Vytvořte si vlastní Arduino: 6 kroků (s obrázky)

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

Nastavení Arduina na prkénko se stalo procesem, který jsem si zamiloval.

Během několika minut můžete mít plně funkční platformu Arduino, se kterou budete pracovat, jak uvidíte v tomto tutoriálu. Několikrát jsem byl ve škole a rychle jsem dal dohromady jeden z nich, abych otestoval nějaké nápady na projekt. Navíc to prostě vypadá tak úhledně se všemi součástmi rozloženými na prkénku. Některé z mých projektů Arduino Co je Arduino?

Arduino je open-source platforma pro prototypování elektroniky založená na flexibilním, snadno použitelném hardwaru a softwaru. Je určen pro umělce, designéry, fandy a kohokoli, kdo má zájem o vytváření interaktivních objektů nebo prostředí.

Arduino dokáže vnímat prostředí přijímáním vstupů z různých senzorů a může ovlivňovat své okolí ovládáním světel, motorů a dalších akčních členů. Mikrokontrolér na desce je programován pomocí programovacího jazyka Arduino (na základě Wiring) a vývojového prostředí Arduino (na základě Processing). Projekty Arduino mohou být samostatné nebo mohou komunikovat se softwarem při běhu na počítači (např. Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Krok 1: Součásti

S několika levnými díly a nepájivou deskou si můžete rychle a snadno postavit vlastní Arduino. Tento koncept funguje skvěle, když chcete prototypovat nový designový nápad, nebo nechcete svůj design roztrhnout pokaždé, když potřebujete Arduino. Následující příklad ukazuje, jak připojit komponenty na desce. Během tohoto projektu se budeme zabývat dalšími podrobnostmi. Obrázek 1-1: Breadboard Arduino s možností programování USB. Než začneme, ujistěte se, že máte v seznamu komponent všechny potřebné položky. Pokud potřebujete koupit díly, můžete tak učinit na mém webu na www. ArduinoFun.com nebo se podívejte níže na další internetové obchody* Před zakoupením si přečtěte poznámku o kabelu TTL-232R v programovacích možnostech. 10% SLEVA na celou objednávku na ArduinoFun.com, při placení použijte kód kupónu: NÁVOD. Součásti můžete zakoupit na www. ArduinoFun.com nebo www. SparkFun.com nebo www. CuriousInventor.com nebo www. FunGizmos.com nebo www. Adafruit.com, abychom vyjmenovali několik míst z ruky. Originální návod od:

Krok 2: Nastavení napájení

První věc, kterou musíte udělat, je nastavit napájení. S prkénkem a komponenty před sebou … můžeme začít! V tomto kroku nastavíte prkénko Arduino na konstantní výkon +5V pomocí regulátoru napětí 7805. Obrázek 1-2: Nastavení napájení s LED indikátorem. Aby regulátor napětí fungoval, musíte poskytnout více než 5V napájení. Typická 9V baterie se zacvakávacím konektorem by na to fungovala dobře. Síla přijde na prkénko, kde vidíte červené a černé + a - čtverečky. Poté přidejte jeden z 10uF kondenzátorů. Delší noha je anoda (pozitivní) a kratší noha je katoda (negativní). Většina kondenzátorů je také označena pruhem dolů po negativní straně. Přes prázdný prostor na prkénku (kanál) budete muset umístit dva propojovací vodiče pro kladný (červený) a uzemňovací (černý), aby přeskočil energii z jedné strany prkénka na druhou. Nyní přidejte regulátor napětí 7805. 7805 má tři nohy. Pokud se na to díváte zepředu, levá noha je pro napětí v (Vin), střední noha je pro zem (GND) a třetí noha je pro výstupní napětí (Vout). Ujistěte se, že levá noha je zarovnána s vaší pozitivní silou a druhým kolíkem k zemi. Když vyjdete z regulátoru napětí a přejdete k napájecí liště na straně prkénka, musíte k zemnící liště přidat vodič GND a poté vodič Vout (3^rd nohu regulátoru napětí) na kladnou kolejnici. Přidejte druhý 10uF kondenzátor na napájecí lištu. Věnujte pozornost pozitivním a negativním stránkám. Je dobré zahrnout indikátor stavu LED, který lze použít k řešení problémů. Chcete -li to provést, musíte připojit pravou boční napájecí lištu k levé napájecí liště. Přidejte kladné na kladné a záporné na záporné vodiče ve spodní části desky. Obrázek 1-3: Připojení levé a pravé napájecí lišty. Napájení na levé a pravé napájecí liště také pomůže udržet vaši prkénko organizovanou při napájení různých komponent. Obrázek 1-4: U indikátoru stavu LED připojte 220 & odpor (barevný jako: červený, červený, hnědý) od napájení k anodě LED (kladná strana, delší noha) a poté vodič GND na katodovou stranu. Gratulujeme, nyní je vaše prkénko nastaveno na napájení +5V. Můžete přejít na další krok v návrhu obvodu.

Krok 3: Mapování pinů Arduino

Nyní chceme připravit čip ATmega168 nebo 328. Než začneme, podívejme se na to, co každý pin na čipu dělá ve vztahu k funkcím Arduina. POZNÁMKA: ATmega328 běží téměř stejnou rychlostí se stejným vývodem, ale nabízí více než dvojnásobek flash paměti (30k vs 14k) a dvakrát EEPROM (1Kb vs 512b). Obrázek 1-5: Mapování pinů Arduino Čip ATmega168 vytvořil Atmel. Když se podíváte do datového listu, nenajdete, že výše uvedené odkazy jsou stejné. Důvodem je, že Arduino má pro tyto piny své vlastní funkce a poskytl jsem je pouze na tomto obrázku. Pokud byste chtěli porovnat nebo potřebujete znát skutečné reference na čip, můžete si stáhnout kopii datového listu na www.atmel.com. Nyní, když znáte rozložení kolíků, můžeme začít připojovat ostatní součásti.

Krok 4: Zapojení komponent

Pro začátek postavíme podpůrné obvody pro jednu stranu čipu a poté přejdeme na druhou stranu. Pin jedna na většině čipů má značku identifikátoru. Při pohledu na ATmega168 nebo 328 si všimnete zářezu ve tvaru písmene U v horní části a malé tečky. Malá tečka značí, že se jedná o pin 1. Obrázek 1-6: Kolíky podpůrných obvodů 15-28 Z napájecí sběrnice GND přidejte propojovací vodič na pin 22. Dále ze kladné napájecí sběrnice přidejte propojovací vodiče na pin 20 (AVCC - napájecí napětí pro ADC převodník „Nepoužíváme jeden) Poté přidejte propojovací vodič z kladné sběrnice na pin 21 (analogový referenční pin pro ADC). Na Arduinu je pin 13 LED dioda. Všimněte si, že na skutečném čipu je pin číslo 19 Při odesílání kódu skici a pro všechny projekty budete stále odkazovat na tento pin 13. Chcete -li zapojit LED, přidejte na katodu LED diodu 220 & z GND. Poté z anody LED přidejte propojovací kabel kolík 19. Nyní se můžeme přesunout na druhou stranu čipu. Jste téměř hotovi! Obrázek 1-7: Piny podpůrných obvodů 1-14 Nad čipem ATmega168 poblíž pin 1 identifikátor, umístěte malý taktový spínač. Tento přepínač se používá k resetování Arduina. Těsně před nahráním nové skici na čip ji budete chtít jednou stisknout. Nyní přidejte malý propojovací vodič z kolíku 1 do spodní části spínače a poté přidejte 10K odpor z napájení do řady pin 1 na desce. Nakonec přidejte propojovací vodič GND do horní části spínače. Přidejte propojky napájení a GND na pin 7 (VCC) a pin 8 (GND). Přidejte hodinový krystal 16 MHz na kolíky 9 a 10 a poté dva kondenzátory.22pF z pinů 9 a 10 do GND. (Alternativní metodu viz poznámka níže). Vaše základní arduino na prkénku je nyní kompletní. Tady byste se mohli zastavit, kdybyste chtěli, a vyměnit již naprogramovaný čip z desky Arduino na prkénko, ale protože jste došli tak daleko, můžete také skončit přidáním několika programovacích pinů. To vám umožní naprogramovat čip z prkénka. POZNÁMKA: Místo použití hodinového krystalu 16 MHz můžete použít 16 MHz keramický rezonátor s vestavěnými kondenzátory, třísvorkový balíček SIP. Svůj prkénko budete muset zařídit trochu jinak, rezonátor má tři nohy. Prostřední noha půjde na zem a další dvě nohy půjdou na piny 9 a 10 na čipu ATmega168. Podle obrázku 1-7 najděte místo, kde máte na prkénku 6 sloupců, které nejsou v kontaktu s ničím jiným. Sem umístěte řadu šesti mužských kolíků záhlaví. S deskou směřující k vám jsou připojení následující: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, tyto kolíky také volám 1, 2, 3, 4, 5, 6. Z napájecí sběrnice přidejte GND vodič na pin 1 a vodič z napájení na pin 3. NC znamená nepřipojeno, ale pokud chcete, můžete je připojit k GND. Od pinu 2 na čipu ATmega168, což je pin Arduino RX, připojíte vodič na pin 4 (TX) vašich programovacích hlaviček. Na čipu ATmega168 se pin 3 Arduino TX připojí ke kolíku 5 (RX) na vašich kolících. Komunikace vypadá takto: ATmega168 RX na záhlaví TX a ATmega168 TX na záhlaví RX. Nyní můžete naprogramovat svůj prkénko Arduino.

Krok 5: Možnosti programování

První možností je koupit sériový kabel TTL-232R 3,3 V USB-TTL. Ty lze zakoupit na www.adafruit.com nebo www.ftdichip.com Další dvě možnosti, kterým dávám přednost, je koupit jednu ze dvou breakout desek z www. SparkFun.com. Oni jsou:

• FT232RL USB to Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Tato možnost zabírá více místa na vašem breadboardu)
• FTDI Basic Breakout - 3,3V SKU: DEV -08772 (Tato možnost a použití pravoúhlých samčích hlaviček funguje nejlépe ze všech tří, protože je lépe zajištěno na prkénku)

Znovu zkontrolujte připojení, ujistěte se, že není připojena 9V baterie a připojte možnost programování. Otevřete Arduino IDE a v souborech Příklad skici v části Digitální načtěte skicu Blink. V možnosti souboru Sériový port vyberte port COM, který používáte s kabelem USB. tj. COM1, COM9 atd. V možnosti souboru Nástroje/Deska vyberte buď:

• Arduino Duemilanove s ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove nebo Nano s ATmega128

(v závislosti na tom, který čip používáte s prkénkem Arduino) Nyní stiskněte ikonu nahrávání a poté klikněte na tlačítko reset na prkénku. Pokud používáte některou z odlamovacích desek SparkFun, uvidíte, jak blikají kontrolky RX a TX. Díky tomu budete vědět, že se data odesílají. Někdy musíte po stisknutí tlačítka pro odeslání počkat několik sekund, než stisknete vypínač. Pokud máte potíže, trochu experimentujte s tím, jak rychle jdete mezi nimi. Tento náčrtek, pokud je nahrán správně, bude blikat LED na pinu 13 na jednu sekundu, zhasne na jednu sekundu, na jednu sekundu … dokud nenahrajete nový náčrt nebo nevypnete napájení. Jakmile kód nahrajete, můžete odpojit programovací desku a používat 9V baterii k napájení. Odstraňování problémů

• Žádné napájení - Ujistěte se, že je zdroj zdroje nad 5V.
• Napájení, ale nic nefunguje - znovu zkontrolujte všechny své připojovací body.
• Chyba při nahrávání - Navštivte www.arduino.cc a vyhledejte konkrétní chybovou zprávu, kterou obdržíte. Podívejte se také na fóra, protože tam je spousta skvělé pomoci.

Krok 6: Soubory PCB

Pokud má někdo zájem vyleptat si vlastní desku plošných spojů (PCB), přiložil jsem soubory s plošnými spoji na straně součástky a pájky. Přidal jsem soubor zip, který obsahuje soubory-j.webp