Crie sua própria placa de desenvolvimento: 8 etapas (com fotos)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:39

Este instrutível mostrará como construir sua própria placa de desenvolvimento do zero! Este método é simples e não requer ferramentas avançadas, você pode até mesmo fazê-lo na mesa da sua cozinha. Isso também dá uma melhor compreensão de como Ardruinos e outras placas de desenvolvimento realmente funcionam.

Você pode projetar sua placa de desenvolvimento de acordo com sua finalidade específica. Esta placa de desenvolvimento mostrada na imagem foi usada para controlar a rotação de um motor DC. O motor DC foi controlado a partir de um computador usando a porta serial. Os LEDs foram usados para ajudar quando a depuração era necessária.

Neste Instructable, mostrarei como construir uma placa de desenvolvimento versátil, pois a lista de peças não será a mesma que a mostrada na imagem.

Etapa 1: peças

Lista de peças:

• 1 Atmel ATmega88 (ou qualquer processador que melhor atenda às suas necessidades)
• 1 soquete de mergulho IC 28
• 1 resistor de 10k ohm
• 1 resistor de 100 ohms
• 1 diodo
• 3 capacitor 0,1 μF
• 1 capacitor de 10 μF
• 1 diodo LED
• Resistor de 1 330 ohm
• Alguns jumpers
• Alguns pinos machos (ou fêmeas)
• Um stripboard pedaço (use um com tiras e não matriz, veja a imagem)

Para poder programar o seu microcontrolador posteriormente, você precisará de um programador ISP (programação no sistema). Usei o AVRISP mkII (https://www.atmel.com/tools/avrispmkii.aspx). Existem muitos programadores de ISP diferentes para escolher, ou você pode criar o seu próprio. Existem também algumas maneiras de configurar um arduino para atuar como um programador de ISP.

Etapa 2: Teori

Para construir e programar uma placa de desenvolvimento do zero, você precisará ler algumas planilhas de dados. Às vezes pode ser difícil encontrar o que você está procurando, mas fornecerei o que for mais importante.

Folha de dados ATmega88

Consideração de design de hardware

Primeiro precisamos olhar a pinagem do ATmega88 que pode ser encontrada no datasheet.

Algumas portas importantes que precisam de consideração extra são as seguintes:

• Pino 1. Este é o pino de reinicialização que reinicializará o processador quando estiver baixo. Este pino precisará ser puxado para cima, então o pino sempre estará alto, a menos que você queira reiniciá-lo. (Isso será mostrado mais tarde)
• Os pinos 7 e 20 são onde o Vcc deve ser conectado, 5V.
• Pinos 9 e 10: A esses pinos pode ser conectado um cristal externo, mas usaremos o oscilador interno. Podemos, portanto, tratar esses pinos como pinos digitais usuais.
• Pinos 17, 18 e 19: eles serão usados para programação (isso será mostrado mais tarde).

Etapa 3: Layout Stripborad

Para criar o diagrama de circuito que usaremos o StripCAD, siga o link para fazer o download do programa.

Este programa pode ser um pouco difícil de usar, pois não é amigável, mas é eficaz quando você sabe como usá-lo. Brinque com isso um pouco e logo você dominará. Algumas boas dicas são as seguintes.

• Pressione c para pesquisar componentes
• Pressione v para obter diferentes variantes
• Pressione o botão esquerdo do mouse entre dois pontos horizontais para obter uma interrupção
• Pressione o botão esquerdo do mouse entre dois pontos verticais para obter uma ponte de solda

Ao pesquisar componentes:

• "DILxx" dará a você um Dual In-Line seguido pelo número de pinos
• "SILxx" dará a você um único In-Line seguido pelo número de pinos

Caso contrário, basta pesquisar o componente que você está procurando.

Etapa 4: pino de redefinição de pull-up

No documento de consideração de design de hardware no lado 6, encontramos o circuito na imagem. Leia o texto do documento para entender melhor. Esta é a etapa em que manipulamos o pull-up para o pino 1.

Pode ser bom inserir um reset manual para o microcontrolador. Isso pode ser usado conectando um SIL2 em linha com um resistor de 100 ohm ao aterramento. Faça um curto-circuito no SIL2 com um jumper e o microcontrolador será reinicializado. O resistor de 100 ohms evitará que o capacitor entre em curto-circuito. Caso contrário, apenas siga o diagrama de circuito do documento.

Na segunda imagem, a conexão pull-up é ilustrada no StripCAD

Etapa 5: Fonte de alimentação

Para evitar interferência, um capacitor de 10 μF é colocado próximo à entrada de tensão na placa. Para evitar a interferência causada na placa, um capacitor de 0,1 μF é colocado entre os pinos 7 e 8 e entre os pinos 20 e 22. Esses capacitores atuam como um filtro passa-baixa. O capacitor pequeno deve ser colocado o mais próximo possível dos pinos para melhor efeito.

Também é possível adicionar algum tipo de regulador de voltagem, por exemplo, 78L05, para funcionar com bateria.

Etapa 6: Programador ISP

Para programar o processador, você precisará de um programador ISP. Existem diferentes conectores disponíveis, 6 pinos ou 10 pinos. Usei um com seis pinos, olhe o documento de hardware para ver como a conexão deve ser projetada.

ISP-programmer significa programação no sistema. A conveniência desse tipo de programador é que você pode programar seu dispositivo quando ele estiver instalado em um sistema completo, ao invés de ter seu chip instalado antes de instalá-lo no sistema. Também é fácil reprogramar depois de instalado no sistema.

Consulte a próxima etapa para saber como a conexão do ISP deve ser feita.

Etapa 7: Layout

Quando o desenho estiver concluído, pressione imprimir para salvá-lo como um PDF (ou use o arquivo anexado). Abra o arquivo PDF e imprima-o. Esteja ciente de que a configuração da impressora deve ser definida para o tamanho real, caso contrário, o design não combinará com o stripboard.

É sempre uma boa ideia incluir um LED que mostra se a alimentação da placa de desenvolvimento está ligada. Essa dica simples pode economizar muita depuração desnecessária.

Passos para fabricar sua própria placa de desenvolvimento:

1. Imprima o diagrama do circuito e use uma tesoura para recortá-lo.
2. Corte um pedaço grande o suficiente do stripboard, para que o pedaço de papel caiba no topo.
3. Posicione o papel sobre o stripboard de forma que os furos correspondam, use uma cola em bastão comum para prender o papel no stripboard. Cole o papel na lateral sem as tiras de cobre.
4. Comece fazendo a interrupção nas cruzes vermelhas
5. Faça o acompanhamento para construir e soldar dos componentes mais baixos para os mais altos, o que tornará a montagem mais fácil.
6. Ligue-o à fonte de alimentação (5V) e comece a programar.

Agora o hardware da placa de desenvolvimento está pronto!

Etapa 8: Programação

Usei o Atmel Studio para programação em C. Baixe o programa e comece a criar projetos incríveis com sua própria placa de desenvolvimento. Será possível inicializar o arduino, mas se você quiser um melhor entendimento do que está escondido abaixo na linguagem do arduino, tente alguns exemplos em C. Por exemplo, teste alguns temporizadores, interrupções e leitura analógica.

Na folha de dados do ATmega88, você pode encontrar vários exemplos de códigos para diferentes tarefas específicas que seu microcontrolador pode realizar.

Como você pode ver, esta é uma maneira simples de construir diferentes protótipos para dispositivos eletrônicos. É fácil, barato e não requer ferramentas especiais.

Vice-campeão no Concurso de Microcontroladores 2017