Construa seu próprio Arduino: 6 etapas (com imagens)
Construa seu próprio Arduino: 6 etapas (com imagens)

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Anonim

Configurar um Arduino em uma placa de ensaio se tornou um processo que aprendi a amar.

Em alguns minutos, você pode ter uma plataforma Arduino totalmente funcional para trabalhar, como verá neste tutorial. Houve várias ocasiões em que eu estava na escola e rapidamente montei um desses para testar algumas ideias para um projeto. Além disso, ele parece tão legal com todos os componentes dispostos sobre a placa de ensaio. Alguns dos meus projetos ArduinoO que é um Arduino?

Arduino é uma plataforma de prototipagem eletrônica de código aberto baseada em hardware e software flexível e fácil de usar. Destina-se a artistas, designers, hobistas e qualquer pessoa interessada em criar objetos ou ambientes interativos.

O Arduino pode sentir o ambiente recebendo informações de uma variedade de sensores e pode afetar seus arredores controlando luzes, motores e outros atuadores. O microcontrolador na placa é programado usando a linguagem de programação Arduino (baseada em Wiring) e o ambiente de desenvolvimento Arduino (baseado em Processing). Os projetos do Arduino podem ser independentes ou podem se comunicar com o software em execução em um computador (por exemplo, Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Etapa 1: Componentes

Com algumas peças baratas e uma placa de ensaio sem solda, você pode construir seu próprio Arduino de forma rápida e fácil. Esse conceito funciona muito bem quando você deseja criar um protótipo de uma nova ideia de projeto ou não quer destruir seu projeto toda vez que precisar do Arduino. O exemplo abaixo mostra como conectar os componentes em sua placa de ensaio. Entraremos em mais detalhes ao longo deste projeto. Figura 1-1: Breadboard Arduino com capacidade de programação USB. Antes de começarmos, certifique-se de ter todos os itens necessários na caixa de listagem de componentes. Se você precisar comprar peças, pode fazê-lo em meu site em www. ArduinoFun.com ou ver abaixo para outras lojas online * Consulte a nota sobre o cabo TTL-232R nas opções de programação antes de comprar. 10% DE DESCONTO em todo o pedido em ArduinoFun.com, use o código do cupom: INSTRUÍVEIS ao finalizar a compra. Você pode comprar componentes em www. ArduinoFun.com ou www. SparkFun.com ou www. CuriousInventor.com ou www. FunGizmos.com ou www. Adafruit.com apenas para citar alguns lugares. Tutorial original por:

Etapa 2: Configuração de energia

A primeira coisa que você precisa fazer é configurar a alimentação. Com a placa de ensaio e os componentes à sua frente … vamos começar! Com esta etapa, você configurará a placa de ensaio do Arduino para uma alimentação constante de + 5Volts usando um regulador de tensão 7805. Figura 1-2: Configuração de energia com indicador LED. Para que o regulador de tensão funcione, você precisa fornecer mais de 5V de energia. Uma bateria típica de 9 V com um conector de encaixe funcionaria perfeitamente para isso. A energia vai entrar na placa de ensaio, onde você vê os quadrados + e - vermelhos e pretos. Em seguida, adicione um dos capacitores de 10uF. A perna mais longa é o ânodo (positivo) e a perna mais curta é o cátodo (negativo). A maioria dos capacitores também é marcada com uma faixa no lado negativo. No espaço vazio da placa de ensaio (o canal), você precisará colocar dois fios de conexão para positivo (vermelho) e terra (preto) para passar a energia de um lado da placa de ensaio para o outro. Agora adicione o regulador de tensão 7805. O 7805 tem três pernas. Se você estiver olhando de frente, a perna esquerda é para tensão em (Vin), a perna do meio é para terra (GND) e a terceira perna é para saída de tensão (Vout). Certifique-se de que a perna esquerda esteja alinhada com sua força positiva e o segundo pino com o aterramento. Saindo do regulador de tensão e indo para o barramento de alimentação na lateral da placa de ensaio, você precisa adicionar um fio GND ao barramento de aterramento e, em seguida, o fio Vout (3rd perna do regulador de tensão) para o trilho positivo. Adicione o segundo capacitor de 10uF ao barramento de alimentação. Prestar atenção aos lados Positivo e Negativo. É uma boa ideia incluir um indicador de status LED que pode ser usado para solução de problemas. Para fazer isso, você precisa conectar o barramento de alimentação do lado direito com o barramento de alimentação esquerdo. Adicione fios positivos para positivos e negativos para negativos na parte inferior da sua placa de ensaio. Figura 1-3: Conexões do trilho de alimentação esquerdo e direito. Ter energia nos barramentos de energia esquerdo e direito também ajudará a manter sua placa de ensaio organizada ao fornecer energia para os vários componentes. Figura 1-4: Para o indicador de status LED, conecte um resistor 220 & (colorido como: vermelho, vermelho, marrom) da alimentação ao ânodo do LED (lado positivo, perna mais longa) e, em seguida, um fio GND ao lado do cátodo. Parabéns, agora sua placa de ensaio está configurada para alimentação de + 5V. Você pode passar para a próxima etapa no projeto do circuito.

Etapa 3: Mapeamento de Pin do Arduino

Agora queremos preparar o chip ATmega168 ou 328. Antes de começar, vamos dar uma olhada no que cada pino do chip faz em relação às funções do Arduino. NOTA: O ATmega328 executa praticamente a mesma velocidade, com a mesma pinagem, mas possui mais do que o dobro da memória flash (30k vs 14k) e duas vezes a EEPROM (1Kb vs 512b). Figura 1-5: Mapeamento de pinos do Arduino O chip ATmega168 é criado pela Atmel. Se você consultar a folha de dados, não verá que as referências acima são as mesmas. Isso ocorre porque o Arduino tem suas próprias funções para esses pinos, e eu as forneci apenas nesta ilustração. Se desejar comparar ou precisar saber as referências reais para o chip, você pode baixar uma cópia da folha de dados em www.atmel.com. Agora que você conhece o layout dos pinos, podemos começar a conectar o restante dos componentes.

Etapa 4: conexão do componente

Para começar, construiremos o circuito de suporte para um lado do chip e depois passaremos para o outro lado. O pino um na maioria dos chips possui um marcador identificador. Olhando para o ATmega168 ou 328, você notará um entalhe em forma de U na parte superior, bem como um pequeno ponto. O pequeno ponto indica que este é o pino 1. Figura 1-6: Pinos de circuito de suporte 15-28 Do barramento de força GND, adicione um fio de ligação ao pino 22. Em seguida, do barramento de força positivo, adicione os fios de ligação ao pino 20 (AVCC - Tensão de alimentação para o conversor ADC. Precisa ser conectado à alimentação se o ADC não estiver sendo usado e para alimentação por meio de um filtro passa-baixa se estiver (um filtro passa-baixa é um circuito que limpa o ruído da fonte de alimentação, não estamos usando um) Em seguida, adicione um fio jumper do barramento positivo ao pino 21 (pino de referência analógica para ADC). No Arduino, o pino 13 é o pino do LED. Observe que no chip real o pino é o número 19. Ao enviar seu código de esboço e para todos os projetos, você ainda fará referência a ele como Pino 13. Para conectar o LED, adicione um resistor 220 & do GND ao cátodo do LED. Em seguida, a partir do ânodo do LED, adicione um fio jumper para pino 19. Agora podemos passar para o outro lado do chip. Você está quase terminando! Figura 1-7: Pinos de circuito de suporte 1-14 Acima do chip ATmega168 próximo o identificador do pino 1, coloque a chave de tato pequena. Essa opção é usada para redefinir o Arduino. Imediatamente antes de carregar um novo esboço para o chip, você deve pressionar uma vez. Agora adicione um pequeno fio jumper do pino 1 à perna inferior do switch e, em seguida, adicione o resistor de 10K da alimentação à linha do pino 1 na placa de ensaio. Por fim, adicione um fio de jumper GND à perna superior do switch. Adicione alimentação e jumpers GND aos pinos 7 (VCC) e 8 (GND). Adicione o relógio de cristal de 16 MHz aos pinos 9 e 10 e, em seguida, os dois capacitores de.22pF dos pinos 9 e 10 ao GND. (Veja nota abaixo para método alternativo). Seu arduino de placa de ensaio básico agora está completo. Você poderia parar aqui se quisesse e trocar um chip já programado da placa Arduino para a placa de ensaio, mas como você veio até aqui, é melhor terminar adicionando alguns pinos de programação. Isso permitirá que você programe o chip na placa de ensaio. NOTA: Em vez de usar o cristal de relógio de 16 MHz, você pode usar um ressonador de cerâmica de 16 MHz com capacitores integrados e pacote SIP de três terminais. Você terá que organizar sua placa de ensaio de maneira um pouco diferente, o ressonador tem três pernas. A perna do meio irá para o solo e as outras duas pernas irão para os pinos 9 e 10 no chip ATmega168. Consultando a Figura 1-7, localize um local onde você tenha 6 colunas na placa de ensaio que não estão em contato com mais nada. Coloque uma fileira de seis pinos de cabeçalho machos aqui. Com a placa de ensaio voltada para você, as conexões são as seguintes: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, também estou chamando esses pinos de 1, 2, 3, 4, 5, 6. Do barramento de força, adicione o Fio GND para o pino 1 e um fio da força para o pino 3. NC significa não conectado, mas você pode conectá-los ao GND se quiser. Do pino 2 no chip ATmega168, que é o pino do Arduino RX, você conectará um fio ao pino 4 (TX) de seus cabeçalhos de programação. No chip ATmega168, o pino 3 do Arduino TX é conectado ao pino 5 (RX) em seus pinos de cabeçalho. A comunicação é semelhante a esta: ATmega168 RX para o pino do cabeçalho TX e ATmega168 TX para o pino do cabeçalho RX. Agora você pode programar sua placa de ensaio com o Arduino.

Etapa 5: opções de programação

A primeira opção é comprar um TTL-232R 3.3V USB - Cabo serial de nível TTL. Eles podem ser adquiridos em www.adafruit.com ou www.ftdichip.com. As outras duas opções, que eu prefiro, são comprar uma das duas placas de breakout em www. SparkFun.com. Eles são:

  • FT232RL USB para placa de fuga serial, SKU: BOB-00718 (esta opção ocupa mais espaço em sua placa de ensaio)
  • FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (esta opção, e usar cabeçalhos macho de ângulo reto funciona melhor de todos os três porque é melhor seguro na placa de ensaio)

Verifique suas conexões, certifique-se de que sua bateria de 9 V não está conectada e conecte sua opção de programação. Abra o IDE do Arduino e nos arquivos de esboço de exemplo, em Digital, carregue o esboço Blink. Na opção de arquivo Porta serial, selecione a porta COM que você está usando com o cabo USB. ou seja, COM1, COM9, etc. Na opção de arquivo Ferramentas / Placa, selecione:

  • Arduino Duemilanove c / ATmega328
  • Arduino Decimila, Duemilanove ou Nano com ATmega128

(dependendo de qual chip você está usando com sua placa de ensaio Arduino) Agora pressione o ícone de upload e, em seguida, aperte o botão de reset em sua placa de ensaio. Se você estiver usando uma das placas de breakout SparkFun, verá as luzes RX e TX piscando. Isso permite que você saiba que os dados estão sendo enviados. Às vezes, você precisa esperar alguns segundos após pressionar o botão de upload antes de pressionar o botão de reinicialização. Se você tiver problemas, experimente um pouco com a rapidez com que você vai entre os dois. Este esboço, se carregado corretamente, piscará o LED no pino 13 por um segundo, desligado por um segundo, ligado por um segundo … até que você carregue um novo esboço ou desligue a energia. Depois de fazer o upload do código, você pode desconectar a placa de programação e usar a bateria de 9 V para energia. Solução de problemas

  • Sem energia - certifique-se de que a energia da fonte esteja acima de 5V.
  • Energia, mas nada funciona - verifique novamente todos os seus pontos de conexão.
  • Erro ao carregar - consulte www.arduino.cc e faça uma pesquisa sobre a mensagem de erro específica que você recebeu. Verifique também os fóruns, pois há uma grande ajuda lá.

Etapa 6: Arquivos PCB

Se alguém estiver interessado em gravar seu próprio PCB (placa de circuito impresso), incluí os arquivos pcb do lado da solda e do componente. Eu adicionei um arquivo zip que contém arquivos-j.webp