenSense MPU-6050 MPU6050模組(三軸陀螺儀,三軸加速度)

Pin 1 (VCC) --> 5V

Pin 2 (GND) --> GND

Pin 3 (SCL) --> Dig 21

Pin 4 (SDA) --> Dig 20

Pin 5 (XDA) --> Not connect

Pin 6 (XCL) --> Not connect

Pin 7 (AD0) --> Not connect

Pin 8 (Int)  --> Dig 2

Item7.0.96 OLED模組

Pin 1 (GND) --> GND

Pin 2 (VCC) -->  3.3 or 5V (tested)

Pin 3 (D0/CLK) --> Dig 10

Pin 4 (D1/MOSI) --> Dig 9

Pin 5 (RES) -->  Dig 13

Pin 6 (DC) -->   Dig 11

Pin 7 (CS) -->   Dig 12

Item8. HC-06藍芽模組

Pin 1 (VCC) --> 3.3V

Pin 2 (GND) --> GND

pin 3 (TXD) -->  Dig 10 (RX)

pin 4 (RXD) -->  Dig 11 (TX)

 

********************

Item 9. BLE Module (預留)

Pin 1 (VCC) --> 3.3V

Pin 2 (GND) --> GND

pin 3 (TXD) -->  Dig 19 (RX1)

pin 4 (RXD) -->  Dig 18 (TX1)

Item 10. ESP8266  WIFI Module (預留)

Pin 1 (VCC) --> 3.3V

Pin 2 (GND) --> GND

Pin 3 (TXD) -->  Dig 12 (RX)

Pin 4 (RXD) -->  Dig 3 (TX)

Pin 5 (CH_PD) --> 3.3V

Pin 6 (RESET)--> 3.3V

 

**********電路繪製與印製 (Schematic and PCB layout) **********

 

接下來,將進行PCB Layout,我打算用EAGLE來製作這一次的PCB版,

先在原理圖畫好與定義好這些模組的腳位,

sensor_module 001.jpg

 

然後將這些腳位與Mega2560上的腳位作連結,

sensor_module 002.jpg  

接著是印製版腳位拉線到感測器模組的腳位,定義模組在電路板中擺放的位置,黑色為Mega 2560的PCB版框,藍色為sensor 模組的PCB版框,

sensor_module 003.jpg  

然後Layout 接線 ,手動和自動Layout

sensor_module 005.jpg

 

利用CAM處理器產生Gerber檔,在gerberv中檢視檔案,

sensor_module006.jpg  

花了許多時間學習Eagle PCB這套layout軟體,準備送出製作PCB。

 

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