Создайте свой собственный Arduino: 6 шагов (с изображениями)

2025 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2025-01-13 06:58

Установка Arduino на макетной плате стала процессом, который я полюбил.

В течение нескольких минут вы можете получить полностью рабочую платформу Arduino для работы, как вы увидите в этом руководстве. Было несколько случаев, когда я был в школе и быстро собрал один из них для проверки некоторых идей для проекта. Плюс ко всему, он выглядит так аккуратно со всеми компонентами, расположенными на макетной плате. Некоторые из моих проектов Arduino Что такое Arduino?

Arduino - это платформа для создания прототипов электроники с открытым исходным кодом, основанная на гибком, простом в использовании аппаратном и программном обеспечении. Он предназначен для художников, дизайнеров, любителей и всех, кто интересуется созданием интерактивных объектов или сред.

Arduino может определять окружающую среду, получая входные данные от различных датчиков, и может влиять на окружающую среду, управляя освещением, двигателями и другими исполнительными механизмами. Микроконтроллер на плате программируется с использованием языка программирования Arduino (на основе Wiring) и среды разработки Arduino (на основе Processing). Проекты Arduino могут быть автономными или они могут взаимодействовать с программным обеспечением, запущенным на компьютере (например, Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Шаг 1: Компоненты

С помощью нескольких недорогих деталей и макетной платы без пайки вы можете быстро и легко собрать свой собственный Arduino. Эта концепция отлично работает, когда вы хотите создать прототип новой дизайнерской идеи или не хотите разрушать свой дизайн каждый раз, когда вам понадобится Arduino. В приведенном ниже примере показано, как подключить компоненты к вашей макетной плате. Мы будем вдаваться в подробности на протяжении всего этого проекта. Рисунок 1-1: Макетная плата Arduino с возможностью программирования через USB. Прежде чем мы начнем, убедитесь, что у вас есть все необходимые элементы в списке компонентов. Если вам необходимо приобрести детали, вы можете сделать это на моем сайте www. ArduinoFun.com или посмотреть информацию о других интернет-магазинах ниже. * См. Примечание о кабеле TTL-232R в параметрах программирования перед покупкой. СКИДКА 10% на весь заказ на ArduinoFun.com, используйте код купона: ИНСТРУКЦИИ при оформлении заказа. Вы можете купить компоненты на сайте www. ArduinoFun.com или www. SparkFun.com, или www. CuriousInventor.com, или www. FunGizmos.com, или www. Adafruit.com, и это лишь некоторые из них. Оригинальное руководство:

Шаг 2: Настройка питания

Первое, что вам нужно сделать, это настроить питание. Имея перед собой макетную плату и компоненты… приступим! На этом шаге вы настроите макетную плату Arduino на постоянное питание +5 В с помощью регулятора напряжения 7805. Рисунок 1-2: Настройка питания со светодиодным индикатором. Для того, чтобы стабилизатор напряжения работал, нужно обеспечить питание более 5В. Для этого подойдет обычная 9-вольтовая батарея с защелкивающимся разъемом. Питание будет поступать на макетную плату, где вы видите красный и черный квадраты + и -. Затем добавьте один из конденсаторов емкостью 10 мкФ. Более длинная ветвь - это анод (положительный), а более короткая - катод (отрицательная). Большинство конденсаторов также имеют полосу с отрицательной стороны. Через пустое пространство на макетной плате (канал) вам нужно будет разместить два соединительных провода: положительный (красный) и заземляющий (черный), чтобы передавать питание с одной стороны макета на другую. Теперь добавим регулятор напряжения 7805. 7805 имеет три ножки. Если вы смотрите на него спереди, левая ножка предназначена для напряжения (Vin), средняя ножка - для заземления (GND), а третья ножка - для напряжения на выходе (Vout). Убедитесь, что левая нога выровнена с положительным входом, а второй штифт заземлен. Выйдя из регулятора напряжения и подойдя к шине питания на стороне макета, вам нужно добавить провод GND к шине заземления, а затем провод Vout (3^rd ножку регулятора напряжения) к плюсовой шине. Подключите второй конденсатор 10 мкФ к шине питания. Обратите внимание на положительные и отрицательные стороны. Рекомендуется включить светодиодный индикатор состояния, который можно использовать для устранения неполадок. Для этого вам необходимо соединить правую боковую шину питания с левой шиной питания. Добавьте положительный провод к положительному, а отрицательный - к отрицательному в нижней части макета. Рисунок 1-3: Соединения левой и правой шины питания. Наличие питания на левой и правой шинах питания также поможет упорядочить макетную плату при подаче питания на различные компоненты. Рисунок 1-4: Для светодиодного индикатора состояния подключите резистор 220 & (красного, красного, коричневого цвета) от источника питания к аноду светодиода (положительная сторона, более длинная ножка), а затем провод заземления к катодной стороне. Поздравляем, теперь ваша макетная плата настроена на питание +5 В. Вы можете перейти к следующему этапу проектирования схем.

Шаг 3: Сопоставление контактов Arduino

Теперь мы хотим подготовить микросхему ATmega168 или 328. Прежде чем мы начнем, давайте посмотрим, что делает каждый вывод на микросхеме по отношению к функциям Arduino. ПРИМЕЧАНИЕ: ATmega328 работает примерно с той же скоростью, с той же распиновкой, но имеет более чем в два раза больше флэш-памяти (30 КБ против 14 КБ) и вдвое больше EEPROM (1 КБ против 512 Б). Рисунок 1-5: Назначение выводов Arduino Чип ATmega168 создан Atmel. Если вы посмотрите таблицу, вы не обнаружите, что приведенные выше ссылки совпадают. Это связано с тем, что у Arduino есть свои функции для этих контактов, и я представил их только на этой иллюстрации. Если вы хотите сравнить или узнать действительные ссылки на микросхему, вы можете загрузить копию таблицы данных на сайте www.atmel.com. Теперь, когда вы знаете расположение контактов, мы можем приступить к подключению остальных компонентов.

Шаг 4: Подключение компонентов

Для начала мы построим поддерживающую схему для одной стороны микросхемы, а затем перейдем к другой стороне. Пин на большинстве чипов имеет маркер-идентификатор. Взглянув на ATmega168 или 328, вы заметите U-образную выемку вверху, а также небольшую точку. Маленькая точка указывает на то, что это контакт 1. Рисунок 1-6: Поддерживающие контакты схемы 15-28 От шины питания GND добавьте перемычку к контакту 22. Затем от положительной шины питания подключите перемычки к контакту 20 (AVCC - Напряжение питания для преобразователя АЦП. Необходимо подключить к источнику питания, если АЦП не используется, и к питанию через фильтр нижних частот, если он используется (фильтр нижних частот - это схема, которая очищает шум от источника питания., мы его не используем) Затем добавьте перемычку от положительной шины к выводу 21 (аналоговый опорный вывод для АЦП). На Arduino вывод 13 является выводом светодиода. Обратите внимание, что на самом чипе вывод имеет номер 19 При загрузке кода скетча и для всех проектов вы по-прежнему будете ссылаться на него как на контакт 13. Чтобы подключить светодиод, добавьте резистор 220 & от GND к катоду светодиода. Затем от анода светодиода добавьте перемычку к контакт 19. Теперь мы можем перейти на другую сторону микросхемы. Вы почти закончили! Рисунок 1-7: Поддерживающие контакты схемы 1-14 Над микросхемой ATmega168 рядом с идентификатор контакта 1, поместите маленький тактовый переключатель. Этот переключатель используется для сброса Arduino. Непосредственно перед загрузкой нового скетча в чип вам нужно будет нажать на него один раз. Теперь добавьте небольшую перемычку от контакта 1 к нижнему полюсу переключателя, затем добавьте резистор 10 кОм от источника питания к ряду контактов 1 на макетной плате. Наконец, добавьте перемычку GND к верхней ножке переключателя. Добавьте перемычки питания и GND к контакту 7 (VCC) и контакту 8 (GND). Подключите тактовый кристалл 16 МГц к контактам 9 и 10, а затем два конденсатора 0,22 пФ от контактов 9 и 10 к GND. (См. Примечание ниже об альтернативном методе). Ваш базовый макет Arduino готов. Вы можете остановиться прямо здесь, если хотите, и заменить уже запрограммированный чип со своей платы Arduino на макетную плату, но, поскольку вы зашли так далеко, вы также можете закончить, добавив несколько программирующих контактов. Это позволит вам программировать микросхему с макета. ПРИМЕЧАНИЕ: Вместо использования тактового кристалла 16 МГц вы можете использовать керамический резонатор 16 МГц со встроенными конденсаторами, трехконтактный SIP-корпус. Макет придется расположить немного иначе, у резонатора три ножки. Средняя ножка будет заземлена, а две другие ножки - к контактам 9 и 10 на микросхеме ATmega168. Обращаясь к рисунку 1-7, найдите место, где у вас есть 6 столбцов на макетной плате, которые не соприкасаются ни с чем другим. Поместите сюда ряд из шести штырей с вилкой. Когда макетная плата обращена к вам, соединения выглядят следующим образом: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, я также называю эти контакты 1, 2, 3, 4, 5, 6. На шине шины питания добавьте Провод GND к контакту 1 и провод от источника питания для контакта 3. NC означает, что он не подключен, но вы можете подключить их к GND, если хотите. От контакта 2 на микросхеме ATmega168, который является контактом Arduino RX, вы подключите провод к контакту 4 (TX) ваших заголовков программирования. На микросхеме ATmega168 контакт 3 Arduino TX подключается к контакту 5 (RX) на контактах вашего заголовка. Связь выглядит следующим образом: ATmega168 RX к контакту заголовка TX и ATmega168 TX к контакту заголовка RX. Теперь вы можете запрограммировать свой макет Arduino.

Шаг 5: параметры программирования

Первый вариант - купить TTL-232R 3.3V USB - последовательный кабель уровня TTL. Их можно приобрести на сайте www.adafruit.com или www.ftdichip.com. Я предпочитаю купить одну из двух коммутационных плат на сайте www. SparkFun.com. Они есть:

• FT232RL USB для последовательной коммутационной платы, артикул: BOB-00718 (эта опция занимает больше места на вашей макетной плате)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (Этот вариант и использование прямоугольных штекерных разъемов работает лучше всего из всех трех, потому что он лучше закреплен на макетной плате)

Дважды проверьте свои соединения, убедитесь, что ваша батарея 9 В не подключена, и подключите опцию программирования. Откройте IDE Arduino и в файлах скетча примеров в разделе Digital загрузите скетч Blink. Под опцией файла Последовательный порт выберите COM-порт, который вы используете с USB-кабелем. т.е. COM1, COM9 и т. д. В разделе «Инструменты / Плата» выберите одно из:

• Arduino Duemilanove с ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove или Nano с ATmega128

(в зависимости от того, какой чип вы используете с макетной платой Arduino). Теперь нажмите значок загрузки, а затем нажмите кнопку сброса на макете. Если вы используете одну из коммутационных плат SparkFun, вы увидите, как мигают индикаторы RX и TX. Это позволяет узнать, что данные отправляются. Иногда вам нужно подождать несколько секунд после нажатия кнопки загрузки, прежде чем нажимать переключатель сброса. Если у вас возникли проблемы, просто поэкспериментируйте, насколько быстро вы переходите между ними. Этот скетч, если он загружен правильно, будет мигать светодиодом на контакте 13 на одну секунду, погаснет на одну секунду, загорится на одну секунду… пока вы не загрузите новый скетч или не отключите питание. После того, как вы загрузили код, вы можете отключить плату программирования и использовать батарею 9 В для питания. Исправление проблем

• Нет питания - убедитесь, что напряжение вашего источника превышает 5 В.
• Питание, но ничего не работает - перепроверьте все точки подключения.
• Ошибка загрузки - перейдите на сайт www.arduino.cc и выполните поиск по конкретному сообщению об ошибке, которое вы получили. Также проверьте форумы, так как там много отличной помощи.

Шаг 6: файлы печатной платы

Если кто-то заинтересован в травлении собственной печатной платы (печатной платы), я включил файлы печатных плат на стороне компонентов и пайки. Я добавил zip-файл, который содержит файлы-j.webp