Rakenna oma Arduino: 6 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:04

Arduinon asettamisesta leipälaudalle on tullut prosessi, josta olen kasvanut rakastamaan.

Muutaman minuutin kuluessa sinulla voi olla täysin toimiva Arduino -alusta, jolla voit työskennellä, kuten näet tässä opetusohjelmassa. Olen ollut useita kertoja, kun olin koulussa ja koin nopeasti yhden näistä testaamaan joitakin ideoita projektia varten. Lisäksi se näyttää vain niin siistiltä, kun kaikki komponentit on asetettu leipälaudan päälle. Jotkut Arduino -projektistani

Arduino on avoimen lähdekoodin elektroniikan prototyyppialusta, joka perustuu joustavaan, helppokäyttöiseen laitteistoon ja ohjelmistoon. Se on tarkoitettu taiteilijoille, suunnittelijoille, harrastajille ja kaikille, jotka ovat kiinnostuneita luomaan interaktiivisia esineitä tai ympäristöjä.

Arduino voi aistia ympäristön vastaanottamalla syötteitä erilaisista antureista ja voi vaikuttaa sen ympäristöön ohjaamalla valoja, moottoreita ja muita toimilaitteita. Taululla oleva mikro -ohjain on ohjelmoitu käyttämällä Arduino -ohjelmointikieltä (perustuu johdotukseen) ja Arduino -kehitysympäristöä (perustuu käsittelyyn). Arduino-projektit voivat olla itsenäisiä tai ne voivat kommunikoida tietokoneessa toimivien ohjelmistojen kanssa (esim. Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Vaihe 1: Komponentit

Muutaman edullisen osan ja juottamattoman leipälevyn avulla voit rakentaa oman Arduinon nopeasti ja helposti. Tämä konsepti toimii hyvin, kun haluat prototyypittää uuden muotoiluidean tai et halua repiä suunnittelua joka kerta, kun tarvitset Arduinoa. Alla oleva esimerkki osoittaa, kuinka liittää leipälaudan komponentit. Tarkastelemme tarkemmin koko projektin ajan. Kuva 1-1: Arduino-leipälevy, jossa on USB-ohjelmointikyky. Ennen kuin aloitamme, varmista, että sinulla on kaikki tarvittavat osat komponenttiluetteloruudussa. Jos sinun on ostettava osia, voit tehdä sen sivustoltani osoitteessa www. ArduinoFun.com tai katso muita verkkokauppoja alla.* Katso TTL-232R-kaapelia koskeva huomautus ohjelmointivaihtoehdoista ennen ostamista. 10% ALENNUS koko tilauksesta osoitteessa ArduinoFun.com, käytä kuponkikoodia: OHJEET uloskirjautumisen yhteydessä. Voit ostaa komponentteja osoitteesta www. ArduinoFun.com tai www. SparkFun.com tai www. CuriousInventor.com tai www. FunGizmos.com tai www. Adafruit.com vain muutamia paikkoja mainitsematta. Alkuperäinen opetusohjelma:

Vaihe 2: Virran asettaminen

Ensimmäinen asia, joka sinun on tehtävä, on asettaa virta. Leipälauta ja komponentit edessäsi… Aloitetaan! Tässä vaiheessa asetat Arduino -leipälevyn vakio +5 voltin teholle 7805 -jännitesäätimellä. Kuva 1-2: Virranhallinta LED-merkkivalolla. Jotta jännitesäädin toimisi, sinun on annettava yli 5 V: n teho. Tyypillinen 9 V: n akku, jossa on pikaliitin, toimisi tähän hyvin. Virta tulee leipälaudalle, jossa näet punaiset ja mustat + ja - neliöt. Lisää sitten yksi 10uF kondensaattoreista. Pidempi jalka on anodi (positiivinen) ja lyhyempi jalka on katodi (negatiivinen). Useimmat kondensaattorit on myös merkitty raidalla alaspäin negatiivisella puolella. Leipälevyn (kanava) tyhjän tilan yli sinun on asetettava kaksi kytkentäjohtoa positiivista (punainen) ja maadoitus (musta) varten, jotta voit siirtyä tehosta leipälaudan toiselta puolelta toiselle. Lisää nyt 7805 jännitesäädin. 7805: ssä on kolme jalkaa. Jos katsot sitä edestä, vasen jalka on jännitteelle (Vin), keskijalka maalle (GND) ja kolmas jalka jännitteelle (Vout). Varmista, että vasen jalka on kohdistettu positiiviseen voimaasi ja toinen nasta maahan. Kun poistut jännitesäätimestä ja siirryt leipälaudan sivussa olevaan virtakiskoon, sinun on lisättävä GND -johto maadoituskiskoon ja sitten Vout -johto (3^rd jännitesäätimen jalka) positiiviseen kiskoon. Lisää toinen 10uF kondensaattori virtakiskoon. Kiinnitä huomiota positiivisiin ja negatiivisiin puoliin. On hyvä idea sisällyttää LED -tilanilmaisin, jota voidaan käyttää vianetsintään. Tätä varten sinun on liitettävä oikeanpuoleinen virtakisko vasempaan virtakiskoon. Lisää positiivisia positiivisiin ja negatiivisia negatiivisiin johtimiin leipälevyn alareunassa. Kuva 1-3: Vasen ja oikea virtakiskoliitännät. Virran kytkeminen vasempaan ja oikeaan virtakiskoon auttaa myös pitämään leipälautasi järjestyksessä, kun virtaa toimitetaan eri osille. Kuva 1-4: Kytke LED-tilan ilmaisimeen 220 & -vastus (väriltään: punainen, punainen, ruskea) virtalähteestä LED-anodiin (positiivinen puoli, pidempi jalka) ja sitten GND-johto katodipuolelle. Onnittelut, nyt leipälauta on säädetty +5 V: n jännitteelle. Voit siirtyä piirin suunnittelun seuraavaan vaiheeseen.

Vaihe 3: Arduino Pin Mapping

Nyt haluamme valmistaa ATmega168- tai 328 -sirun. Ennen kuin aloitamme, katsotaanpa mitä jokainen sirun tappi tekee suhteessa Arduino -toimintoihin. HUOMAUTUS: ATmega328 toimii suunnilleen samalla nopeudella samalla pinoutilla, mutta siinä on yli kaksi kertaa flash -muisti (30k vs 14k) ja kaksi kertaa EEPROM (1Kb vs 512b). Kuva 1-5: Arduino Pin Mapping ATmega168-siru on Atmelin luoma. Jos etsit tietolomaketta, et huomaa, että yllä olevat viitteet ovat samat. Tämä johtuu siitä, että Arduinolla on omat toiminnot näille nastoille, ja olen antanut ne vain tässä kuvassa. Jos haluat verrata tai haluat tietää sirun todelliset viitteet, voit ladata kopion tietolomakkeesta osoitteesta www.atmel.com. Nyt kun tiedät nastojen asettelun, voimme aloittaa muiden komponenttien liittämisen.

Vaihe 4: Komponentin kytkentä

Aluksi rakennamme tukipiirin sirun yhdelle puolelle ja siirrymme sitten toiselle puolelle. Nastan yksi useimmissa pelimerkissä on tunnistemerkki. Katsoessasi ATmega168: ta tai 328: ta huomaat yläosassa u-muotoisen loven sekä pienen pisteen. Pieni piste osoittaa, että tämä on nasta 1. Kuva 1-6: Tukipiirien nastat 15-28 Lisää GND-virtaväylältä hyppyjohdin napaan 22. Seuraavaksi lisää positiiviteholähteestä hyppyjohtimet nastaan 20 (AVCC - Syöttöjännite ADC -muuntimelle. On kytkettävä virtalähteeseen, jos ADC: tä ei käytetä, ja virransyöttöön alipäästösuodattimen kautta (alipäästösuodatin on piiri, joka puhdistaa melun virtalähteestä) Lisää sitten hyppyjohdin positiivisesta väylästä nastaan 21 (analoginen viitetappi ADC: lle). Arduinolla nasta 13 on LED -nasta. Huomaa, että varsinaisessa sirussa nasta on numero 19. Kun lataat luonnoskoodiasi ja kaikissa projekteissa, viittaat siihen edelleen nastana 13. Jos haluat kytkeä LED -valon, lisää 220 & -vastus GND: stä LED -katodiin. Lisää sitten LED -anodista hyppyjohdin nasta 19. Nyt voimme siirtyä sirun toiselle puolelle. Olet melkein valmis! Kuva 1-7: Tukipiirien nastat 1-14 ATmega168-sirun yläpuolella lähellä nastan 1 tunnistimen kohdalla, aseta pieni kosketuskytkin. Tätä kytkintä käytetään Arduinon nollaamiseen. Juuri ennen uuden luonnoksen lataamista sirulle haluat painaa tätä kerran. Lisää nyt pieni hyppyjohdin nastasta 1 kytkimen alaosaan ja lisää sitten 10K -vastus virtalähteestä leipätaulun riville 1. Lisää lopuksi GND -hyppyjohdin kytkimen yläosaan. Lisää teho- ja GND -hyppyjohtimet nastaan 7 (VCC) ja nastaan 8 (GND). Lisää 16 MHz: n kellokide nastoihin 9 ja 10 ja sitten kaksi 0,22 pF: n kondensaattoria nastoista 9 ja 10 GND: hen. (Katso vaihtoehtoinen menetelmä alla olevasta huomautuksesta). Perusleipälevy arduino on nyt valmis. Voit lopettaa täällä, jos haluat, ja vaihtaa jo ohjelmoidun sirun Arduino -kortiltasi leipälautaan, mutta koska olet tullut tähän asti, voit myös lopettaa lisäämällä joitain ohjelmointitappeja. Tämän avulla voit ohjelmoida sirun leipälevyltä. HUOMAUTUS: 16 MHz: n kellokristallin sijasta voit käyttää 16 MHz: n keraamista resonaattoria, jossa on sisäänrakennetut kondensaattorit, kolmen terminaalin SIP-paketti. Sinun on järjestettävä leipälauta hieman eri tavalla, resonaattorissa on kolme jalkaa. Keskijalka menee maahan ja kaksi muuta jalkaa ATmega168 -sirun nastoihin 9 ja 10. Katso kuva 1-7 ja etsi paikka, jossa on 6 saraketta leipäpöydällä, jotka eivät ole kosketuksissa mihinkään muuhun. Aseta tähän kuuden urospistokkeen rivi. Kun leipälauta on itseäsi kohti, liitännät ovat seuraavat: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, soitan myös näihin nastoihin 1, 2, 3, 4, 5, 6. Lisää Power Bus -kiskostasi GND -johto nastaan 1 ja johto virtalähteestä nastaan 3. NC tarkoittaa, että sitä ei ole kytketty, mutta voit kytkeä ne GND: hen, jos haluat. ATmega168 -sirun nastasta 2, joka on Arduino RX -tappi, kytket johdon ohjelmointiotsikoidesi nastaan 4 (TX). ATmega168 -sirulla nasta 3 Arduino TX kytketään otsikkotappien nastaan 5 (RX). Tiedonsiirto näyttää tältä: ATmega168 RX otsikkotappiin TX ja ATmega168 TX otsikkotappiin RX. Nyt voit ohjelmoida Arduino -leipälevysi.

Vaihe 5: Ohjelmointivaihtoehdot

Ensimmäinen vaihtoehto on ostaa TTL-232R 3.3V USB-TTL-tason sarjakaapeli. Ne voi ostaa osoitteesta www.adafruit.com tai www.ftdichip.com. He ovat:

• FT232RL USB Serial Breakout Boardiin, SKU: BOB-00718 (Tämä vaihtoehto vie enemmän tilaa leipälaudallasi)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Tämä vaihtoehto ja suorakulmaisten urien käyttäminen toimii parhaiten kaikista kolmesta, koska se on kiinnitetty paremmin leipälautaan)

Tarkista liitännät uudelleen, varmista, että 9 V: n akku ei ole kytketty ja kytke ohjelmointivaihtoehto. Avaa Arduino IDE ja lataa esimerkkiluonnostiedostojen kohdassa Digitaalinen Blink -luonnos. Valitse tiedostovaihtoehdon Sarjaportti alta COM -portti, jota käytät USB -kaapelilla. esim. COM1, COM9 jne. Valitse tiedostovaihtoehdoista Työkalut/Hallitus joko jompikumpi:

• Arduino Duemilanove ja ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove tai Nano, jossa ATmega128

(riippuen siitä, mitä sirua käytät Arduino -leipälevylläsi) Paina nyt latauskuvaketta ja paina sitten leipälevyn nollauspainiketta. Jos käytät jotakin SparkFun -katkaisulautoja, näet RX- ja TX -valot vilkkuvan. Näin tiedät, että tietoja lähetetään. Joskus sinun on odotettava muutama sekunti latauspainikkeen painamisen jälkeen ennen nollauskytkimen painamista. Jos sinulla on ongelmia, kokeile vain vähän, kuinka nopeasti siirryt näiden kahden välillä. Tämä luonnos, jos se on ladattu oikein, vilkuttaa nastan 13 merkkivaloa yhden sekunnin ajan, sammuu yhden sekunnin ajan, palaa yhden sekunnin ajan… kunnes joko lataat uuden luonnoksen tai katkaiset virran. Kun olet ladannut koodin, voit irrottaa ohjelmointikortin ja käyttää virtalähteenä 9 V: n akkua. Ongelmien karttoittaminen

• Ei virtaa - Varmista, että virtalähteesi on yli 5 V.
• Virta, mutta mikään ei toimi - tarkista kaikki yhteyspisteet uudelleen.
• Latausvirhe - Katso www.arduino.cc ja hae saamasi virhesanoma. Tarkista myös foorumit, sillä sieltä on paljon apua.

Vaihe 6: PCB -tiedostot

Jos joku on kiinnostunut oman PCB: n (painetun piirilevyn) etsaamisesta, olen sisällyttänyt komponentti- ja juotospuolen PCB -tiedostot. Olen lisännyt zip -tiedoston, joka sisältää 300 dpi: n-j.webp