Arduino:電子電路、PCB 設計與物聯網程式設計

工業資料記錄器( Datalogger )、電子電路設計、嵌入式系統、Eagle PCB 設計、Arduino 程式設計與物聯網系統

從這 24.5 小時的課程,你會學到

  • 工業電子電路設計,使用 Eagle 軟體進行 PCB 佈局,
  • 介面:Wi-Fi、藍牙、SD卡、RTC、RS485、RS232、0-10v 數位輸入、0-10v 類比輸入、4-20mA 感測器、速度控制器
  • ATMEGA256 電路設計、電源設計(SMPS和線性穩壓器)
  • 電子基礎知識
  • 微控制器選型
  • 了解 Fuse 位元組和引導程式編程過程
  • 如何使用邏輯分析儀調試協議
  • 控制交流電器的硬體設計與程式設計
  • 控制直流馬達速度的硬體設計和程式設計
  • 讀取0-10 V數位輸入感測器的硬體設計與程式設計
  • 讀取0-10 V類比輸入感測器的硬體設計與程式設計
  • 讀取4-20 mA感測器的硬體設計與程式設計
  • 讀取實時時鐘參數的硬體設計和程式設計
  • 基本程式設計概念
  • 低功耗藍牙 (BLE 4.0) 的硬體設計與程式設計
  • WiFi模組的硬體設計與程式設計
  • SD卡硬體設計與程式設計
  • RS232介面的硬體設計與程式設計
  • RS485介面的硬體設計與程式設計
  • 資料視覺化
  • 資料記錄器 PCB 佈局設計
  • 元件和 PCB 製造商的必備網站

要求

  • 電子基礎知識
  • 基本的 Arduino 程式設計知識(但不是強制性的)

課程說明

本課程教你以下內容

  1. 如何為應用程式設計客製化硬體。
  2. 如何進行程式設計。
  3. 使用 Eagle 軟體進行 PCB 設計。
  4. 基於物聯網 ( IOT ) 的應用程式。
  5. 使用邏輯分析儀進行協定解碼。

我創建這門課程是因為我相信,你擁有多少知識很重要,但更重要的是你在什麼年齡擁有這些知識。 通常,培養硬體技能需要時間,在本課程中,我將分享我的經驗,並為提供你培養硬體設計和程式設計技能的正確方法。 這將幫助你避免錯誤並在更短的時間內獲得更多知識。

我記得有一句話想跟大家分享。

“從別人的錯誤中學習。生命太短暫,無法讓它們全部由你自己創造” – Sam Levenson

詳細描述:

我在這裡簡要描述了您將在本課程中學到的內容。 整個課程按以下格式建構。

  • 章節簡介
  • 電路圖解釋
  • 使用 eagle 進行電路圖設計
  • 程式說明
  • 實際示範

基礎電子產品

本課程所需的基本電子概念。

  • 上拉和下拉配置。
  • 分壓器配置。
  • 了解電晶體
  • 電壓位準轉換器
  • SMD 封裝簡介與計算。

電源

電源介紹

  • 線性穩壓器
  • 開關模式電源 (Switch Mode Power Supply,SMPS)

基礎電子產品

本課程所需的基本電子概念。

  1. 上拉和下拉配置。
  2. 分壓器配置。
  3. 了解電晶體
  4. 電壓位準轉換器
  5. SMD 封裝簡介與計算。

電源

電源介紹

  1. 線性穩壓器
  2. 開關模式電源 (SMPS)

電源設計

  1. SMPS 和線性穩壓器 IC 的介紹和電路設計
  2. 電源保護簡介及電路設計
  3. 使用eagle軟體進行電源 Layout 設計

微控制器

  1. 選擇合適的微控制器
  2. ATMEGA256 的電路設計

引導程式簡介和程式設計流程

  1. 了解什麼是引導程式
  2. 了解 ATMEGA256 的熔絲字節( fuse byte  )
  3. USBASP 程式設計器簡介
  4. 在 ATMEGA256 中編輯引導程式的過程
  5. USB 轉 TTL 轉換器簡介

邏輯分析儀

  1. 邏輯分析儀簡介
  2. 了解 UART 程式設計並使用邏輯分析儀視覺化 UART 輸出

使用微控制器控制交流電器

  1. 繼電器驅動元件及保護電路介紹
  2. 使用 Eagle Software 設計繼電器驅動器電路
  3. 數位輸出編程,使用繼電器驅動潛水泵的程式

直流馬達調速器

  1. 直流馬達調速器元件及保護電路介紹
  2. 使用 Eagle 設計直流馬達速度控制器電路
  3. 了解 PWM、其程式設計以及使用邏輯分析儀視覺化 PWM 波
  4. 控制直流馬達轉速的程式

讀取 0-10 v 數位輸出感測器

  1. 讀取數位輸入的組件簡介
  2. 了解光耦電路
  3. 使用 Eagle 軟體設計數位輸入電路
  4. 數位輸入編程
  5. 了解ATMEGA256的引腳變化中斷特性
  6. 使用引腳變化中斷對外部脈衝進行計數的程式

讀取 (0 – 5v / 0 – 10v) 類比輸出感測器

  1. 了解讀取 (0-5v/0-10v) 類比輸入的電路
  2. 使用 Eagle 軟體設計讀取類比輸入的電路
  3. 類比輸入程式編輯和讀取不同量程的感測器

讀取 (4 – 20 mA) 感測器

  1. 了解 4-20 mA 工業標準
  2. 阻抗匹配電路介紹及電路設計
  3. 16位元類比數位轉換器簡介
  4. I2C介面簡介
  5. 使用 Eagle 軟體設計 4-20 mA 感測器電路
  6. 4-20mA模擬器電路介紹
  7. 讀取 4-20mA 感測器的程序
  8. 使用邏輯分析儀視覺化 ADC 的 I2C 訊號

實時時鐘

  1. RTCIC 簡介
  2. 使用 Eagle 設計 RTC IC 電路
  3. 實時時鐘程式設計
  4. 使用邏輯分析儀可視化 RTC 參數

基本程式設計概念

  1. 了解基本的 C 函數
  2. 了解基本的轉換函數

低功耗藍牙 (BLE 4.0)

  1. BLE 模組簡介
  2. 單聲道緩衝 IC 簡介
  3. 使用 Eagle 設計 BLE 模組電路
  4. 配置藍牙低功耗設備
  5. Blynk 應用程式簡介
  6. 在 Blynk 應用程式上發送資料的程式

工業用 Wi-Fi 模組

  1. WIFI 模組簡介
  2. SPI 介面簡介
  3. 八進制收發器 IC 簡介
  4. WIFI 模組電路設計
  5. 檢查和更新 WIFI 模組韌體版本的程式
  6. 連接 WIFI 路由器的程式
  7. 建立 API 以從雲端取得日期和時間
  8. 從雲端取得日期和時間的程式
  9. 使用從雲端取得的參數更新 RTC 參數的程式

SD卡介面

  1. SD卡簡介並了解其電路
  2. 使用 Eagle for SD 卡設計 SD 卡電路
  3. 程式初始化並寫入 SD 卡
  4. 將系統參數以 CSV 格式儲存在 SD 卡中的程式
  5. 將系統參數按日期儲存在 SD 卡中的程式
  6. 將系統參數按月和年儲存在 SD 卡中的程式

RS232 介面

  1. 什麼是 RS232 介面,RS232 介面 IC 介紹
  2. 了解 RS232 介面和 RS232 轉 USB 轉換器的電路
  3. 使用 Eagle 軟體設計 RS232 介面電路
  4. 透過 RS232 介面接收資料的程式
  5. 校驗和位元組的重要性以及計算校驗和位元組的程式
  6. 透過 RS232 介面接收帶有校驗和的資料的程式
  7. 設計自訂協議
  8. 透過 RS232 發送資料的程式

RS485介面

  1. 什麼是 RS485 標準,RS485 介面 IC 介紹
  2. 了解 RS485 介面電路和 RS485 轉 USB 轉換器
  3. 使用 Eagle 軟體設計 RS485 介面電路
  4. 透過 RS485 介面接收資料的程式
  5. 透過 RS485 介面發送資料的程式

資料視覺化

  1. 為資料記錄器建立儀表板
  2. 使用 WIFI 模組將系統參數傳送到 freeboard 網站的程式

原理圖佈局設計

  1. 資料記錄器佈局設計
  2. 如何產生物料清單、Gerber 檔案、PCB 預覽

重要網站

  1. 在哪裡購買組件
  2. PCB 寄往哪裡

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講師簡介

Piyush Charpe 嵌入式系統架構師

我是嵌入式系統架構師。 我為嵌入式產品設計硬體並編寫韌體。 我曾為消費者、工業和媒體產業等領域開發資料擷取系統和網際網路連接設備。 我設計的設備部署在 PAN India 超過 10000 個地點。

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提供的課程

  1. STM32:帶 4G LTE 數據機的物聯網 – 硬體
  2. Arduino:電子電路、PCB設計與物聯網編程

字幕:英文

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