Bygg din egen Arduino: 6 trinn (med bilder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:26

Å sette opp en Arduino på et brødbrett har blitt en prosess jeg har vokst til å elske.

I løpet av få minutter kan du ha en fullt fungerende Arduino -plattform å jobbe med som du vil se i denne opplæringen. Det har vært flere anledninger da jeg var på skolen og raskt satte sammen en av disse for å teste noen ideer til et prosjekt. I tillegg ser det bare så pent ut med alle komponentene som er lagt over brødbrettet. Noen av mine Arduino -prosjekter Hva er en Arduino?

Arduino er en åpen kildekode-prototypeplattform for elektronikk basert på fleksibel, brukervennlig maskinvare og programvare. Den er beregnet for kunstnere, designere, hobbyister og alle som er interessert i å lage interaktive objekter eller miljøer.

Arduino kan føle miljøet ved å motta input fra en rekke sensorer og kan påvirke omgivelsene ved å kontrollere lys, motorer og andre aktuatorer. Mikrokontrolleren på brettet er programmert ved hjelp av Arduino programmeringsspråk (basert på ledninger) og Arduino utviklingsmiljø (basert på prosessering). Arduino-prosjekter kan være frittstående eller de kan kommunisere med programvare på kjøring på en datamaskin (f.eks. Flash, prosessering, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Trinn 1: Komponenter

Med noen få rimelige deler og et loddfritt brødbrett kan du raskt og enkelt bygge din egen Arduino. Dette konseptet fungerer utmerket når du vil prototype en ny designidee, eller hvis du ikke vil rive designet ditt hver gang du trenger din Arduino. Eksemplet nedenfor viser hvordan du kobler til komponentene på brødbrettet. Vi vil gå nærmere inn på dette prosjektet. Figur 1-1: Brødbrett Arduino med USB-programmering. Før vi begynner, må du kontrollere at du har alle de nødvendige elementene i komponentlisten. Hvis du trenger å kjøpe deler, kan du gjøre det fra nettstedet mitt på www. ArduinoFun.com eller se nedenfor for andre nettbutikker* Se merknad om TTL-232R-kabelen i programmeringsalternativer før du kjøper. 10% RABATT på hele bestillingen på ArduinoFun.com, bruk kupongkode: INSTRUKTABLER ved utsjekking. Du kan kjøpe komponenter på www. ArduinoFun.com eller www. SparkFun.com eller www. CuriousInventor.com eller www. FunGizmos.com eller www. Adafruit.com bare for å nevne noen få steder på hånden. Opprinnelig opplæring av:

Trinn 2: Konfigurere strøm

Det første du må gjøre er å sette opp strøm. Med brødbrettet og komponentene foran deg … la oss komme i gang! Med dette trinnet vil du sette brødbrettet Arduino opp for konstant +5 volt effekt ved hjelp av en 7805 spenningsregulator. Figur 1-2: Strømoppsett med LED-indikator. For at spenningsregulatoren skal fungere, må du gi mer enn 5V strøm. Et typisk 9V batteri med en snap -kontakt ville fungere helt fint for dette. Strøm kommer til å komme inn i brødbrettet der du ser de røde og svarte + og - rutene. Deretter legger du til en av 10uF -kondensatorene. Det lengre benet er anoden (positiv) og det kortere benet er katoden (negativ). De fleste kondensatorer er også merket med en stripe nedover den negative siden. Over den tomme plassen på brødbrettet (kanalen) må du plassere to tilkoblingskabler for positive (røde) og bakken (svarte) for å hoppe strøm fra den ene siden av brødbrettet til den andre. Legg nå til spenningsregulatoren 7805. 7805 har tre bein. Hvis du ser på det forfra, er venstre ben for spenning i (Vin) det midterste benet er for bakken (GND) og det tredje benet er for spenning ut (Vout). Sørg for at venstre ben er stilt opp med din positive kraft i, og den andre pinnen til bakken. Når du kommer ut av spenningsregulatoren og går til strømskinnen på siden av brødbrettet, må du legge til en GND -ledning til jordskinnen og deretter Vout -ledningen (3^rd benet på spenningsregulatoren) til den positive skinnen. Legg den andre 10uF kondensatoren til kraftskinnen. Vær oppmerksom på de positive og negative sidene. Det er en god idé å inkludere en LED -statusindikator som kan brukes til feilsøking. For å gjøre dette må du koble høyre kraftskinne til venstre kraftskinne. Legg positive til positive og negative til negative ledninger nederst på brødbrettet. Figur 1-3: Venstre og høyre strømskinneforbindelse. Å ha strøm på venstre og høyre strømskinne vil også bidra til å holde brødbrettet organisert når du gir strøm til de forskjellige komponentene. Figur 1-4: For LED-statusindikatoren kobler du en 220 & motstand (farget som: rød, rød, brun) fra strømmen til LED-anoden (positiv side, lengre ben) og deretter en GND-ledning til katodesiden. Gratulerer, nå er brødbrettet ditt konfigurert for +5V strøm. Du kan gå videre til neste trinn i kretsutformingen.

Trinn 3: Arduino Pin Mapping

Nå vil vi forberede ATmega168 eller 328 -brikken. Før vi begynner, la oss se på hva hver pinne på brikken gjør i forhold til Arduino -funksjonene. MERK: ATmega328 kjører stort sett samme hastighet, med samme pinout, men har mer enn to ganger flashminnet (30k vs 14k) og to ganger EEPROM (1Kb vs 512b). Figur 1-5: Arduino Pin Mapping ATmega168-brikken er laget av Atmel. Hvis du slår opp databladet, finner du ikke at referansene ovenfor er de samme. Dette er fordi Arduino har sine egne funksjoner for disse pinnene, og jeg har gitt dem bare på denne illustrasjonen. Hvis du vil sammenligne eller vite de faktiske referansene for brikken, kan du laste ned en kopi av databladet på www.atmel.com. Nå som du kjenner utformingen av pinnene, kan vi begynne å koble til resten av komponentene.

Trinn 4: Komponenttilkobling

For å starte vil vi bygge støttekretsene for den ene siden av brikken og deretter gå videre til den andre siden. Pin en på de fleste chips har en identifikasjonsmarkør. Når du ser på ATmega168 eller 328, vil du merke et u-formet hakk på toppen, så vel som en liten prikk. Den lille prikken indikerer at dette er pin 1. Figur 1-6: Støttekretsstift 15-28 Fra GND-strømbussen, legg til en jumper wire til pin 22. Deretter, fra den positive power-bussen, legg til jumper-ledninger til pin 20 (AVCC - Forsyningsspenning for ADC -omformeren. Må kobles til strøm hvis ADC ikke brukes, og hvis det er et lavpassfilter (et lavpassfilter er en krets som renser ut støy fra strømkilden, vi bruker ikke en) Legg deretter til en startkabel fra den positive bussen til pinne 21 (Analog referansepinne for ADC). På Arduino er pin 13 LED -pinnen. Merk at på selve brikken er pinnen nummer 19. Når du laster opp skissekoden din og for alle prosjekter, vil du fremdeles referere til dette som pin 13. For å koble til LED -en, legg til en 220 & motstand fra GND til katoden på LED -en. Deretter legger du til en jumper wire fra LED -anoden. pinne 19. Nå kan vi bevege oss på den andre siden av brikken. Du er nesten ferdig! Figur 1-7: Støttekretspinner 1-14 Over ATmega168-brikken nær pin 1 -identifikatoren, plasser den lille taktbryteren. Denne bryteren brukes til å tilbakestille Arduino. Rett før du laster opp en ny skisse til brikken, vil du trykke på denne en gang. Legg nå til en liten jumper wire fra pin 1 til det nederste benet på bryteren, og legg deretter til 10K motstanden fra strøm til pin 1 rad på brødbrettet. Til slutt legger du til en GND -jumper wire til det øverste benet på bryteren. Tilfør strøm og GND -hoppere til pinne 7 (VCC) og pinne 8 (GND). Tilsett 16MHz klokkekrystall til pinne 9 og 10 og deretter de to.22pF kondensatorene fra pinne 9 og 10 til GND. (Se merknad nedenfor for alternativ metode). Din grunnleggende brødbrett -arduino er nå komplett. Du kan stoppe her hvis du vil og bytte en allerede programmert brikke fra Arduino -brettet til brødbrettet, men siden du kom så langt, kan du like godt avslutte med å legge til noen programmeringsnål. Dette lar deg programmere brikken fra brødbrettet. MERK: I stedet for å bruke 16MHz klokkekrystall, kan du bruke en 16 MHz keramisk resonator med innebygde kondensatorer, tre-terminal SIP-pakke. Du må ordne brødbrettet litt annerledes, resonatoren har tre bein. Midtbenet går til bakken og de to andre benene går til pinne 9 og 10 på ATmega168 -brikken. Med henvisning til figur 1-7, finn et sted der du har 6 kolonner på brødbrettet som ikke er i kontakt med noe annet. Plasser en rad med seks mannlige toppstifter her. Med brødbrettet vendt mot deg, er tilkoblingene som følger: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, jeg kaller også disse pinnene 1, 2, 3, 4, 5, 6. Fra strømbussskinnen, legg til GND wire til pin 1 og en wire fra power for pin 3. NC betyr ikke tilkoblet, men du kan koble disse til GND hvis du vil. Fra pinne 2 på ATmega168 -brikken, som er Arduino RX -pinnen, kobler du en ledning til pinne 4 (TX) på programmeringsoverskriftene. På ATmega168 -brikken kobles pin 3 Arduino TX til pin 5 (RX) på toppnålene. Kommunikasjonen ser slik ut: ATmega168 RX til Header Pin TX, og ATmega168 TX til Header Pin RX. Nå kan du programmere brødbrettet Arduino.

Trinn 5: Programmeringsalternativer

Det første alternativet er å kjøpe en TTL-232R 3.3V USB-TTL nivå seriekabel. Disse kan kjøpes på www.adafruit.com eller www.ftdichip.com De to andre alternativene, som jeg foretrekker, er å kjøpe et av to breakout -brett fra www. SparkFun.com. De er:

• FT232RL USB til Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Dette alternativet tar mer plass på brødbrettet)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Dette alternativet, og bruk av rettvinklede mannlige overskrifter fungerer best av alle tre fordi det er sikret bedre på brødbrettet)

Dobbeltsjekk tilkoblingene, kontroller at 9V -batteriet ikke er tilkoblet, og koble til programmeringsalternativet. Åpne Arduino IDE og i Eksempel -skissefilene, under Digital, last inn Blink -skissen. Under filalternativet Seriell port velger du COM -porten du bruker med USB -kabelen. dvs. COM1, COM9, etc. Under filalternativet Tools/Board, velg enten:

• Arduino Duemilanove m/ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove eller Nano m/ATmega128

(avhengig av hvilken brikke du bruker med brødbrettet Arduino) Trykk nå på opplastingsikonet og trykk deretter på tilbakestillingsknappen på brødbrettet. Hvis du bruker et av SparkFun breakout -kortene, vil du se RX- og TX -lampene blinke. Dette gir deg beskjed om at dataene blir sendt. Noen ganger må du vente noen sekunder etter at du har trykket på opplastingsknappen før du trykker på tilbakestillingsbryteren. Hvis du har problemer, er det bare å eksperimentere litt med hvor fort du går mellom de to. Denne skissen hvis den lastes opp på riktig måte, blinker LED -en på pinne 13 i ett sekund, av i ett sekund, på i ett sekund … til du enten laster opp en ny skisse eller slår av strømmen. Når du har lastet opp koden, kan du koble fra programmeringskortet og bruke 9V -batteriet til strøm. Feilsøking

• Ingen strøm - Sørg for at kildekraften er over 5V.
• Strøm, men ingenting fungerer - sjekk alle tilkoblingspunktene på nytt.
• Opplastingsfeil - Se www.arduino.cc og søk på den spesifikke feilmeldingen du mottar. Sjekk også forumene, da det er mye god hjelp der.

Trinn 6: PCB -filer

Hvis noen er interessert i å etse sin egen PCB (kretskort) har jeg inkludert komponent- og loddetinns PCB -filer. Jeg har lagt til en zip -fil som inneholder 300dpi-j.webp