Управляйте устройствами с ПК с помощью Visual Basic и Arduino

Эта программа для Windows, созданная с помощью Microsoft Visual Basic (VB6), имеет интуитивно понятный пользовательский графический интерфейс (UGI) и безупречно работает на платформе Windows.

Он взаимодействует с портом USB персонального компьютера (ПК) через аппаратный модуль, который включает в себя электронную схему на базе микропроцессора, способную управлять до восьми приборов через ПК.

Программа передает определенные инструкции на интерфейсную карту микропроцессора через порт USB. Эти инструкции предварительно запрограммированы и хранятся в памяти микропроцессора. Действия выполняются через назначенный номер реле, связанный с контактом ввода/вывода (I/O) микропроцессора и схемы драйвера.

В основе лежит ATmega328P, однокристальный 8-битный микроконтроллер, размещенный в 28-контактном корпусе DIL. Этот микроконтроллер экономически эффективен и широко доступен на индийском рынке. Поскольку это та же самая микросхема, что и в Arduino Uno, схему ATmega328P можно легко заменить платой Arduino Uno, предпочтительнее if.

Видео POC

Видео: https://www.youtube.com/watch?v=dsP56W7hlnc

Спецификация
Компоненты	Количество
220 В первичной обмотки до 15 В, 1 А вторичный трансформатор (Т1)	1
Выпрямительный диод 1N4007 (D1-D12)	12
Конденсатор 1000мкФ, 25В (C1)	1
ИС стабилизатора напряжения 12В 7812 (IC1)	1
Регулятор напряжения 5 В IC 7805 (IC4)	1
Реле 12 В SPDT (RLY 1- RLY8)	8
Драйвер реле IC ULN2803A (IC2)	1
5 мм красный LED for индикация питания	1
резистор 1 кОм (R1)	1
Микроконтроллер ATmega328P (IC3)	1
28-контактная база DIL IC (дополнительный макет for)	1
18-контактная база DIL IC (дополнительный макет for)	1
Кристалл 16 МГц (X1)	1
Керамический конденсатор 22 пФ	2
USB Последовательный преобразователь ТТЛ (см. рис. 2)	1
Перемычки	Как требуются
Релейные разъемы	8

Arduino IDE, необходимый для программирования ATmega328P, доступен for для бесплатной загрузки по адресу https://www.arduino.cc/en/software. Блок-схема, иллюстрирующая функционал программы, представлена на рис. 1, while, полная спецификация приведена в таблице на этой странице.

Эта программа предполагает использование Visual Basic (VB) для связи с внешним аппаратным модулем через порт USB. Необходимо базовое понимание программирования VB и знание аппаратного обеспечения for для подключения и управления аппаратным модулем. Микроконтроллер или интерфейсный модуль USB выступает в качестве посредника между ПК и устройствами.

Приборы подключаются через реле. Используются PCB общего назначения или макетная плата, перемычки и внешние устройства источника питания for. На рис. 2 показан последовательный преобразователь USB в TTL, используемый для программирования микроконтроллера ATmega328P.

Схема и работа

Управление устройством через порт USB ПК с использованием Visual Basic показано на рис. 3. Схема включает в себя понижающий трансформатор, стабилизатор напряжения LM7812 (IC1) на 12 В, мостовой выпрямитель, драйвер реле UL2803 (IC2), микроконтроллер ATmega328P (IC3), стабилизатор напряжения 5В 7805 (IC4), 12 выпрямительных диодов 1N4007 (D1-D12), восемь реле SPDT 12 В, кристалл 16 МГц и другие вспомогательные компоненты.

LED указывает, подается ли на цепь питание. Для работы схемы необходимы регулируемые источники питания 12 В и 5 В. Они получены из первичного трансформатора переменного тока 220 В на вторичный трансформатор 15 В, 1 А (T1), мостового выпрямителя с четырьмя диодами 1N4007 (D1-D4) и стабилизаторов напряжения 7812 и 7805.

Конденсатор С1 убирает пульсации. Выход 12 В от IC 7812 питает реле и обеспечивает вход для IC 7805, выход 5 В которого включает работу ATmega328P.

Выходные контакты микроконтроллера напрямую подключены к контактам ULN2803A согласно принципиальной схеме для управления приборами через реле. Драйвер реле ULN2803A изолирует низковольтную цепь от высоковольтной части и управляет контактами реле.

Программирование

Установите разработку IDE for VB. Убедитесь, что установлены правильные драйверы USB for микроконтроллера или интерфейсного модуля. Включите библиотеки for USB связи. Используйте порты ввода-вывода for для последовательной связи. Используются две программы:

<р>1. Эскиз кода Arduino for микроконтроллера (рис. 4). <р>2. GUI for ПК на базе Visual Basic, предоставляющий графический интерфейс для управления устройствами через последовательный порт.

Процедура программирования

• Соберите схему по схеме на макете или нулевом PCB. Проверьте все подключения.
• При программировании через Arduino Uno последовательный преобразователь USB в TTL не требуется.
• После программирования извлеките микросхему ATmega328P из платы Arduino Uno и вставьте ее в макет во время сборки. Добавьте новый ATmega328P на плату Arduino.
• Запустите программу Arduino IDE на ПК.
• Если вы не используете плату Arduino Uno, используйте плату последовательного преобразователя USB в TTL для программирования ATmega328P. Подключите вывод приемника (RXD) преобразователя к выводу передатчика (TXD) микроконтроллера и наоборот.
• Определите порт Arduino в диспетчере устройств ПК. Откройте IDE, перейдите в раздел «Инструменты» и выберите соответствующую плату и порт.
• Откройте новый скетч в IDE, скопируйте код, вставьте его, проверьте и загрузите в микроконтроллер ATmega328P с помощью загрузчика.

Программирование VB6 for Создание GUI

Настройте Visual Studio и создайте новое окно. Добавьте элементы управления и последовательный порт на панель инструментов. Напишите код VB. Запустите VB6 на ПК, скопируйте программу VB6 (рис. 5), вставьте ее в новый проект и создайте исполняемый (EXE) файл.

Создание и тестирование

После программирования микросхемы ATmega328P извлеките ее из платы Arduino Uno. Соберите схему и используйте запрограммированную микросхему, как показано на рис. 3. Нажмите F5, чтобы запустить приложение VB. Убедитесь, что указан правильный COM-порт. Используйте последовательный монитор Arduino IDE для проверки команд и ответов, необходимых if.

Включите оборудование, подключите FTDI или Arduino Uno к порту USB ПК и запустите код GUI Visual Basic. На экране появится GUI (рис. 6). Управляйте приборами, нажимая кнопки GUI.

---

Адиб Раза — инженер-электронщик с около 35-летним практическим опытом. Он постоянный читатель и автор статей в EFY.