Zostavte si svoje vlastné Arduino: 6 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 12:02

Nastavenie Arduina na doske sa stalo procesom, ktorý som si obľúbil.

V priebehu niekoľkých minút môžete mať plne funkčnú platformu Arduino, s ktorou budete pracovať, ako uvidíte v tomto návode. Niekoľkokrát som bol v škole a rýchlo som dal dohromady jeden z nich na testovanie niektorých nápadov na projekt. Navyše to vyzerá tak úhľadne so všetkými komponentmi rozloženými na doske. Niektoré z mojich projektov Arduino Čo je to Arduino?

Arduino je platforma na prototypovanie elektroniky s otvoreným zdrojovým kódom založená na flexibilnom a ľahko použiteľnom hardvéri a softvéri. Je určený pre výtvarníkov, dizajnérov, nadšencov a kohokoľvek, koho zaujíma tvorba interaktívnych predmetov alebo prostredí.

Arduino dokáže vnímať prostredie prijímaním vstupov z rôznych senzorov a môže ovplyvňovať svoje okolie ovládaním svetiel, motorov a ďalších pohonov. Mikrokontrolér na doske je naprogramovaný pomocou programovacieho jazyka Arduino (na základe Wiring) a vývojového prostredia Arduino (na základe Processing). Projekty Arduino môžu byť samostatné alebo môžu komunikovať so softvérom spusteným na počítači (napr. Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Krok 1: Komponenty

S niekoľkými lacnými súčiastkami a bezspájkovým doštičkou môžete rýchlo a ľahko postaviť svoje vlastné Arduino. Tento koncept funguje skvele, keď chcete prototypovať nový dizajnový nápad, alebo nechcete svoj dizajn roztrhať zakaždým, keď potrebujete svoje Arduino. Nasledujúci príklad ukazuje, ako zapojiť komponenty na doske. V tomto projekte sa budeme podrobnejšie zaoberať. Obrázok 1-1: Breadboard Arduino s možnosťou programovania USB. Skôr ako začneme, uistite sa, že máte v zozname komponentov všetky potrebné položky. Ak potrebujete kúpiť súčiastky, môžete to urobiť z mojej webovej stránky www. ArduinoFun.com alebo iných internetových obchodov pozri nižšie* Pred kúpou si pozrite poznámku o kábli TTL-232R v možnostiach programovania. ZĽAVA 10% na celú objednávku na ArduinoFun.com, pri platbe použite kód kupónu: NÁVOD NA POUŽITIE. Komponenty si môžete kúpiť na www. ArduinoFun.com alebo www. SparkFun.com alebo www. CuriousInventor.com alebo www. FunGizmos.com alebo www. Adafruit.com, aby sme vymenovali niekoľko málo dostupných miest. Pôvodný návod:

Krok 2: Nastavenie napájania

Prvá vec, ktorú musíte urobiť, je nastaviť napájanie. S vašim nepájivým poľom a komponentmi pred vami … môžeme začať! V tomto kroku nastavíte dosku Arduino na konštantný výkon +5 V pomocou regulátora napätia 7805. Obrázok 1-2: Nastavenie napájania s LED indikátorom. Aby regulátor napätia fungoval, musíte poskytnúť viac ako 5V napájanie. Typická 9V batéria so zacvakávacím konektorom by na to fungovala dobre. Sila sa dostane na dosku, kde vidíte červené a čierne + a - štvorce. Potom pridajte jeden z 10uF kondenzátorov. Dlhšia noha je anóda (pozitívna) a kratšia noha je katóda (negatívna). Väčšina kondenzátorov je tiež označená prúžkom na negatívnej strane. Cez prázdny priestor na doske (kanál) budete musieť umiestniť dva prepojovacie vodiče na kladný (červený) a uzemňovací (čierny) na preskakovanie energie z jednej strany doštičky na druhú. Teraz pridajte regulátor napätia 7805. 7805 má tri nohy. Ak sa na to pozeráte spredu, ľavá noha je pre napätie v (Vin), stredná noha je pre uzemnenie (GND) a tretia noha je pre výstup napätia (Vout). Uistite sa, že ľavá noha je zarovnaná s kladnou silou a druhým kolíkom k zemi. Vychádzajúc z regulátora napätia a idúci k napájacej lište na boku dosky, musíte do uzemňovacej lišty pridať vodič GND a potom drôt Vout (3^rd nohu regulátora napätia) na kladnú koľajnicu. Pridajte druhý 10uF kondenzátor do výkonovej lišty. Venujte pozornosť pozitívnym a negatívnym stránkam. Je dobré zahrnúť indikátor stavu LED, ktorý je možné použiť na riešenie problémov. Na to musíte pripojiť pravú bočnú napájaciu lištu k ľavej napájacej lište. Pridajte kladné k kladným a záporné k záporným vodičom v spodnej časti dosky. Obrázok 1-3: Pripojenia napájacej lišty vľavo a vpravo. Napájanie na ľavej a pravej napájacej lište tiež pomôže udržať organizáciu vášho nepájivého poľa pri napájaní rôznych komponentov. Obrázok 1-4: Pre indikátor stavu LED pripojte 220 & odpor (farebný ako: červený, červený, hnedý) od napájania k anóde diódy LED (kladná strana, dlhšia noha) a potom vodič GND na stranu katódy. Gratulujeme, teraz je váš doska na pečenie nastavená na napájanie +5V. Môžete prejsť na ďalší krok v návrhu obvodu.

Krok 3: Mapovanie pinov Arduino

Teraz chceme pripraviť čip ATmega168 alebo 328. Skôr ako začneme, pozrime sa, čo každý kolík na čipe robí vo vzťahu k funkciám Arduina. POZNÁMKA: ATmega328 beží takmer rovnakou rýchlosťou s rovnakým vývodom, ale ponúka viac ako dvojnásobok pamäte flash (30 kB vs. 14 kB) a dvojnásobok pamäte EEPROM (1 kB oproti 512 b). Obrázok 1-5: Mapovanie pinov Arduino Čip ATmega168 vytvoril Atmel. Ak sa pozriete do technického listu, nezistíte, že vyššie uvedené odkazy sú rovnaké. Dôvodom je, že Arduino má pre tieto piny svoje vlastné funkcie a ja som ich poskytol iba na tejto ilustrácii. Ak by ste chceli porovnať alebo potrebujete poznať skutočné referencie na čip, môžete si stiahnuť kópiu technického listu na www.atmel.com. Teraz, keď poznáte rozloženie kolíkov, môžeme začať pripájať ostatné komponenty.

Krok 4: Zapojenie komponentu

Na začiatok postavíme podporné obvody pre jednu stranu čipu a potom prejdeme na druhú stranu. Pin jeden na väčšine čipov má značku identifikátora. Pri pohľade na ATmega168 alebo 328 si všimnete zárez v tvare písmena U v hornej časti a malú bodku. Malá bodka označuje, že ide o kolík 1. Obrázok 1-6: Kolíky podporných obvodov 15-28 Z napájacej zbernice GND pridajte prepojovací vodič na kolík 22. Ďalej zo zbernice s kladným napájaním pridajte prepojovacie vodiče na kolík 20 (AVCC - Napájacie napätie pre prevodník ADC. Je potrebné ho pripojiť k zdroju napájania, ak sa ADC nepoužíva, a napájať ho cez dolnopriepustný filter, ak je (dolnopriepustný filter je obvod, ktorý čistí hluk zo zdroja energie „Nepoužívame jeden) Potom pridajte prepojovací vodič z kladnej zbernice na pin 21 (analógový referenčný kolík pre ADC). Na Arduine je pin 13 LED dióda. Všimnite si, že na aktuálnom čipe je pin číslo 19. Pri odosielaní kódu náčrtu a pri všetkých projektoch to budete stále uvádzať ako kolík 13. Na pripojenie diódy LED pridajte na katódu diódy LED odpor 220 & z GND. Potom z anódy diódy LED zapojte prepojovací kábel do kolík 19. Teraz sa môžeme presunúť na druhú stranu čipu. Ste takmer hotoví! Obrázok 1-7: Kolíky podporných obvodov 1-14 Nad čipom ATmega168 v blízkosti identifikátor kolíka 1, umiestnite malý taktový spínač. Tento prepínač sa používa na resetovanie Arduina. Tesne pred nahraním nového náčrtu na čip ho budete chcieť raz stlačiť. Teraz pridajte malý prepojovací vodič z kolíka 1 do spodnej časti spínača a potom pridajte 10K odpor zo napájania do radu kolíkov 1 na doske. Nakoniec pridajte prepojovací vodič GND do hornej časti spínača. Pridajte napájacie a GND prepojky na pin 7 (VCC) a pin 8 (GND). Pridajte hodinový kryštál 16 MHz na kolíky 9 a 10 a potom dva kondenzátory.22pF z pinov 9 a 10 na GND. (Alternatívnu metódu nájdete v poznámke nižšie). Vaše základné arduino na chlebe je teraz kompletné. Mohli by ste sa zastaviť tu, ak by ste chceli, a vymeniť už naprogramovaný čip z vašej dosky Arduino na nepájivú dosku, ale keďže ste prišli tak ďaleko, môžete tiež skončiť pridaním niekoľkých programovacích pinov. To vám umožní naprogramovať čip z breadboardu. POZNÁMKA: Namiesto použitia hodinového kryštálu 16 MHz môžete použiť 16 MHz keramický rezonátor so vstavanými kondenzátormi, trojpólový balík SIP. Chlebník budete musieť usporiadať trochu inak, rezonátor má tri nohy. Prostredná noha pôjde na zem a ďalšie dve nohy pôjdu na piny 9 a 10 na čipe ATmega168. Podľa obrázku 1-7 nájdite miesto, kde máte na doske 6 stĺpcov, ktoré nie sú v kontakte s ničím iným. Tu umiestnite rad šiestich mužských kolíkov záhlavia. Keď je doska na chlieb obrátená k vám, pripojenia sú nasledovné: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, tieto kolíky volám aj 1, 2, 3, 4, 5, 6. Z koľajnice napájacej zbernice pridajte GND vodič na pin 1 a vodič z napájania na pin 3. NC znamená nie je pripojený, ale ak je to potrebné, môžete ich pripojiť k GND. Z pinu 2 na čipe ATmega168, čo je pin Arduino RX, pripojíte vodič na pin 4 (TX) vašich hlavičiek programovania. Na čipe ATmega168 sa pin 3 Arduino TX pripojí k pinu 5 (RX) na vašich kolíkoch. Komunikácia vyzerá takto: ATmega168 RX na kolíkový konektor TX a ATmega168 TX na kolíkový konektor RX. Teraz môžete naprogramovať svoju dosku Arduino.

Krok 5: Možnosti programovania

Prvou možnosťou je kúpiť sériový kábel TTL-232R 3,3 V USB-TTL. Tieto je možné zakúpiť na www.adafruit.com alebo www.ftdichip.com Ďalšie dve možnosti, ktorým dávam prednosť, sú kúpa jednej z dvoch oddeľovacích tabúľ od www. SparkFun.com. Oni sú:

• FT232RL Doska na odpojenie USB od sériového portu, Kód produktu: BOB-00718 (Táto možnosť zaberá viac miesta na doske)
• FTDI Basic Breakout - 3,3V SKU: DEV -08772 (Táto možnosť a používanie pravouhlých mužských hlavičiek funguje najlepšie zo všetkých troch, pretože je lepšie zaistené na doske)

Dvakrát skontrolujte svoje pripojenia, uistite sa, že nie je pripojená 9V batéria a pripojte svoje možnosti programovania. Otvorte Arduino IDE a do súborov ukážkových skíc v časti Digitálne načítajte skicu Blink. V možnosti súboru Sériový port vyberte port COM, ktorý používate s káblom USB. tj. COM1, COM9 atď. V možnosti súboru Nástroje/Rada vyberte buď:

• Arduino Duemilanove s ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove alebo Nano s ATmega128

(v závislosti od toho, ktorý čip používate s doskou Arduino) Teraz kliknite na ikonu nahrávania a potom kliknite na tlačidlo resetovania na doske. Ak používate niektorú z oddeľovacích tabúľ SparkFun, uvidíte, ako blikajú kontrolky RX a TX. Vďaka tomu budete vedieť, že sa odosielajú údaje. Niekedy musíte po stlačení tlačidla nahrávania počkať niekoľko sekúnd, kým stlačíte vypínač. Ak máte problémy, trochu experimentujte s tým, ako rýchlo sa medzi nimi vyberiete. Tento náčrt, ak je správne nahraný, bude blikať LED na kolíku 13 jednu sekundu, jednu sekundu zhasne, jednu sekundu sa rozsvieti … kým nenahráte nový náčrt alebo nevypnete napájanie. Po nahraní kódu môžete odpojiť programovaciu dosku a používať 9 V batériu na napájanie. Riešenie problémov

• Žiadne napájanie - uistite sa, že je váš zdroj napájania vyšší ako 5V.
• Napájanie, ale nič nefunguje - znova skontrolujte všetky svoje body pripojenia.
• Chyba pri odosielaní - navštívte stránku www.arduino.cc a vyhľadajte konkrétne chybové hlásenie, ktoré sa vám zobrazí. Pozrite sa aj na fórach, pretože tam nájdete veľa pomoci.

Krok 6: Súbory PCB

Ak má niekto záujem vyleptať si vlastnú PCB (dosku s plošnými spojmi), zahrnul som súbory plošných spojov na strane súčiastky a spájky. Pridal som súbor zip, ktorý obsahuje súbory-j.webp