Deska kompatibilní s Arduino: 13 kroků

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-13 06:57

Ovládáte technologii Arduino? Pokud nedominujete, je to pravděpodobně proto, že dominuje vám.

Znalost Arduina je pro vás prvním krokem k vytváření různých typů technologií, takže prvním krokem je, abyste zvládli plný provoz desky Arduino.

V tomto Instructables se krok za krokem naučíte zvládnout kompletní obvody desky kompatibilní s Arduino.

Naším cílem je proto naučit, jak si můžete vyrobit vlastní desku kompatibilní se Arduino se stejnou velikostí a rozměry jako Arduino UNO prostřednictvím projektu s JLCPCB Arduino Compatible Board ve výši 2 $.

Dále nabídneme veškerý materiál a vysvětlíme, jak funguje obvod a zkonstruujeme naši desku kompatibilní s Arduino PCB pomocí softwaru EasyEDA.

Zásoby

• 01 x Krystal 16 MHz
• 02 x 22pF keramický kondenzátor
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x elektrolytický kondenzátor 0,1 uF
• 02 x elektrolytický kondenzátor 0,33 uF
• 01 x Jack konektor 2,1 mm
• 01 x keramický kondenzátor 100nF
• 04 x Rezistor 1kR
• 01 x Rezistor 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x kolíková lišta 2x3 - 2,54 mm
• 01 x dioda 1N4001
• 01 x ASM1117 3,3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x kolíková lišta 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Přepínací tlačítko 6x6x5 mm

Krok 1: Ovládání elektronického schématu Arduino UNO

Prvním krokem k ovládnutí technologie Arduino je seznámit se s elektronickým schématem Arduino. Z tohoto elektronického obvodu se naučíme, jak deska Arduino funguje a jak zkonstruovat vlastní desku kompatibilní s Arduino.

Dále představíme celý projekt kompatibilní desky Arduino.

V elektronickém obvodu Arduino existuje několik důležitých obvodů, které jsou uvedeny níže:

• Zdroj napájení;
• Reset obvodu;
• Programovací obvod;
• Obvod oscilátoru;
• Obvod mikrokontroléru ATMEGA328P;
• LED signalizátor obvodu;
• Konektor pro piny Atmega328P.

Na základě obvodů zkonstruujeme desku kompatibilní s Arduino.

Krok 2: Elektronické schéma desky kompatibilní s Arduino

Níže je uveden elektronický obvod desky kompatibilní s Arduino. Tento obvod má následující části:

• Zdroj napájení;
• Obnovit obvod;
• Programovací obvod;
• Obvod oscilátoru;
• Obvod mikrokontroléru ATMEGA328P;
• LED signalizátor obvodu;
• Konektor pro piny Atmega328P.

Dále si představíme, jak funguje každá část tohoto obvodu.

Krok 3: Obvod napájecího zdroje

Power Circuit se používá k napájení celé desky obvodů kompatibilní s Arduino. Tento obvod nabízí 3 různá napětí: vstupní napětí, 5 V a 3,3 V na pinech konektoru karty kompatibilní s Arduino.

Tento obvod lze napájet napětím 7V až 12V, doporučujeme však napájet maximálně 9V.

Po napájení obvodu konektorem jack 2,1 mm prochází vstupní napětí 2 obvody regulátoru napětí.

Napětí je regulováno integrovaným obvodem AMS1117 5V IC a AMS1117 3.3V IC. AMS1117 5V IC se používá k zajištění regulovaného napětí 5V pro napájení mikrokontroléru ATMEGA328P. Zatímco AMS1117 CHIP se používá k zajištění napětí 3,3 V na konektoru desky, bude napájet některé moduly a senzory, které tuto hodnotu napětí používají k práci.

Krok 4: Reset a obvod oscilátoru

Resetovací obvod se skládá z tlačítka a odporu, který je připojen ke kolíku 1 mikrokontroléru ATMEGA328P. Když je tlačítko stisknuto, resetovací kolík je napájen napětím 0 V. Tímto způsobem se mikrokontrolér ručně resetuje tlačítkem.

Obvod oscilátoru se nyní skládá z krystalu a dvou keramických kondenzátorů, jak je znázorněno na elektronickém schématu.

Krok 5: Elektronické schéma ATMEGA328P

Obvod ATMEGA328P je znázorněn na obrázku výše. Aby mikrokontrolér ATMEGA32P fungoval, jsou nutné tři věci:

• Reset obvodu
• 16MHz krystalový oscilátorový obvod;
• 5V napájecí obvod.

Resetovací obvod a oscilátor již byly představeny dříve. Nakonec je napájení 5V získáno z napěťového výstupu 5V regulátoru napětí AMS1117. Je zodpovědný za regulaci napětí a napájení mikrokontroléru ATMEGA328P.

Nyní představíme programovací obvod ATMEGA328P CHIP a signalizační LED na obvodu.

Krok 6: Obvod programování čipu ATMEGA328P CHIP a signalizační LED diody v obvodu

V této desce kompatibilní s Arduino není port USB. Tímto způsobem použijeme modul USB-TTL Converter.

Modul používaný k programování ATMEGA328P je FT232RL. Tento modul se používá, protože má pin DTR. Prostřednictvím tohoto modulu jej spojíme do samčího pinu záhlaví a naprogramujeme ATMEGA328P pomocí 5 pinů.

K programování slouží kolíky VCC (+5V), GND, RX, TX a DTR.

Kromě tohoto obvodu je zde signalizační LED dioda v obvodu. Tato LED dioda se používá k signalizaci zapnutí desky kompatibilní s arduino.

Když je obvodová deska pod napětím, napětí 5V regulátoru napětí AMS1117 dosáhne této LED a je napájeno.

Konečně máme konektory kompatibilní s Arduino.

Krok 7: Konektor a tvar Arduino UNO

Abychom vytvořili dobrou uživatelskou zkušenost s deskou kompatibilní s Arduino, použili jsme tvar podobný desce Arduino UNO.

Jak je možné vidět, všechny piny mikrokontroléru jsou spojeny ve tvaru Arduino UNO. Tímto způsobem bude mít naše deska s plošnými spoji tvar Arduino UNO, jak je uvedeno výše.

Díky tvaru bude mít uživatel dobré zkušenosti podobné Arduino UNO.

Proto jsme s tímto elektronickým schématem vytvořili projekt desky s plošnými spoji.

Krok 8: Projekt desky s plošnými spoji

K vytvoření desky kompatibilní s Arduino byl tento projekt vyvinut prostřednictvím projektu EasyEDA PCB Project Enviroment.

Tímto způsobem jsou všechny komponenty organizovány a následně jsou vytvořeny stopy. Výše představená deska plošných spojů byla proto vytvořena s tvarem podobným Arduino UNO, jak je uvedeno výše.

Na obrázcích výše je obvodová deska představena ve svém 2D a 3D schematickém modelu.

Nakonec, po vyrobení desky plošných spojů, byly generovány soubory Gerber a odeslány k výrobě ve společnosti JLCPCB Electronic Circuit Board.

Krok 9: Deska s plošnými spoji kompatibilní s Arduino

Výše jsou uvedeny výsledky desky plošných spojů kompatibilní s Arduino. Jak je vidět, deska s plošnými spoji má dobrou kvalitu a prototyp funguje bez problémů.

Po vyhodnocení všech obvodů desky s plošnými spoji sestavíme součásti desky s plošnými spoji do desky plošných spojů.

Krok 10: Deska plošných spojů Assemby

Deska kompatibilní s Arduino se velmi snadno sestavuje. Jak je možné vidět na jeho struktuře, má 29 komponent k pájení ve vaší struktuře. Tímto způsobem je prostřednictvím kolíku skrz díru sestaveno pouze 27 komponent. Proto může být 93,1% součástí použitých v této desce pájeno pro kohokoli uživatele.

Další 2 součásti SMD se velmi snadno pájí na povrch desky plošných spojů.

Tímto způsobem je možné použít tuto desku plošných spojů k výuce studentů o tom, jak vytvořit vlastní desku kompatibilní s Arduino a produkovat další aktivity.

Nakonec zkonstruujeme naši krabici pomocí laserového řezání, abychom zakryli naši desku kompatibilní s Arduino.

Krok 11: Skříň skříně pro desku kompatibilní s Arduino

Laserem řezaný box je navržen tak, aby ukládal obvod Arduino a chránil jej. Tento box může být vyroben z dřevovláknitých desek střední hustoty nebo akrylu a musí být vyroben z jednoho materiálu.

K výrobě skříně skříně používáme online software Maker Case. Prostřednictvím tohoto softwaru je proto možné vkládat parametry jako šířka, výška a hloubka.

Nakonec máme v krytu naši desku s plošnými spoji.

Krok 12: Stažení souborů desky kompatibilní s Arduino

Pokud potřebujete stáhnout soubory DPS pro výrobu DPS, můžete si je stáhnout v následujícím odkazu:

Stáhněte si projekty souborů PCB

Krok 13: Poděkování

Děkujeme JLCPCB, že za vytvoření tohoto článku můžete nabídnout PCB Arduino Compatible Board Open Source Project.