Arduino -yhteensopiva levy: 13 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Hallitsetko Arduino -tekniikkaa? Jos et hallitse, se johtuu todennäköisesti siitä, että se hallitsee sinua.

Arduinon tunteminen on ensimmäinen askel erilaisten tekniikoiden luomiseen, joten ensimmäinen askel on hallita Arduino -kortin täysi toiminta.

Tässä oppaassa opit askel askeleelta hallitsemaan Arduino -yhteensopivan piirilevyn koko piirin.

Siksi tavoitteemme on opettaa, kuinka voit valmistaa oman Arduino -yhteensopivan piirilevyn, jonka koko ja mitat ovat Arduino UNO -projektin kautta JLCPCB Arduino -yhteensopivan hallituksen kanssa $ 2.

Tämän jälkeen tarjoamme kaikki materiaalit ja selitämme piirin toiminnan ja rakennamme Arduino -PCB -yhteensopivan korttimme EasyEDA -ohjelmiston avulla.

Tarvikkeet

• 01 x kristalli 16 MHz
• 02 x 22pF keraaminen kondensaattori
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x erolyyttinen kondensaattori 0,1 uF
• 02 x elektrolyyttinen kondensaattori 0,33 uF
• 01 x Liitin 2,1 mm
• 01 x keraaminen kondensaattori 100nF
• 04 x Vastus 1kR
• 01 x vastus 10 kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x Tappiotsikko 2x3 - 2,54 mm
• 01 x diodi 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Tappi 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Kytkinpainike 6x6x5 mm

Vaihe 1: Arduinon UNO -elektronisen kaavion hallitseminen

Ensimmäinen askel hallita Arduino -tekniikkaa on tietää Arduino Electronic Schematic. Tästä elektronisesta piiristä opimme, miten Arduino -kortti toimii ja miten rakennamme myös oman Arduino -yhteensopivan piirilevyn.

Tämän jälkeen esittelemme Arduinon yhteensopivan hallituksen koko projektin.

Arduinon elektronisessa piirissä on useita tärkeitä piirejä, jotka on esitetty alla:

• Virtalähde;
• Nollaa piiri;
• Ohjelmointipiiri;
• Oskillaattoripiiri;
• ATMEGA328P -mikrokontrollerin piiri;
• LED-virtapiirin merkinantolaite;
• Liitin Atmega328P -nastoille.

Piirien perusteella rakennamme Arduinon yhteensopivan piirilevyn.

Vaihe 2: Arduinon yhteensopivan piirilevyn sähköinen kaavio

Arduinon yhteensopivan piirilevyn elektroninen piiri on esitetty alla. Tässä piirissä on seuraavat osat:

• Virtalähde;
• Nollaa piiri;
• Ohjelmointipiiri;
• Oskillaattoripiiri;
• ATMEGA328P -mikrokontrollerin piiri;
• LED-virtapiirin merkinantolaite;
• Liitin Atmega328P -nastoille.

Jäljempänä esittelemme kuinka tämä piirin jokainen osa toimii.

Vaihe 3: Virtalähteen piiri

Virtapiiriä käytetään koko Arduino -yhteensopivan piirilevyn virtalähteenä. Tämä piiri tarjoaa 3 eri jännitettä: tulojännite, 5 V ja 3,3 V Arduino -yhteensopivan kortin liittimien nastoissa.

Tätä piiriä voidaan käyttää jännitteellä 7V - 12V, mutta suosittelemme syöttämään enintään 9V.

Kun virtalähde on kytketty 2,1 mm: n jakkiliittimellä, tulojännite kulkee kahden jännitesäätimen piirin läpi.

Jännitettä säätelevät AMS1117 5V IC ja AMS1117 3.3V IC. AMS1117 5V IC: tä käytetään säätelemään 5 V: n jännitettä ATMEGA328P -mikrokontrollerille. Vaikka AMS1117 CHIP: tä käytetään 3,3 V: n jännitteen tuottamiseen piirilevyn liittimeen, se saa virtaa joillekin tätä jännitearvoa käyttäville moduuleille ja antureille.

Vaihe 4: Nollaa ja oskillaattoripiiri

Nollauspiiri koostuu painikkeesta ja vastuksesta, joka on kytketty ATMEGA328P -mikrokontrollerin nastaan 1. Kun painiketta painetaan, nollausnasta saa 0V jännitteen. Tällä tavalla mikrokytkin nollataan manuaalisesti painikkeella.

Nyt oskillaattoripiiri koostuu kiteestä ja kahdesta keraamisesta kondensaattorista, kuten esitetään elektronisessa kaaviossa.

Vaihe 5: Elektroninen kaavio ATMEGA328P

ATMEGA328P -piiri on esitetty yllä olevassa kuvassa. Jotta ATMEGA32P -mikrokontrolleri toimisi, tarvitaan kolme asiaa:

• Nollaa piiri
• 16MHz Crystal Oscillator Circuit;
• 5V virtapiiri.

Reset Circuit ja oskillaattori on esitelty aikaisemmin. Hän on vastuussa jännitteen säätämisestä ja ATMEGA328P -mikrokontrollerin virransyötöstä.

Esittelemme nyt ATMEGA328P CHIP -ohjelmointipiirin ja piirin merkkivalon.

Vaihe 6: ATMEGA328P CHIP -ohjelmointipiiri ja piirin sisäinen merkkivalo

Tässä Arduino -yhteensopivassa kortissa ei ole USB -porttia. Tällä tavalla käytämme USB-TTL-muunninmoduulia.

ATMEGA328P: n ohjelmointiin käytettävä moduuli on FT232RL. Tätä moduulia käytetään, koska siinä on DTR -nasta. Tämän moduulin kautta liitämme sen urosnastaan ja ohjelmoimme ATMEGA328P: n 5 nastaan.

Ohjelmointiin käytettävät nastat ovat VCC (+5V), GND, RX, TX ja DTR.

Tämän piirin lisäksi on piirin sisäinen merkkivalo. Tätä LED -valoa käytetään ilmoittamaan, kun arduino -yhteensopiva korttisi on kytketty päälle.

Kun piirilevy on jännitteinen, jännitteen säätimen AMS1117 5V jännite saavuttaa tämän LED -valon ja se saa jännitteen.

Lopuksi meillä on Arduino -yhteensopivat korttiliittimet.

Vaihe 7: Liitin ja Arduino UNO -muoto

Luodaksemme hyvän käyttökokemuksen Arduino -yhteensopivalla levyllä käytimme Arduino UNO -levyn kaltaista muotoa.

Kuten on mahdollista nähdä, kaikki mikrokontrollerin nastat on kytketty Arduinon UNO -muotoon. Tällä tavalla piirilevymme on Arduino UNO: n muotoinen, kuten edellä on mainittu.

Muodon kautta käyttäjällä on hyvä kokemus kuin Arduino UNO.

Siksi tämän elektronisen kaavion avulla loimme piirilevyn projektin.

Vaihe 8: Piirilevyprojekti

Arduino -yhteensopivan piirilevyn luomiseksi tämä projekti kehitettiin EasyEDA -piirilevyprojektiympäristön kautta.

Tällä tavalla kaikki komponentit järjestetään ja jäljet luodaan. Siksi edellä esitetty PCB luotiin muotoon, joka on samanlainen kuin Arduino UNO, kuten edellä mainitaan.

Yllä olevissa kuvissa piirilevy on esitetty sen 2D- ja 3D -kaaviomallissa.

Lopuksi piirilevyn valmistamisen jälkeen Gerber -tiedostot luotiin ja lähetettiin valmistettavaksi JLCPCB Electronic Circuit Board -yrityksessä.

Vaihe 9: Arduino -yhteensopiva painettu piirilevy

Yllä on esitetty Arduinon kanssa yhteensopivan painetun piirilevyn tulos. Kuten on mahdollista nähdä, piirilevy on hyvälaatuinen ja prototyyppi toimii ongelmitta.

Kun olemme arvioineet kaikki piirilevyn piirit, kokoamme piirilevyn komponentit piirilevyyn.

Vaihe 10: Asenna painettu piirilevy

Arduino -yhteensopiva levy on erittäin helppo koota komponentteja. Kuten on mahdollista nähdä sen rakenteessa, siinä on 29 komponenttia juotettavaksi rakenteeseesi. Tällä tavalla vain 27 komponenttia kootaan tapin läpi. Siksi 93,1% tämän levyn komponenteista voidaan juottaa kenelle tahansa käyttäjälle.

Muut 2 SMD -komponenttia on erittäin helppo juottaa piirilevypintaan.

Tällä tavalla on mahdollista käyttää tätä piirilevyä opettamaan opiskelijoille oman Arduino -yhteensopivan levyn rakentamista ja muita toimintoja.

Lopuksi rakennamme laatikkomme laserleikkauksella Arduino -yhteensopivan kortin koteloimiseksi.

Vaihe 11: Arduino -yhteensopivan kortin kotelo

Laserleikattu laatikko on suunniteltu säilyttämään Arduino-piiri ja suojaamaan sitä. Tämä laatikko voi olla valmistettu keskitiheästä puukuitulevystä tai akryylimateriaalista ja se on rakennettava yhdestä materiaalista.

Kotelokotelon tuottamiseen käytämme online -ohjelmistoa Maker Case. Siksi tämän ohjelmiston avulla on mahdollista lisätä parametreja, kuten leveys, korkeus ja syvyys.

Lopuksi meillä on painettu piirilevy kotelossa.

Vaihe 12: Lataa Arduino -yhteensopivan kortin tiedostot

Jos tarvitset PCB -tiedostojen lataamisen piirilevyn tuottamista varten, voit ladata tiedostot seuraavasta linkistä:

Lataa PCB -tiedostoprojektit

Vaihe 13: Kiitokset

Kiitos JLCPCB: lle, joka tarjoaa PCB Arduino -yhteensopivan levyn avoimen lähdekoodin projektin tämän artikkelin tuottamiseksi.