Izveidojiet savu Arduino: 6 soļi (ar attēliem)

2025 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2025-01-23 15:00

Arduino uzstādīšana uz maizes dēļa ir kļuvusi par procesu, kuru esmu iemīlējis.

Dažu minūšu laikā jums var būt pilnībā strādājoša Arduino platforma, ar kuru strādāt, kā redzēsit šajā apmācībā. Ir bijuši vairāki gadījumi, kad es biju skolā un ātri izveidoju vienu no šiem, lai pārbaudītu dažas idejas projektam. Turklāt tas vienkārši izskatās tik glīti, izmantojot visas maizes dēļa sastāvdaļas. Daži no maniem Arduino projektiem Kas ir Arduino?

Arduino ir atvērtā pirmkoda elektronikas prototipēšanas platforma, kuras pamatā ir elastīga, viegli lietojama aparatūra un programmatūra. Tas ir paredzēts māksliniekiem, dizaineriem, hobijiem un visiem interesentiem, kas vēlas radīt interaktīvus objektus vai vidi.

Arduino var uztvert vidi, saņemot ievadi no dažādiem sensoriem, un var ietekmēt apkārtni, kontrolējot gaismas, motorus un citus izpildmehānismus. Uz tāfeles esošais mikrokontrolleris ir ieprogrammēts, izmantojot programmēšanas valodu Arduino (pamatojoties uz vadu) un Arduino izstrādes vidi (pamatojoties uz apstrādi). Arduino projekti var būt atsevišķi vai tie var sazināties ar programmatūru, kas darbojas datorā (piemēram, Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

1. darbība: sastāvdaļas

Izmantojot dažas lētas detaļas un bez lodēšanas maizes dēļa, jūs varat ātri un viegli izveidot savu Arduino. Šī koncepcija lieliski darbojas, ja vēlaties izveidot prototipu jaunai dizaina idejai vai nevēlaties sagraut savu dizainu katru reizi, kad jums nepieciešams jūsu Arduino. Tālāk sniegtajā piemērā ir parādīts, kā savienot maizes dēļa komponentus. Šajā projektā mēs sīkāk iedziļināsimies. 1-1. Attēls: Arduino maizes dēlis ar USB programmēšanas iespēju. Pirms sākam darbu, pārliecinieties, vai komponentu saraksta lodziņā ir visi nepieciešamie vienumi. Ja jums ir nepieciešams iegādāties detaļas, to varat izdarīt manā vietnē www. ArduinoFun.com vai citos tiešsaistes veikalos.* Pirms iegādes skatiet piezīmi par kabeli TTL-232R. 10% atlaide visam pasūtījumam vietnē ArduinoFun.com, izrakstoties izmantojiet kupona kodu: INSTRUCTABLES. Jūs varat iegādāties komponentus vietnē www. ArduinoFun.com vai www. SparkFun.com vai www. CuriousInventor.com vai www. FunGizmos.com vai www. Adafruit.com, lai nosauktu dažas vietas. Sākotnējā apmācība:

2. darbība: barošanas iestatīšana

Pirmā lieta, kas jums jādara, ir iestatīt jaudu. Ar savu maizes dēli un komponentiem priekšā … sāksim darbu! Ar šo soli jūs iestatīsit maizes dēli Arduino pastāvīgai +5 voltu jaudai, izmantojot 7805 sprieguma regulatoru. 1-2. Attēls: Barošanas iestatīšana ar LED indikatoru. Lai sprieguma regulators darbotos, jums ir jānodrošina vairāk nekā 5 V jauda. Tipisks 9 V akumulators ar spraudkontakta savienotāju šim nolūkam darbotos lieliski. Maize ieplūst jaudā, kur redzat sarkano un melno + un - kvadrātu. Pēc tam pievienojiet vienu no 10uF kondensatoriem. Garākā kāja ir anode (pozitīva), bet īsākā - katode (negatīvā). Lielākā daļa kondensatoru ir atzīmēti arī ar svītru uz leju negatīvajā pusē. Pāri tukšajai maizes dēļa vietai (kanālam) jums būs jānovieto divi savienotājvadi pozitīvai (sarkanai) un zemei (melnai), lai pārietu no vienas maizes dēļa puses uz otru. Tagad pievienojiet 7805 sprieguma regulatoru. 7805 ir trīs kājas. Ja skatāties uz to no priekšpuses, kreisā kāja ir paredzēta spriegumam (Vin), vidējā kājiņa ir zemei (GND), bet trešā kājiņa - spriegumam (Vout). Pārliecinieties, vai kreisā kāja ir ievietota jūsu pozitīvajā jaudā un otrā tapa ir piezemēta. Izkāpjot no sprieguma regulatora un dodoties uz barošanas sliedi maizes dēļa malā, zemes sliedei jāpievieno GND vads un pēc tam Vout vads (3^rd sprieguma regulatora kāju) uz pozitīvo sliedi. Pievienojiet otro 10uF kondensatoru barošanas sliedei. Pievērsiet uzmanību pozitīvajām un negatīvajām pusēm. Ieteicams iekļaut LED statusa indikatoru, ko var izmantot problēmu novēršanai. Lai to izdarītu, labajā pusē esošais barošanas sliede ir jāsavieno ar kreiso barošanas sliedi. Maizes dēļa apakšā pievienojiet pozitīvus pozitīviem un negatīvus vadiem. Attēls 1-3: Kreisās un labās strāvas sliedes savienojumi. Ja barošana atrodas kreisajā un labajā strāvas sliedē, tas palīdzēs uzturēt sakārtotu maizi, nodrošinot barošanu dažādām sastāvdaļām. 1.-4. Attēls. Gaismas diodes statusa indikatoram pievienojiet 220 & rezistoru (krāsainu kā: sarkans, sarkans, brūns) no strāvas pie LED anoda (pozitīvā puse, garāka kāja) un pēc tam GND vadu katoda pusē. Apsveicam! Tagad jūsu maizes dēlis ir iestatīts uz +5V barošanu. Jūs varat pāriet uz nākamo shēmas projektēšanas posmu.

3. darbība: Arduino tapu kartēšana

Tagad mēs vēlamies sagatavot mikroshēmu ATmega168 vai 328. Pirms sākam, apskatīsim, ko katra mikroshēmas tapa dara saistībā ar Arduino funkcijām. PIEZĪME: ATmega328 darbojas gandrīz tādā pašā ātrumā ar tādu pašu pieslēgvietu, taču tajā ir vairāk nekā divas reizes lielāka zibatmiņa (30k pret 14k) un divreiz EEPROM (1Kb pret 512b). 1-5. Attēls: Arduino tapu kartēšana ATmega168 mikroshēmu ir izveidojis Atmel. Meklējot datu lapu, jūs neatradīsit, ka iepriekš minētās atsauces ir vienādas. Tas ir tāpēc, ka Arduino šīm tapām ir savas funkcijas, un es tās esmu sniedzis tikai šajā ilustrācijā. Ja vēlaties salīdzināt vai vēlaties uzzināt faktiskās atsauces uz mikroshēmu, varat lejupielādēt datu lapas kopiju vietnē www.atmel.com. Tagad, kad jūs zināt tapu izkārtojumu, mēs varam sākt savienot pārējās sastāvdaļas.

4. solis: komponenta savienošana

Lai sāktu, mēs izveidosim atbalsta shēmu vienai mikroshēmas pusei un pēc tam pāriesim uz otru pusi. Piespraudei uz vairuma mikroshēmu ir identifikatora marķieris. Aplūkojot ATmega168 vai 328, augšpusē pamanīsit u formas izgriezumu, kā arī nelielu punktu. Mazais punkts norāda, ka tas ir 1. tapa. Attēls 1-6: Atbalsta shēmas tapas 15-28 No GND strāvas kopnes pievienojiet pārejas vadu 22. tapai. Tālāk, no pozitīvās jaudas kopnes, pievienojiet savienojuma vadus 20. tapai (AVCC - barošanas spriegums ADC pārveidotājam. Nepieciešams pieslēgt strāvai, ja netiek izmantots ADC, un strāvai, izmantojot zemas caurlaidības filtru (zemfrekvences filtrs ir ķēde, kas attīra troksni no barošanas avota), tad mēs to neizmantojam) Pēc tam pievienojiet pārejas vadu no pozitīvās kopnes līdz 21. tapai (analogā atsauces tapa ADC). Arduino 13. tapa ir LED tapa. Ņemiet vērā, ka faktiskajā mikroshēmā tapa ir 19. numurs. Augšupielādējot skiču kodu un visos projektos, jūs joprojām to norādīsit kā tapu 13. Lai pievienotu gaismas diodi, pievienojiet gaismas diodes katodam 220 & rezistoru no GND. Tad no gaismas diodes anoda pievienojiet savienojuma vadu pin 19. Tagad mēs varam pāriet uz mikroshēmas otru pusi. Jūs esat gandrīz pabeidzis! Attēls 1-7: Atbalsta shēmas tapas 1-14 Virs ATmega168 mikroshēmas netālu 1. tapas identifikatoru, novietojiet mazo takta slēdzi. Šo slēdzi izmanto Arduino atiestatīšanai. Tieši pirms jaunas skices augšupielādes mikroshēmā vēlaties to nospiest vienu reizi. Tagad pievienojiet nelielu džemperu vadu no 1. tapas līdz slēdža apakšējai kājiņai, pēc tam pievienojiet 10K rezistoru no strāvas līdz maizes dēļa 1. rindai. Visbeidzot pievienojiet GND džempera vadu slēdža augšējai kājiņai. Pievienojiet jaudas un GND džemperus 7. tapai (VCC) un 8. tapai (GND). Pievienojiet 16 MHz pulksteņa kristālu 9. un 10. tapai un pēc tam divus.22pF kondensatorus no 9. un 10. tapām līdz GND. (Alternatīvo metodi skatīt zemāk esošajā piezīmē). Jūsu pamata maizes dēlis arduino tagad ir pabeigts. Jūs varētu apstāties šeit, ja vēlaties, un nomainīt jau ieprogrammētu mikroshēmu no savas Arduino plates uz maizes dēli, taču, tā kā esat nonācis tik tālu, varat pabeigt, pievienojot dažas programmēšanas tapas. Tas ļaus ieprogrammēt mikroshēmu no maizes dēļa. PIEZĪME. Tā vietā, lai izmantotu 16MHz pulksteņa kristālu, varat izmantot 16 MHz keramikas rezonatoru ar iebūvētiem kondensatoriem, trīs termināļu SIP paketi. Maizes dēlis būs jāsakārto nedaudz savādāk, rezonatoram ir trīs kājas. Vidējā kāja nonāks pie zemes, bet pārējās divas kājas - uz ATmega168 mikroshēmas 9. un 10. tapām. Atsaucoties uz 1-7. Attēlu, atrodiet vietu, kur uz maizes dēļa ir 6 kolonnas, kas nesaskaras ar neko citu. Šeit ievietojiet sešu vīriešu galviņu tapu rindu. Kad maizes dēlis ir vērsts pret jums, savienojumi ir šādi: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, es arī saucu šīs tapas par 1, 2, 3, 4, 5, 6. No strāvas kopnes sliedes pievienojiet GND vads līdz 1. tapai un vads no strāvas 3. tapai. NC nozīmē, ka nav pievienots, taču, ja vēlaties, varat tos savienot ar GND. No ATmega168 mikroshēmas 2. tapas, kas ir Arduino RX tapa, jūs savienosit vadu ar programmēšanas galvenes 4. tapu (TX). ATmega168 mikroshēmā 3. tapa Arduino TX tiek savienota ar 5. tapu (RX) jūsu galvenes tapās. Komunikācija izskatās šādi: ATmega168 RX uz galvenes tapu TX un ATmega168 TX uz galvenes tapu RX. Tagad jūs varat ieprogrammēt savu maizes dēli Arduino.

5. darbība: programmēšanas opcijas

Pirmā iespēja ir iegādāties TTL-232R 3.3V USB-TTL līmeņa seriālo kabeli. Tos var iegādāties vietnē www.adafruit.com vai www.ftdichip.com. Pārējās divas iespējas, kuras es dodu priekšroku, ir iegādāties vienu no diviem sadalīšanas dēļiem vietnē www. SparkFun.com. Viņi ir:

• FT232RL USB uz sērijveida sadalīšanas paneli, SKU: BOB-00718 (šī opcija aizņem vairāk vietas uz jūsu maizes dēļa)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Šī opcija un taisna leņķa vīriešu galvenes izmantošana vislabāk darbojas no visiem trim, jo tā ir labāk nostiprināta uz maizes dēļa)

Vēlreiz pārbaudiet savienojumus, pārliecinieties, vai nav pievienots 9 V akumulators, un pievienojiet programmēšanas iespēju. Atveriet Arduino IDE un skices failu piemēru sadaļā Digitālā ielādējiet Blink skici. Failu opcijā Sērijas ports atlasiet COM portu, ko izmantojat ar USB kabeli. t.i., COM1, COM9 uc Failu opcijā Rīki/Padome izvēlieties kādu no šīm iespējām:

• Arduino Duemilanove ar ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove vai Nano ar ATmega128

(atkarībā no tā, kuru mikroshēmu izmantojat ar savu Arduino maizes dēli) Tagad nospiediet augšupielādes ikonu un pēc tam nospiediet maizes dēļa atiestatīšanas pogu. Ja izmantojat kādu no SparkFun sadalīšanas dēļiem, RX un TX gaismas mirgos. Tas ļauj jums zināt, ka dati tiek nosūtīti. Dažreiz pēc augšupielādes pogas nospiešanas ir jāgaida dažas sekundes, pirms nospiežat atiestatīšanas slēdzi. Ja jums ir problēmas, vienkārši paeksperimentējiet, cik ātri pārvietojaties starp abiem. Šī skice, ja tā ir pareizi augšupielādēta, uz vienas sekundes mirgos gaismas diode 13. taustiņā, izslēgsies uz vienu sekundi un iedegsies vienu sekundi … līdz brīdim, kad augšupielādēsit jaunu skici vai izslēgsit barošanu. Kad esat augšupielādējis kodu, varat atvienot programmēšanas paneli un barošanai izmantot 9 V akumulatoru. Traucējummeklēšana

• Nav strāvas - pārliecinieties, vai avota jauda pārsniedz 5 V.
• Barošana, bet nekas nedarbojas - vēlreiz pārbaudiet visus savienojuma punktus.
• Augšupielādes kļūda - skatiet vietni www.arduino.cc un meklējiet konkrēto saņemto kļūdas ziņojumu. Pārbaudiet arī forumus, jo tur ir daudz lieliskas palīdzības.

6. darbība: PCB faili

Ja kāds ir ieinteresēts kodināt savu PCB (iespiedshēmas plates), esmu iekļāvis komponentu un lodēšanas sānu PCB failus. Esmu pievienojis zip failu, kas satur 300 dpi-j.webp