UDuino: Very Low Cost Arduino Compatible Development Board: 7 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:25

Arduino -plater er flotte for prototyping. De blir imidlertid ganske dyre når du har flere samtidige prosjekter eller trenger mange kontrollerkort for et større prosjekt. Det er noen flotte, billigere alternativer (Boarduino, Freeduino), men kostnadene øker fortsatt når du trenger mange av dem. Dette er en måte, etter omtrent $ 25- $ 30 første investering, å bygge under- $ 10 Arduino-kompatible brett med veldig lite ekstra tid investering på hver. Vær oppmerksom på at grunnideen her (Arduino på et brødbrett) har blitt gjort ganske lenge (f.eks. ITP Arduino Breadboard -instruksjoner); Men kabeladapterens konstruksjons- og bruksinstruksjoner her bidrar til å absolutt minimere antall deler for hver kjerne. Dette prosjektet krever kunnskap om lodding og grunnleggende elektronikk, og du bør ha minst erfaring allerede med Arduino -utvikling. Jeg foreslår ikke dette som et første elektronikkprosjekt. Merk: Jeg uttaler uDuino "moo DWEE noh" Lagt til 02-05-08: (for ganske avanserte folk) Et av verktøyene jeg bygde med dette er et logisk fangstverktøy- slags en grunnleggende logisk analysator. Jeg utviklet dette for å feilsøke kommunikasjonslenker. Trenger et gui -grensesnitt, men tviler på at jeg kommer til det snart. Fortsatt dang nyttig i de riktige hendene. Lagt til 06-23-09: Jeg vil påpeke RBBB-er fra Modern Device for alle som vil ha noe med loddetinn, men også superbillig-spesielt hvis du får de blanke brettene og kjøper deler i bulk. USB-BUB er også et billigere alternativ til FT232-kabelen.

Trinn 1: Samle deler til kabeladapteren

Jeg foreslår at du får deler fra en blanding av Mouser, Radio Shack og Ada Fruit Industries; se det siste trinnet for delkilder. Du er velkommen til å bytte ut deler fra søppelboksen din, og med motstanden/kondensatorene kan du avvike fra målingene og fortsatt få ting til å fungere bra (motstand vil jeg foreslå mellom ca. 3,3k og 20k; kondensatorer ville jeg vanligvis ikke gjort gå for mindre verdier, men større opp til ca.47uF burde være greit).

For kabeladapteren trenger du: - en liten bit PC -kort (8 hull med 2 hull) - en.1uf kondensator - en 1x8.1 "mellomromstopp, rett - en 1x8.1" mellomrom, rett vinkel - noen tilkoblinger metalltråd

Trinn 2: Lag programmeringskabeladapteren

Stort sett trenger programmeringskabeladapteren bare å dirigere signaler fra FTDI USB -kabelen til de riktige pinnene på ATmega168 -brikkene; men kondensatoren er lagt til på et sett med pinner for å tillate Arduino -programvaren å tilbakestille sjetongene (kondensatoren lar en kort puls gå over til brikkens tilbakestilling når Arduino -programvaren vender RTS -pinnen).

For å starte, kutt et stykke PC -brett med 9 hull med 2 hull. Bryt deretter av et sett med 8 pinner fra den rette pinneoverskriften, og et sett med 8 pinner fra den høyre vinkeloverskriften (forutsatt at du kjøpte de lengre stripene). Se bildene i delene for å se hvordan disse skal ende ut. Gjennom de følgende trinnene, se både de vedlagte fotografiene og diagrammer for å koble til pinner. Diagrammene viser mye bedre hvor forbindelsene må gå, men fotografiene hjelper til med å tydeliggjøre tavleorientering osv. Hvis du har spørsmål, vennligst send meg en e -post, så skal jeg prøve å avklare alt som ikke gir mening. Snu PC -kortet opp ned slik at du kan se kobberet rundt hullene, med en av langsidene mot deg. Hvis du, som jeg gjorde her, brukte et stykke PC -brett fra kanten av originalen, foreslår jeg at du plasserer siden med det ekstra brettet mot deg. Stikk bunnen (kortsiden) av det rette hodet gjennom hullene lengst fra deg, og la det ene hullet stå til venstre og lodd pinnene på plass (se bildet). Deretter stikker du bunnen (siden med bøyen) på den rettvinklede overskriften gjennom hullene nærmest deg, og igjen forlater hullet til venstre tomt, og loddestiftene på plass. Stikk.1uf kondensatorens ledninger gjennom de tomme hullene til venstre og lodd kondensatoren på plass. Trim ledningene. Deretter lodder hver av de 2 til toppnålen nærmest den; den ene vil koble til pinnen lengst til venstre i den rette hodet, den andre til den venstre tappen til høyre vinkel. Det enkleste er sannsynligvis bare å lage en loddebro (smelte nok lodde til å strømme mellom kondensatorpinnen og pinnen ved siden av den, som på bildet). Hvis du trenger det, kan du bruke en kort trådlengde og lodde den til hver av kontaktene. Lag en annen loddebro eller forbindelse mellom 6. og 7. pinne nærmest deg (tredje og fjerde fra høyre). Dette er for å koble "CTS" -pinnen på kabelen til jord. Og lag en annen loddebro/forbindelse mellom de to toppene ved den andre pinnen til høyre (koble pinnen nærmest deg til den som er lengre unna, bare en pinne over fra høyre). Dette kobler det som vil være VCC USB -strømbryteren til brikkens VCC -pin. Denne strømtilkoblingen vil bare være aktiv når en jumper er installert. Bruk en kort ledningslengde for å koble den høyre tappen nærmest deg til den femte tappen som er nærmest deg (den er femte om du teller fra høyre eller venstre). Dette vil koble +5 volt fra USB -kabelen til den andre pinnen på jumperkontakten. Koble nå en annen kort trådlengde mellom den lengste tappen i raden lengst fra deg til den tredje fra den høyre tappen i raden nærmest deg. Dette kobler kabelens jord til brikkens jord. Ytterligere to korte ledninger å legge til: en fra den andre fra venstre pinne på høyre vinkeloverskrift til den tredje fra venstre pinnen på den rette hodet (merk: siden de venstre hullene har kondensatoren installert i dem, vil det være det tredje-fra-venstre-hullet nærmest deg til det fjerde-fra-venstre-hullet i rekken lengst fra deg). Den andre korte tråden vil krysse rett over den første: fra den tredje fra venstre pinne på høyre vinkeloverskrift til den andre fra venstre pinnen på den rette hodet (fjerde fra venstre hull til tredje -fra venstre hull). Disse ledningene kobler TX- og RX -pinnene på kabelen til brikkene. Dessverre er bestillingen motsatt på kabelen fra brikken, og derfor må vi ha kryssede ledninger. Nå trenger du bare å koble FTDI FT232RL -kabelen til, med den grønne ledningen koblet til pinnen lengst til venstre (den svarte ledningen kobles til den tredje pinnen fra høyre). De to andre pinnene til høyre er for en genser; hvis jumperen er installert, vil kortet drives av USB -kabelen, noe som eliminerer behovet for batterier eller strømforsyning. Denne genseren MÅ IKKE kobles til når annen strøm er koblet til kortet eller skade på noe (kort, kabel, datamaskin) er mulig. Det er det! Du er klar til å lage noen uDuino -kjerner for å programmere med kabelen. (Når du bruker programmeringsadapteren, kobles pinnen ved siden av kondensatoren til pinne 1 på brikken)

Trinn 3: Bestem om du vil lage absolutt minimalt bord eller eksterne-oscillator-baserte kort

Beslutningen om å bygge et oscillatorbasert bord er basert på noen få ting. For det første, har du tilgang til en AVR -programmerer og tid til å programmere en spesiell oppstartslaster på ATmega168 -brikkene dine? to, kan du klare deg uten nøyaktig seriell kommunikasjon med brikken? tre, er søknaden din lav nok til at brettet kan kjøre halvparten så fort og alt fortsatt vil fungere bra?

ATmega168 chips har en intern oscillator som kan aktiveres; den kjører på omtrent 8mHz, som er halvparten av hastigheten på de fleste Arduino -kort (med unntak av Lilypads). Den interne oscillatoren er garantert kalibrert til innen 10% (som ikke er tett nok toleranse for garantert god seriell kommunikasjon). Etter min erfaring har fabrikkkalibreringen på 5v alltid vært bra for å laste opp programmer, men YMMV. Jeg ville imidlertid ikke bruke den interne oscillatoren til viktige ting som trenger å snakke serielt. For blinklys bør det være helt fint. Arduino-brikker med bootloader forhåndslastet som jeg har funnet, kjører alltid på 16mHz, og disse vil kreve en ekstern oscillator. Hvis du ikke har tilgang til en AVR-programmerer, vil du sannsynligvis kjøpe en forhåndsinstallert Arduino-brikke. Jeg anbefaler Ada Fruit Industries som kilde. Vær oppmerksom på at oscillatorene egentlig ikke er så dyre (vanligvis $ 0,50-$ 75 på Mouser); de er bare en annen del som ofte ikke er nødvendig, og pin -layoutet suger for virkelig rene brødbrettede Arduino -oppsett.

Trinn 4: Ekstern oscillatorbasert brettbygging

Samle delene du trenger:- Brødbrett (du kan selvsagt bygge dette rett på et forhåndsboret PC-brett også)- ATmega168-brikke med forhåndslastet bootloader-. 1uf kondensator (keramikk, polyester osv. Spiller ingen rolle så mye; verdi.047uf-.47uf skal være greit)- 10K motstand (verdier ~ 3.3k-20k skal fungere fint)- 16mHz 3-pinners keramisk oscillator (helst med lang, f.eks. 1/2 tommer, ledninger)- Korte lengder på Sett ledningen ATmega168 i brødbrettet, midt på midten. For hver av følgende tilkoblinger, bruk hullet på hver ATmega168 -pinne som er nærmest brikken som er åpen; dette vil la det siste hullet i hver av radene 1-8 være åpent for programmeringskabelen å koble til. Koble til pinne 7 og 20 med en ledningslengde (VCC til AVCC) Koble til pinne 8 og 22 med en ledningslengde (GND til AGND) Koble 10K -motstanden fra pinne 1 til pinne 7 (RES til VCC) Koble.1uf -kondensatoren fra pinne 7 til pinne 8 Koble de ytre pinnene på oscillatoren til pinnene 9 (XTAL1) og 10 (XTAL2) på ATmega168. Det spiller ingen rolle hvilken av pinnene som er koblet til hvilken ATmega -pinne. Koble midtstiftet på oscillatoren til pinne 8 (GND) Hvis du har strømbusslinjer på brødbrettet, foreslår jeg at du kobler + skinnen (rød) til pinne 20 og - skinnen (blå) til pinne 22. Dette er en litt dårlig form (tilkobling til den analoge siden for strømtilkoblinger for andre ting), men hvis brødbrettet er i samme størrelse som mitt, har du allerede fylt alle de tilgjengelige hullene for pinne 7. Hvis du planlegger å bruke USB -strøm, kan du nå bare koble til programmeringskabelen og laste opp skisser til kortet (sørg for å koble strømvelgerpinnene på kabeladapteren med en jumper for å drive brikken fra Ellers må du bruke et batteri/spenningsregulator/etc. å levere strøm.

Trinn 5: ELLER Intern-oscillator Board Build

Samle delene du trenger:- Brødbrett- ATmega168 chip-.1uf kondensator (keramikk, polyester, etc. betyr ikke så mye; verdi.047uf-.47uf skal være bra)- 10K motstand (verdier ~ 3.3k- 20k burde fungere fint)- Korte lengder på ledning Programmer bootloaderen med AVR-programmereren: Du vil bruke lilypad bootloader (inkludert i utgivelsen Arduino-0010, i maskinvaren/bootloaders/lilypad). Bruk AVR -programmereren til å blinke bootloaderen. For eksempel på mitt OSX-system: cd/Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C/Applications/Arduino-0010/ hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock: w: 0x3f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash: w: LilyPadBOOT_168.hex -Ulock: w: 0x0f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Unbruk: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mSett opp brødbrettet: Sett ATmega168 i brødbrettet, og strekk over midten. For hver av følgende tilkoblinger, bruk hull på hver ATmega168 -pinne som er nærmest brikken som er åpen; Dette vil la det siste hullet i hver av radene 1-8 være åpent for programmeringskabelen å koble til. Koble til pinne 7 og 20 med en ledningslengde (VCC til AVCC) Koble til pinne 8 og 22 med en ledningslengde (GND til AGND) Koble 10K -motstanden fra pinne 1 til pinne 7 (RES til VCC) *Koble.1uf -kondensatoren fra pinne 7 til pinne 8 Hvis du har strømbusslinjer på brødbrettet, foreslår jeg at du kobler + skinnen (rød) til pinnen 20 og - skinnen (blå) til pinne 22. Dette er en litt dårlig form (tilkobling til den analoge siden for strømtilkoblinger for andre ting), men hvis brødbrettet er i samme størrelse som mitt, har du allerede fylt alle hullene tilgjengelig for pinne 7. Hvis du planlegger å bruke USB -strøm, kan du nå bare koble til programmeringskabelen og laste opp skisser til kortet (sørg for å koble strømvelgerpinnene på kabeladapteren med en jumper for å drive brikken Ellers må du bruke et batteri/spenningsregulator/etc. å levere strøm. Vær oppmerksom på at du alltid vil bruke 5v for programmering via Arduino -programvare; andre spenninger vil føre til at klokkehastigheten varierer betydelig og vil sannsynligvis føre til at kommunikasjon (og dermed programmering) mislykkes. Når du går for å laste opp skisser til denne tavlen som bruker den interne oscillatoren, velger du "Lilypad Arduino" fra Verktøy/brett Meny.

2008 10-02 FIXED-ble feil satt som pin 1 til pin 10 i originalen

Trinn 6: Tilkoblinger for Arduino -utvikling

Vær oppmerksom på at pinnene på en ATmega168 ikke tydeligvis er knyttet til Arduino -navnene.

atmega168 Arduino 2 Digital 0 3 Digital 1 4 Digital 2 5 Digital 3 6 Digital 4 11 Digital 5 12 Digital 6 13 Digital 7 14 Digital 8 15 Digital 9 16 Digital 10 17 Digital 11 18 Digital 12 19 Digital 13 23 Analog 0 24 Analog 1 25 Analog 2 26 Analog 3 27 Analog 4 28 Analog 5

Trinn 7: Noen delkilder

Vær oppmerksom på at jeg ikke brukte de spesifikke kondensatorene og topptekstene som er oppført nedenfor i denne instruksjonsboken, så utseendet deres kan variere noe fra retningene her. Gi meg beskjed hvis du har problemer.- FT232RL USB-kabel- Mouser:.1 "avstandshoder, 36 pinner, rett- bryt av 8 pinner for kabeladapter og bruk resten til andre prosjekter- Mouser:.1" mellomrom hoder, 36 pinner, rett vinkel- bryt 8 pinner for kabeladapter- PC-kort for kabeladapter- Mouser: 10K motstander- Mouser:.1uF kondensatorer- brødbrett Pololu eller Ada Fruit- ATmega168 chips Mouser: uprogrammert eller Ada Fruit: forhåndsprogrammert - Mouser: 16Mhz oscillatorer