DIY Arduinon rakentaminen piirilevylle ja vinkkejä aloittelijoille: 17 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:03

Tämä on tarkoitettu oppaana kaikille, jotka juottavat oman Arduinonsa sarjasta, jonka voi ostaa A2D Electronicsilta. Se sisältää monia vinkkejä ja temppuja sen rakentamiseksi onnistuneesti. Opit myös siitä, mitä kaikki eri komponentit tekevät.

Lue ja opi, mitä tarvitaan oman Arduinon rakentamiseen!

Voit myös tarkastella tätä projektia verkkosivustollani täällä.

Vaihe 1: Mini -USB -liitin

Ensimmäinen osa juottamisesta on mini -USB -liitin. Tämä antaa virtaa arduinoosi, kun se on valmis, mutta sen ohjelmointiin tarvitaan RS232 / USB -sarja -sovitin. Mini -USB -liitäntä menee ensin sisään, jotta voit laittaa sen sisään, kääntää levyn ympäri niin, että nastat ovat ylöspäin, ja aseta se sitten pöydälle. Ennen kuin asetat sen sisään, taivuta 2 -nastaista minisarjaa hieman levyn etuosaa kohti, jotta se mahtuu hyvin piirilevyn reikiin. Piirilevyn paino pitää liittimen paikallaan, ja voit juottaa sen siellä.

Vaihe 2: Kiinnitä otsikot

Nastatunnisteet ovat seuraavaksi otettavia osia. Naarasotsikoiden tulee olla 6 -nastaisia x2-, 8 -nastaisia x2- ja 10 -nastaisia x1 -kokoisia. Urosotsikko 3 × 2 vaaditaan myös ICSP (In Circuit Serial Programming) -otsikkoon. Nämä kaikki kiertävät levyn ulkopintaa ja sopivat täydellisesti omille paikoilleen. Juottaa ne samalla tavalla kuin USB -liitäntä, suorittamalla yksi otsikko kerrallaan. Otsikoiden tulee olla täysin kohtisuorassa piirilevyyn nähden. Saavuta tämä juottamalla vain yksi otsikon nasta, sitten pitämällä otsikkoa kädelläsi, sulata juote uudelleen ja aseta otsikko kohtisuoraan asentoonsa. Varmista, että se on myös koko pituudeltaan tasaisesti levyä vasten. Pidä sitä paikallaan, kunnes juote kovettuu, ja jatka sitten muiden nastojen juottamista.

Vaihe 3: IC -liitäntä

Pikavinkki muiden komponenttien juottamiseen: Kaikki komponenttijohdot voidaan laittaa ensin levyn läpi ja sitten taivuttaa sivulle niin, että komponentit pysyvät levyssä kääntäessään sitä. Tämä helpottaa juottamista huomattavasti, koska komponentit pysyvät paikoillaan.

Aloita asettamalla 28 -nastainen IC -liitäntä. Varmista, että kohdistat jaon toisessa päässä piirilevyn piirustuksen kanssa. Näin voit tietää, mihin suuntaan AtMega328P -mikrokontrolleri asetetaan. Vaikka tämän pistorasian tapit ovat lyhyempiä kuin vastukset tai kondensaattorit, ne voidaan silti taivuttaa pitämään komponentti paikallaan juotettaessa sitä.

Vaihe 4: Vastukset

3 vastusta voivat mennä seuraavaksi. Ei ole väliä millä tavalla ne sijoitetaan - vastukset eivät ole polarisoituneita. LED-valojen virtaa rajoittavina vastuksina on 2 1 K ohmin vastukset ja 10 K ohmin vastukset nollausvastuksena nollauslinjalla. LEDille valittiin 1K ohmin vastukset tavallisten 220 ohmin sijasta, joten LEDien virta kulkee niiden läpi pienemmän, joten ne toimivat enemmän indikaattoreina kuin taskulampuna.

Vaihe 5: LEDit

On 2 LEDiä, yksi virran merkkivalona ja toinen Arduinon nastassa 13. LEDien pidempi jalka merkitsee positiivista puolta (anodia). Varmista, että pidempi jalka on piirilevyllä + merkityllä puolella. LEDin negatiivinen johto on myös litistetty sivulle, joten voit tulkita positiiviset (anodi) ja negatiiviset (katodi) johdot, jos ne katkaistaan.

Vaihe 6: Oskillaattori

Seuraavaksi on kristallioskillaattori ja 2 22pF keraamista kondensaattoria. Ei ole väliä millä tavalla jokin näistä asetetaan - keraamiset kondensaattorit ja kideoskillaattorit eivät ole polarisoituneita. Nämä komponentit antavat Arduinolle 16 MHz: n ulkoisen kellosignaalin. Arduino voi tuottaa 8 MHz: n sisäisen kellon, joten nämä komponentit eivät ole ehdottoman välttämättömiä, mutta anna sen toimia täydellä nopeudella.

Vaihe 7: Palauta kytkin

Nollauskytkin voi mennä seuraavaksi. Kytkimen jalkoja ei tarvitse taivuttaa, sen on pidettävä itsensä urassa.

Vaihe 8: Keraamiset kondensaattorit

4 100nF (nano Farad) keraamista kondensaattoria voi mennä seuraavaksi. C3 ja C9 auttavat tasoittamaan pieniä jännitepiikkejä 3.3V- ja 5V -linjoilla ja tuottamaan puhdasta virtaa Arduinolle. C7 on sarjassa ulkoisen nollauslinjan kanssa, jotta ulkoinen laite (USB -sarjamuunnin) voi nollata Arduinon oikeaan aikaan ohjelmoidakseen sen. C4 on Arduinon AREF (Analog Reference) -nastassa ja GND: ssä sen varmistamiseksi, että Arduino mittaa tarkat analogiset arvot analogisissa tuloissaan. Ilman C4: tä AREF: ää pidettäisiin kelluvana (ei kytketty virtalähteeseen tai maahan), ja se aiheuttaa epätarkkuuksia analogisissa lukemissa, koska kelluva tappi ottaa ympärilleen kaiken jännitteen, mukaan lukien kehon pienet AC -signaalit ympärilläsi olevista johdotuksista. Jälleen keraamiset kondensaattorit eivät ole polarisoituneita, joten ei ole väliä mihin suuntaan ne asetetaan.

Vaihe 9: PTC -sulake

Nyt voit asentaa PTC -varokkeen (positiivinen lämpötilakerroin). PTC -sulake ei ole polarisoitunut, joten se voidaan laittaa kumpaankin suuntaan. Tämä menee suoraan USB -liitännän taakse. Jos piirisi yrittää ottaa yli 500 mA virtaa, tämä PTC -sulake alkaa kuumentua ja lisätä vastusta. Tämä vastuksen lisäys pienentää virtaa ja suojaa USB -porttia. Tämä suojaus on piirissä vain, kun Arduino saa virtaa USB: n kautta, joten varmista, että virtapiiri on oikea, kun käytät Arduinoa DC -liittimen tai ulkoisen virran kautta. Varmista, että vedät jalat kokonaan reikien läpi, jopa mutkien ohi. Pihdit auttavat tässä.

Vaihe 10: Elektrolyyttikondensaattorit

3 47uF (microFarad) elektrolyyttikondensaattoria voidaan asettaa seuraavaksi. Näiden pidempi jalka on positiivinen jalka, mutta yleisempi tunnistus on kuoren väri negatiivisen jalan puolella. Varmista, että kun asetat ne sisään, positiivinen jalka menee + -merkille taululla. Nämä kondensaattorit tasoittavat tulojännitteen sekä 5V- ja 3.3V -linjojen suurempia epäsäännöllisyyksiä, joten Arduino saa tasaisen 5V/3,3 V: n vaihtelujännitteen sijaan.

Vaihe 11: DC -liitin

Seuraavaksi on DC -tuloliitin. Sama tarjous kuin muillakin komponenteilla, laita se sisään ja käännä lauta sen päälle, jotta se pysyy paikallaan juotettaessa. Jalkojen taivuttaminen voi olla hieman vaikeaa, koska ne ovat paksuja, joten voit aina pitää tämän paikoillaan samalla tavalla kuin aiemmin juotettu mini -USB -liitin. Tämä menee vain yhdellä tavalla - tunkki levyn ulkopuolelle.

Vaihe 12: Jännitesäätimet

Nyt kaksi jännitesäädintä. Muista laittaa ne oikeisiin paikkoihin. Molemmat on merkitty, joten sovita taululla oleva kirjoitus sääntelyviranomaisten kanssa. 3.3 V: n säädin on LM1117T-3.3 ja 5 V: n säädin on LM7805. Molemmat ovat lineaarisia jännitesäätimiä, eli tulovirta ja lähtövirta ovat samat. Oletetaan, että tulojännite on 9 V ja lähtöjännite on 5 V, molemmat 100 mA virralla. Tulo- ja lähtöjännitteiden ero poistuu lämmönlähteenä säätimeltä. Tässä tilanteessa (9V-4V) x 0,1A = 0,4W lämpöä, joka säädin haihduttaa. Jos huomaat, että säädin kuumenee käytön aikana, se on normaalia, mutta jos otat suuren virran ja jänniteero on suuri, säätimen jäähdytyselementti saattaa olla tarpeen. Nyt juottaaksesi ne levylle, toisella puolella olevan metallikielekkeen tulisi mennä levyn puolelle, jossa on kaksinkertainen viiva. Kiinnitä ne paikalleen juottamiseen saakka taivuttamalla toista jalkaa yhteen suuntaan ja kahta toiseen suuntaan. Kun juotettu paikalleen, taivuta 5 V: n säädin levyn ulkopintaa kohti ja 3,3 V: n säädin levyn sisäpuolta kohti.

Vaihe 13: AtMega328P IC: n asentaminen

Viimeinen osa on laittaa mikro -ohjain pistorasiaan. Kohdista pistokkeet pistorasiaan ja IC: hen ja sitten kaikki nastat. Kun se on paikallaan, voit painaa sen alas. Se vie hieman enemmän voimaa kuin odotit, joten muista painaa tasaisesti, jotta et taivuta mitään tappeja.

Vaihe 14: Muutamia huomautuksia Arduinon kanssa

• ÄLÄ KOSKAAN liitä USB -virtaa ja ulkoista virtaa Arduinoon samanaikaisesti. Vaikka nämä molemmat voidaan luokitella 5 V: lle, ne eivät usein ole täsmälleen 5 V. Pieni jänniteero kahden virtalähteen välillä aiheuttaa oikosulun kortin läpi.
• ÄLÄ KOSKAAN vedä yli 20 mA virtaa mistä tahansa lähtötasosta (D0-D13, A0-A5). Tämä paistaa mikro -ohjaimen.
• ÄLÄ KOSKAAN vedä yli 800mA 3,3V säätimestä tai yli 1A 5V säätimestä. Jos tarvitset enemmän virtaa, käytä ulkoista virtalähdettä (USB -virtapankki toimii hyvin 5 V: n virralla). Useimmat Arduinot tuottavat 3,3 V: n virransa USB: ltä sarjaporttiin. Nämä pystyvät tuottamaan vain 200 mA: n ulostulon, joten jos käytät toista Arduinoa, varmista, että et vedä yli 200 mA: n 3,3 V: n nastasta.
• ÄLÄ KOSKAAN laita yli 16 V DC -liittimeen. Käytetyt elektrolyyttikondensaattorit on mitoitettu vain 16 voltille.

Vaihe 15: Muutamia vinkkejä / mielenkiintoisia faktoja

• Jos huomaat, että projektisi tarvitsee paljon nastoja, analogisia sisääntulonappeja voidaan käyttää myös digitaalisina ulostulonapeina. A0 = D14, enintään A5 = D19.
• AnalogWrite () -komento on itse asiassa PWM -signaali, ei analoginen jännite. PWM -signaaleja on saatavana nastoissa 3, 5, 6, 9, 10 ja 11. Näistä on hyötyä LED -valon kirkkauden säätämiseen, moottoreiden ohjaamiseen tai äänien tuottamiseen. Jos haluat saada äänisignaalin PWM -ulostulonappeihin, käytä tone () -toimintoa.
• Digitaaliset nastat 0 ja 1 ovat AtMega328 IC: n TX- ja RX -signaaleja. Jos mahdollista, älä käytä niitä ohjelmissasi, mutta jos on, sinun on ehkä irrotettava osat näistä nastoista Arduinon ohjelmoinnin aikana.
• SDA- ja SCL -nastat i2c -tiedonsiirtoa varten ovat itse asiassa nastat A4 ja A5. Jos käytät i2c -tiedonsiirtoa, nastat A4 ja A5 eivät ole käytettävissä muihin tarkoituksiin.

Vaihe 16: Arduinon ohjelmointi

Irrota ensin kaikki ulkoiset virtalähteet välttääksesi kahden eri virtalähteen oikosulun. Liitä nyt USB -sarja -sovitin otsikkoon aivan mini -USB -virran takana. Liitä se seuraavasti:

Arduino USB -sarjasovitin

GND GND (maa)

VCC VCC (virta)

DTR DTR (nollaustappi)

TX RX (data)

RX TX (data)

Kyllä, TX- ja RX -nastat kääntyvät. TX on lähettävä nasta ja RX on vastaanottotappi, joten jos sinulla olisi kaksi lähetystappia kytketty toisiinsa, ei tapahdu paljon. Tämä on yksi yleisimmistä sudenkuopista aloittelijoille.

Varmista, että USB -sarja -sovittimen hyppyjohdin on asetettu 5 V.

Kytke USB -sarja -sovitin tietokoneeseen, valitse sopiva COM -portti (riippuu tietokoneestasi) ja kortti (Arduino UNO) Arduino IDE: n Työkalut -valikosta (ladattu Arduino.cc -tiedostosta) ja koota sitten ohjelma.

Vaihe 17: Testaus vilkkuvaan luonnokseen

Ensimmäinen asia, jonka sinun pitäisi tehdä, on vilkkua LED. Tämä tutustuttaa sinut Arduino IDE: hen ja ohjelmointikieleen ja varmistaa, että korttisi toimii oikein. Siirry esimerkkeihin, etsi Blink -esimerkki, koota ja lataa sitten Arduino -kortille varmistaaksesi, että kaikki toimii. Sinun pitäisi nähdä, että nastassa 13 oleva LED alkaa vilkkua ja sammua 1 sekunnin välein.