DIY Arduino veidošana uz PCB un daži padomi iesācējiem: 17 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

Tas ir paredzēts kā ceļvedis ikvienam, kas lodē savu Arduino no komplekta, ko var iegādāties no A2D Electronics. Tajā ir daudz padomu un triku, lai to veiksmīgi izveidotu. Jūs arī uzzināsit par to, ko dara visas dažādās sastāvdaļas.

Lasiet tālāk un uzziniet, kas nepieciešams, lai izveidotu savu Arduino!

Šo projektu varat apskatīt arī manā vietnē šeit.

1. darbība: mini USB savienotājs

Pirmā lodēšanas daļa ir mini USB savienotājs. Tas nodrošinās strāvu jūsu arduino, kad tas būs pabeigts, bet tā programmēšanai būs nepieciešams RS232 / USB - seriālais adapteris. Vispirms tiek ievietota mini USB ligzda, lai jūs varētu to ievietot, pagrieziet dēli tā, lai tapas būtu vērstas uz augšu, un pēc tam nolieciet to uz galda. Pirms ievietošanas salieciet mini tapu 2 tapu nedaudz uz tāfeles priekšpusi, lai tas labi iederas PCB caurumos. PCB svars noturēs savienotāju vietā, un jūs varat to lodēt tieši tur.

2. darbība. Piespraužiet galvenes

Piespraudes galvenes ir nākamie elementi, kas jāievada. Jums vajadzētu būt sieviešu galvenēm 6 pin x2, 8pin x2 un 10pin x1. Vīriešu galvene 3 × 2 ir nepieciešama arī ICSP (In Circuit Serial Programming) galvenei. Tie visi iet ap dēļa ārpusi un lieliski iederēsies savās vietās. Lodējiet tos ar tādu pašu metodi kā USB ligzdu, veicot vienu galveni vienlaikus. Visām galvenēm jābūt perpendikulārām PCB. Lai to panāktu, pielodējiet tikai vienu galvenes tapu, pēc tam turot galvu ar roku, vēlreiz izkausējiet lodmetālu un novietojiet galviņu atpakaļ perpendikulārā stāvoklī. Pārliecinieties, ka tā visā garumā arī atrodas vienā līmenī ar dēli. Turiet to pozīcijā, līdz lodējums sacietē, pēc tam turpiniet lodēt pārējās tapas.

3. darbība: IC ligzda

Ātrs padoms pārējo sastāvdaļu lodēšanai: Visus detaļu vadus vispirms var izvietot cauri plāksnei, pēc tam saliekt uz sāniem, lai komponenti paliktu plāksnē, to apgāžot. Tas ievērojami atvieglos lodēšanu, jo sastāvdaļas turēsies savā vietā.

Sāciet, ievietojot 28 kontaktu kontaktligzdu. Pārliecinieties, ka izgriezums vienā galā ir ar zīmējumu uz PCB. Tas ļauj jums uzzināt, kādā veidā ievietot AtMega328P mikrokontrolleru. Lai gan tapas šajā kontaktligzdā ir īsākas nekā rezistori vai kondensatori, tās joprojām var saliekt, lai noturētu sastāvdaļu vietā, kamēr to lodējat.

4. solis: rezistori

3 rezistori var iet tālāk. Nav svarīgi, kādā veidā tie tiek novietoti - rezistori nav polarizēti. Ir 2 1K omi rezistori kā strāvas ierobežošanas rezistori gaismas diodēm, un 10K omi rezistori kā uzvilkšanas rezistors atiestatīšanas līnijā. Gaismas diodei tika izvēlēti 1K omi rezistori, nevis parastie 220 omi, lai gaismas diodēm būtu zemāka strāva, tādējādi tās vairāk darbotos kā indikatori, nevis lukturītis.

5. darbība: gaismas diodes

Ir 2 gaismas diodes, viena kā strāvas indikators, bet otra - Arduino 13. tapā. Gaismas diodes garāka kāja iezīmē pozitīvo pusi (anodu). Noteikti ievietojiet garāko kāju PCB pusē, kas apzīmēta ar +. Kā LED gaismas diodes negatīvais vads ir saplacināts arī sānos, lai jūs joprojām varētu atšifrēt pozitīvos (anoda) un negatīvos (katoda) vadus, ja tie ir sagriezti.

6. solis: Oscilators

Nākamais ir kristāla oscilators un 2 22pF keramikas kondensatori. Nav svarīgi, kādā veidā kāds no tiem tiek ievietots - keramikas kondensatori un kristāla oscilatori nav polarizēti. Šie komponenti dos Arduino 16MHz ārējā pulksteņa signālu. Arduino var ražot 8MHz iekšējo pulksteni, tāpēc šīs sastāvdaļas nav obligāti nepieciešamas, taču ļaujiet tai darboties ar pilnu ātrumu.

7. darbība: atiestatiet slēdzi

Atiestatīšanas slēdzis var būt nākamais. Slēdža kājas nav jāsaliec, tam vajadzētu turēties slotā.

8. solis: keramikas kondensatori

Tālāk var iet 4 100 nF (nano Farad) keramikas kondensatori. C3 un C9 palīdz izlīdzināt nelielus sprieguma kāpumus 3,3 V un 5 V līnijās, lai nodrošinātu tīru jaudu Arduino. C7 ir sērijveidā ar ārējo atiestatīšanas līniju, lai ļautu ārējai ierīcei (USB uz seriālo pārveidotāju) atiestatīt Arduino īstajā laikā, lai to ieprogrammētu. C4 atrodas uz Arduino AREF (analogās atsauces) tapas un GND, lai nodrošinātu, ka Arduino mēra precīzas analogās ieejas analogās vērtības. Ja nebūtu C4, AREF tiktu uzskatīts par “peldošu” (nav savienots ar strāvu vai zemi) un radītu neprecizitātes analogos rādījumos, jo peldošā tapa uzņems visu apkārt esošo spriegumu, ieskaitot mazos maiņstrāvas signālus jūsu ķermenī. no elektroinstalācijas jums apkārt. Atkal keramikas kondensatori nav polarizēti, tāpēc nav svarīgi, kādā veidā tos ievietot.

9. solis: PTC drošinātājs

Tagad jūs varat uzstādīt drošinātāju PTC (pozitīvs temperatūras koeficients). PTC drošinātājs nav polarizēts, tāpēc to var ievietot jebkurā veidā. Tas notiek tieši aiz USB ligzdas. Ja jūsu ķēde mēģina iegūt vairāk nekā 500 mA strāvu, šis PTC drošinātājs sāks sakarst un palielinās pretestību. Šis pretestības pieaugums samazinās strāvu un aizsargās USB portu. Šī aizsardzība ir tikai ķēdē, kad Arduino tiek darbināts, izmantojot USB, tāpēc, barojot Arduino, izmantojot līdzstrāvas ligzdu vai ārēju barošanu, pārliecinieties, vai jūsu ķēde ir pareiza. Pārliecinieties, ka kājas velk līdz caurumiem, pat aiz līkumiem. Šeit noderēs knaibles.

10. solis: elektrolītiskie kondensatori

Tālāk var ievietot 3 47uF (microFarad) elektrolītiskos kondensatorus. Garākā kāja uz tām ir pozitīvā kāja, bet biežāk sastopamā ir apvalka krāsa negatīvās kājas pusē. Pārliecinieties, ka, ievietojot tos, pozitīvā kāja iet uz + zīmes uz tāfeles. Šie kondensatori izlīdzina lielākus ieejas sprieguma pārkāpumus, kā arī 5V un 3.3V līnijas, lai jūsu Arduino iegūtu vienmērīgu 5V/3.3V svārstīga sprieguma vietā.

11. solis: DC Jack

Nākamais ir līdzstrāvas ieejas ligzda. Tāds pats darījums kā visām pārējām sastāvdaļām, ievietojiet to un pagrieziet dēli virs tā, lai tas paliktu vietā, kamēr jūs to lodējat. Kāju saliekšana var būt nedaudz grūta, jo tās ir biezas, tāpēc jūs vienmēr varat to turēt vietā tāpat kā iepriekš pielodēto mini USB savienotāju. Tas notiks tikai vienā veidā - ar domkratu, kas vērsts pret dēļa ārpusi.

12. solis: sprieguma regulatori

Tagad divi sprieguma regulatori. Noteikti novietojiet tos pareizajās vietās. Tie abi ir marķēti, tāpēc vienkārši saskaņojiet rakstīšanu uz tāfeles ar rakstīšanu uz regulatoriem. 3.3V regulators ir LM1117T-3.3 un 5V regulators ir LM7805. Abi šie ir lineārie sprieguma regulatori, kas nozīmē, ka ieejas strāva un izejas strāva būs vienādas. Pieņemsim, ka ieejas spriegums ir 9 V, un izejas spriegums ir 5 V, pie 100 mA strāvas. Ieejas un izejas sprieguma starpību regulators izkliedēs kā siltumu. Šādā situācijā (9V-4V) x 0,1A = 0,4W siltuma, ko regulators izkliedē. Ja konstatējat, ka regulators lietošanas laikā sakarst, tas ir normāli, bet, ja tiek ņemta liela strāva un ir liela sprieguma starpība, tad var būt nepieciešama regulatora radiatore. Tagad, lai tos pielodētu pie tāfeles, metāla cilnei vienā pusē vajadzētu virzīties uz tāfeles pusi, kurai ir dubultā līnija. Lai tās nostiprinātu vietā, līdz tās pielodējat, salieciet vienu kāju vienā virzienā, bet pārējās divas - otrā virzienā. Kad tas ir pielodēts, salieciet 5V regulatoru uz plāksnes ārpusi un 3,3 V regulatoru uz plates iekšpusi.

13. darbība: AtMega328P IC ievietošana

Pēdējā daļa ir ievietot mikrokontrolleru ligzdā. Izlīdziniet spraugas kontaktligzdā un uz IC, pēc tam sakārtojiet visas tapas. Kad tas ir vietā, varat to nospiest uz leju. Tas prasīs nedaudz vairāk spēka, nekā jūs varētu gaidīt, tāpēc noteikti spiediet vienmērīgi, lai nesaliektu nevienu tapu.

14. solis: dažas piezīmes par piesardzību ar savu Arduino

• NEKAD nepievienojiet Arduino USB barošanu un ārēju barošanu vienlaicīgi. Lai gan abus var nominēt ar 5 V spriegumu, tie bieži vien nav precīzi 5 V. Neliela sprieguma starpība starp abiem barošanas avotiem izraisa īssavienojumu caur jūsu plati.
• NEKAD neizņemiet vairāk par 20 mA strāvu no jebkuras izejas tapas (D0-D13, A0-A5). Tas apcep mikrokontrolleru.
• NEKAD neņemiet vairāk par 800mA no 3.3V regulatora vai vairāk par 1A no 5V regulatora. Ja jums ir nepieciešama lielāka jauda, izmantojiet ārēju strāvas adapteri (USB barošanas bloks labi darbojas 5 V spriegumam). Lielākā daļa Arduinos ģenerē savu 3.3V jaudu no USB uz sērijas mikroshēmu. Tie spēj izvadīt tikai 200 mA, tādēļ, ja izmantojat citu Arduino, pārliecinieties, ka no 3,3 V tapas nevelkat vairāk par 200 mA.
• NEKAD nelieciet DC kontaktligzdā vairāk par 16V. Izmantotie elektrolītiskie kondensatori ir paredzēti tikai 16 V.

15. solis: daži padomi / interesanti fakti

• Ja konstatējat, ka jūsu projektam ir nepieciešams daudz tapu, analogās ieejas tapas var izmantot arī kā digitālās izejas tapas. A0 = D14, līdz A5 = D19.
• Komanda analogWrite () faktiski ir PWM signāls, nevis analogs spriegums. PWM signāli ir pieejami 3., 5., 6., 9., 10. un 11. tapā. Tie ir noderīgi, lai kontrolētu gaismas diodes spilgtumu, kontrolētu motorus vai radītu skaņas. Lai iegūtu audio signālu uz PWM izejas tapām, izmantojiet signāla () funkciju.
• Digitālās tapas 0 un 1 ir TX un RX signāli AtMega328 IC. Ja iespējams, neizmantojiet tās savās programmās, bet, ja jums tas jādara, programmēšanas Arduino laikā, iespējams, vajadzēs atvienot detaļas no šīm tapām.
• SDA un SCL tapas i2c komunikācijai faktiski ir attiecīgi A4 un A5 tapas. Ja izmantojat i2c sakarus, tapas A4 un A5 nevar izmantot citiem mērķiem.

16. solis: Arduino programmēšana

Vispirms atvienojiet ārējo barošanas avotu, lai izvairītos no divu dažādu barošanas avotu īssavienojuma. Tagad pievienojiet USB seriālajam adapterim galvenei tieši aiz mini USB barošanas. Savienojiet to saskaņā ar sekojošo:

Arduino USB uz seriālo adapteri

GND GND (zeme)

VCC VCC (jauda)

DTR DTR (atiestatīšanas tapa)

TX RX (dati)

RX TX (dati)

Jā, TX un RX tapas tiek apgrieztas. TX ir raidošā tapa, un RX ir uztveršanas tapa, tādēļ, ja jums būtu savienotas divas pārraides tapas, nekas daudz nenotiktu. Šī ir viena no visbiežāk sastopamajām kļūmēm iesācējiem.

Pārliecinieties, vai USB uz seriālā adaptera džemperis ir iestatīts uz 5V.

Pievienojiet USB seriālajam adapterim datoram, izvēlieties atbilstošo COM portu (atkarīgs no jūsu datora) un Arduino IDE izvēlnē Rīki (lejupielādēts no Arduino.cc) izvēlni Board (Arduino UNO), pēc tam apkopojiet un augšupielādējiet savu programmu.

17. darbība: pārbaude ar mirgojošu skici

Pirmā lieta, kas jums jādara, ir mirgot LED. Tas jūs iepazīstinās ar Arduino IDE un programmēšanas valodu un nodrošinās, ka jūsu dēlis darbojas pareizi. Dodieties uz piemēriem, atrodiet Blink piemēru, pēc tam apkopojiet un augšupielādējiet Arduino plāksnē, lai pārliecinātos, ka viss darbojas. Jums vajadzētu redzēt, ka gaismas diode, kas piestiprināta pie tapas 13, sāk mirgot ar 1 sekundes intervālu.