一种Arduino驱动扩展板及智能机械臂的制作方法

本实用新型属于Arduino控制领域，尤其涉及一种Arduino驱动扩展板及智能机械臂。

背景技术：

Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台，Arduino包括硬件部分和软件部分，其中硬件部分包括可以用来做电连接的各种Arduino电路板，软件部分可以通过编程来控制各种Arduino电路板的工作。而Arduino驱动扩展板是Arduino硬件部分的一个例子，Arduino驱动扩展板可以根据Arduino控制板输出的指令来驱动步进电机或控制步进电机工作。

但是传统的Arduino驱动扩展板只能接收Arduino控制板发来的指令并驱动电机，其并不具有无线通信功能，若要为Arduino驱动扩展板扩展无线通信功能，则需要单独外接一块无线通信模块，这样，不仅使用不方便而且会占据多余的空间，导致整机的体积增大。

技术实现要素：

本实用新型实施例的目的在于提供一种Arduino驱动扩展板及智能机械臂，旨在解决传统的Arduino驱动扩展板不具有无线通信功能，若要为其扩展无线通信功能，则需要单独外接一块无线通信模块，操作麻烦且会导致整机体积增大的问题。

本实用新型实施例是这样实现的，一种Arduino驱动扩展板，所述Arduino驱动扩展板受控于Arduino控制板，所述Arduino驱动扩展板包括FPGA模块以及与所述FPGA模块相连的电机驱动模块和IO模块，所述Arduino驱动扩展板还包括：

与智能终端进行无线通信，并将所述智能终端输出的控制信号转换为串口数据发送至所述Arduino控制板的无线通信模块。

进一步的，所述无线通信模块采用蓝牙模块。

进一步的，所述无线通信模块采用WIFI模块。

进一步的，所述无线通信模块采用ZIGBEE模块。

进一步的，所述FPGA模块包括：

与所述Arduino控制板进行串口通信，接收所述Arduino控制板输出的控制指令的SPI单元；

输入端与所述SPI单元连接，输出端与所述电机驱动模块和所述IO模块连接，根据所述SPI单元输出的所述控制指令生成电机控制信号及IO控制信号，以分别控制所述电机驱动模块和所述IO模块的IO控制单元。

进一步的，所述电机驱动模块包括多个A4988驱动单元，所述多个A4988驱动单元均与所述IO控制单元连接。

进一步的，所述Arduino驱动扩展板还包括：

为所述Arduino驱动扩展板供电的电源模块。

本实用新型还提供了一种智能机械臂，所述智能机械臂包括Arduino控制板和电机，所述智能机械臂还包括前述所述的Arduino驱动扩展板，所述电机与所述电机驱动模块连接。

在本实用新型的实施例中，所述Arduino驱动扩展板受控于Arduino控制板，所述Arduino驱动扩展板包括电机驱动模块和无线通信模块，所述电机驱动模块用于驱动电机，所述无线通信模块可将来自智能终端的控制信号转换为串口数据发送至Arduino控制板。在本实用新型的实施例中，将无线通信模块和电机驱动模块集中到一块Arduino驱动扩展板上，使Arduino驱动扩展板在完成电机驱动功能的同时，还具有无线通信功能，不仅使用方便而且节省了空间，大大减小了整机的体积。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的Arduino驱动扩展板的模块结构图；

图2是本实用新型实施例提供的Arduino驱动扩展板的电路结构图；

图3是本实用新型实施例提供的智能机械臂的电路结构图。

图4是本实用新型实施例提供的智能机械臂的电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一：

本实用新型的第一实施例提供了一种Arduino驱动扩展板。

图1示出了本实用新型实施例提供的Arduino驱动扩展板的模块结构，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

一种Arduino驱动扩展板1，Arduino驱动扩展板1受控于Arduino控制板2，Arduino驱动扩展板1包括FPGA（Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）模块10以及与FPGA模块10相连的电机驱动模块100和IO（Input Output，输入输出）模块101，Arduino驱动扩展板1还包括：

与智能终端3进行无线通信，并将智能终端3输出的控制信号转换为串口数据发送至Arduino控制板2的无线通信模块40。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用蓝牙模块。在本实施例中，蓝牙模块可以为BC417143B模块、CC2541模块、nRF51822模块或CSR8610模块等，当然也可以采用其他可实现蓝牙通信功能的模块。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用WIFI模块。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用ZIGBEE模块。

作为本实用新型的一实施例，FPGA模块10包括：

与Arduino控制板2进行串口通信，接收Arduino控制板2输出的控制指令的SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）单元100；

输入端与SPI单元100连接，输出端与电机驱动模块20和IO模块30连接，根据SPI单元100输出的所述控制指令生成电机控制信号及IO控制信号，以分别控制电机驱动模块20和IO模块30的IO控制单元101。

作为本实用新型的一实施例，Arduino驱动扩展板1还包括：

为Arduino驱动扩展板1供电的电源模块（图中未示出）。

图2示出了本实用新型实施例提供的Arduino驱动扩展板的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

作为本实用新型的一实施例，SPI单元100采用SPI接口芯片U1，SPI接口芯片U1的时钟脚SCK、数据接收脚MISO、数据发送脚MOSI和使能脚SS分别与Arduino控制板的SPI模块的时钟脚SCK、数据发送脚MISO、数据接收脚MOSI和使能脚SS连接，SPI接口芯片U1的控制信号输出脚SDA与IO控制单元101连接。

作为本实用新型的一实施例，IO控制单元101采用IO控制芯片U2，IO控制芯片U2的控制信号接收脚SDA与SPI接口芯片U1的控制信号输出脚SDA连接，IO控制芯片U2的IO控制脚CON与IO模块30连接，IO控制芯片U2的步进控制脚STEP和传输方向选择A4988驱动芯片U3的输出脚OUT均接一个电机。脚DIR与电机驱动模块30连接。

作为本实用新型的一实施例，电机驱动模块20包括多个A4988驱动单元，所述多个A4988驱动单元均与IO控制单元101连接。图2是电机驱动模块20包括三个A4988驱动单元的示例，A4988驱动单元包括A4988驱动芯片U3，每个A4988驱动芯片U3的步进控制脚STEP和传输方向选择脚DIR分别与IO控制芯片U2的步进控制脚STEP和传输方向选择脚DIR连接。

实施例二：

本实用新型的第二实施例提供了一种智能机械臂。

图3示出了本实用新型实施例提供的智能机械臂的模块结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

一种智能机械臂，所述智能机械臂包括Arduino控制板2和电机，所述智能机械臂还包括Arduino驱动扩展板1。

Arduino驱动扩展板1受控于Arduino控制板2，Arduino驱动扩展板1包括FPGA（Programmable Gate Array，现场可编程门阵列）模块10以及与FPGA模块10相连的电机驱动模块100和IO（Input Output，输入输出）模块101，电机驱动模块100还与所述电机相连，Arduino驱动扩展板1还包括：

与智能终端3进行无线通信，并将智能终端3输出的控制信号转换为串口数据发送至Arduino控制板2的无线通信模块40。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用蓝牙模块。在本实施例中，蓝牙模块可以为BC417143B模块、CC2541模块、nRF51822模块或CSR8610模块等，当然也可以采用其他可实现蓝牙通信功能的模块。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用WIFI模块。

作为本实用新型的一实施例，无线通信模块40采用ZIGBEE模块。

作为本实用新型的一实施例，FPGA模块10包括：

与Arduino控制板2进行串口通信，接收Arduino控制板2输出的控制指令的SPI（Serial Peripheral Interface，串行外设接口）单元100；

输入端与SPI单元100连接，输出端与电机驱动模块20和IO模块30连接，根据SPI单元100输出的所述控制指令生成电机控制信号及IO控制信号，以分别控制电机驱动模块20和IO模块30的IO控制单元101。

作为本实用新型的一实施例，Arduino驱动扩展板1还包括：

为Arduino驱动扩展板1供电的电源模块（图中未示出）。

图4示出了本实用新型实施例提供的智能机械臂的电路结构图，为了便于说明，仅示出了与本实用新型实施例相关的部分。

作为本实用新型的一实施例，SPI单元100采用SPI接口芯片U1，SPI接口芯片U1的时钟脚SCK、数据接收脚MISO、数据发送脚MOSI和使能脚SS分别与Arduino控制板的SPI模块的时钟脚SCK、数据发送脚MISO、数据接收脚MOSI和使能脚SS连接，SPI接口芯片U1的控制信号输出脚SDA与IO控制单元101连接。

作为本实用新型的一实施例，IO控制单元101采用IO控制芯片U2，IO控制芯片U2的控制信号接收脚SDA与SPI接口芯片U1的控制信号输出脚SDA连接，IO控制芯片U2的IO控制脚CON与IO模块30连接，IO控制芯片U2的步进控制脚STEP和传输方向选择脚DIR与电机驱动模块30连接。

作为本实用新型的一实施例，电机驱动模块20包括多个A4988驱动单元，所述多个A4988驱动单元均与IO控制单元101连接。图2是电机驱动模块20包括三个A4988驱动单元的示例，A4988驱动单元包括A4988驱动芯片U3，每个A4988驱动芯片U3的步进控制脚STEP和传输方向选择脚DIR分别与IO控制芯片U2的步进控制脚STEP和传输方向选择脚DIR连接，每个A4988驱动芯片U3的输出脚OUT均接一个电机。

在本实用新型的实施例中，所述Arduino驱动扩展板受控于Arduino控制板，所述Arduino驱动扩展板包括电机驱动模块和无线通信模块，所述电机驱动模块用于驱动电机，所述无线通信模块可将来自智能终端的控制信号转换为串口数据发送至Arduino控制板。在本实用新型的实施例中，将无线通信模块和电机驱动模块集中到一块Arduino驱动扩展板上，使Arduino驱动扩展板在完成电机驱动功能的同时，还具有无线通信功能，不仅使用方便而且节省了空间，大大减小了整机的体积。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。