Opbygning af en DIY Arduino på et printkort og nogle tips til begyndere: 17 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:29

Dette er ment som en guide til alle, der lodder deres egen Arduino fra et kit, som kan købes hos A2D Electronics. Det indeholder mange tips og tricks for at bygge det med succes. Du vil også lære om, hvad alle de forskellige komponenter gør.

Læs videre og lær, hvad der skal til for at bygge din helt egen Arduino!

Du kan også se dette projekt på min hjemmeside her.

Trin 1: Mini USB -stik

Den første del til lodning er mini USB -stikket. Dette giver strøm til din arduino, når den er færdig, men en RS232 / USB til seriel adapter vil være nødvendig for at programmere den. Mini USB -stikket går først ind, så du kan sætte det i, vende brættet om, så stifterne vender opad, og derefter lægge det ned på bordet. Inden du sætter den i, skal du bøje minisættet med 2 ben lidt mod forsiden af brættet, så det passer godt ind i hullerne på printet. PCB'ens vægt holder stikket på plads, og du kan lodde det lige der.

Trin 2: Fastgør overskrifter

Pin headers er de næste stykker at gå i. Du skal have kvindelige headers i 6pin x2, 8pin x2 og 10pin x1. En mandlig header på 3 × 2 er også påkrævet for ICSP (In Circuit Serial Programming) header. Disse går alle rundt på tavlens yderside og vil passe perfekt på deres rigtige steder. Lod dem ind med den samme metode som USB -stikket, gør en header ad gangen. Overskrifterne skal alle være perfekt vinkelret på printkortet. For at opnå dette loddes kun en stift af headeren, mens du holder headeren inde med din hånd, smelter loddet igen og placerer headeren i sin vinkelrette position. Sørg for, at det også sidder i plan mod hele brættet i hele længden. Hold det på plads, indtil loddet hærder, og fortsæt derefter med at lodde resten af stifterne.

Trin 3: IC -stik

Hurtigt tip til lodning af resten af komponenterne: Alle komponentledninger kan først placeres gennem brættet og derefter bøjes til siden, så komponenterne bliver i brættet, når det vendes. Dette vil gøre det meget lettere at lodde, da komponenterne holder sig på plads.

Start med at placere 28 -polet IC -stikket. Sørg for at stille divoten op i den ene ende med tegningen på printkortet. Dette lader dig vide, hvilken måde at indsætte AtMega328P mikrokontroller. Selvom benene på denne stikkontakt er kortere end modstande eller kondensatorer, kan de stadig bøjes for at holde komponenten på plads, mens du lodder den.

Trin 4: Modstande

De 3 modstande kan gå videre. Det er ligegyldigt hvilken vej de placeres - modstande er ikke polariserede. Der er 2 1K ohm modstande som strømbegrænsende modstande til lysdioderne og en 10K ohm modstande som en pull-up modstand på nulstillingslinjen. 1K ohm modstande blev valgt til LED'en i stedet for de almindelige 220 ohm, så LED'erne vil have en lavere strøm, der passerer gennem dem, og dermed fungere mere som indikatorer end en lommelygte.

Trin 5: LED'er

Der er 2 lysdioder, den ene som en strømindikator, og den anden på pin 13 på Arduino. Det længere ben på lysdioderne markerer den positive side (anode). Sørg for at lægge det længere ben i siden mærket + i printkortet. Den negative ledning af som LED er også fladtrykt i siden, så du stadig kan dechiffrere positive (anode) og negative (katode) afledninger, hvis de blev skåret.

Trin 6: Oscillator

Dernæst er krystaloscillatoren og de 2 22pF keramiske kondensatorer. Det er ligegyldigt, hvilken vej nogen af disse bliver sat i - keramiske kondensatorer og krystaloscillatorer er ikke polariserede. Disse komponenter vil give Arduino et 16MHz eksternt ur signal. Arduinoen kan producere et 8MHz internt ur, så disse komponenter er ikke strengt nødvendige, men lad det fungere ved fuld hastighed.

Trin 7: Nulstil switch

Nulstillingskontakten kan fortsætte. Benene på kontakten behøver ikke at være bøjede, de skal holde sig selv i åbningen.

Trin 8: Keramiske kondensatorer

4 100nF (nano Farad) keramiske kondensatorer kan gå videre. C3 og C9 hjælper med at udjævne små spændingsspidser på 3.3V og 5V linjer for at levere ren strøm til Arduino. C7 er i serie med den eksterne nulstillingslinje, så en ekstern enhed (USB til seriel konverter) kan nulstille Arduino på det rigtige tidspunkt for at programmere den. C4 er på Arduinos AREF (Analog Reference) pin og GND for at sikre, at Arduino måler nøjagtige analoge værdier på sine analoge indgange. Uden C4 ville AREF blive betragtet som 'flydende' (ikke tilsluttet strøm eller jord), og det vil forårsage unøjagtigheder i analoge aflæsninger, fordi en flydestift vil tage den spænding, der er omkring det, inklusive de små AC -signaler i din krop, der er kommet fra ledningerne omkring dig. Igen er keramiske kondensatorer ikke polariserede, så det er ligegyldigt, hvilken vej du sætter dem i.

Trin 9: PTC -sikring

Nu kan du installere PTC -sikringen (positiv temperaturkoefficient). PTC -sikringen er ikke polariseret, så den kan sættes på begge måder. Dette går lige bag USB -stikket. Hvis dit kredsløb forsøger at trække mere end 500mA strøm, begynder denne PTC -sikring at blive varm og øge modstanden. Denne stigning i modstand vil sænke strømmen og beskytte USB -porten. Denne beskyttelse er kun i kredsløb, når Arduino bliver drevet via USB, så når du tænder for Arduino via DC -stikket eller via ekstern strøm, skal du sørge for, at dit kredsløb er korrekt. Sørg for at trække benene hele vejen gennem hullerne, selv forbi bøjningerne. En tang vil være nyttig her.

Trin 10: Elektrolytkondensatorer

De 3 47uF (microFarad) elektrolytkondensatorer kan sættes i næste. Det længere ben på disse er det positive ben, men den mere almindelige identifikation er farvningen af kabinettet på siden af det negative ben. Sørg for, at når du sætter dem i, går det positive ben mod + mærket på brættet. Disse kondensatorer udjævner de større uregelmæssigheder i indgangsspændingen samt 5V og 3.3V linjer, så din Arduino får en stabil 5V/3.3V i stedet for en svingende spænding.

Trin 11: DC -stik

Næste op er DC -inputstikket. Samme aftale som alle de andre komponenter, læg det i og vend brættet oven på det for at få det til at blive på plads, mens du lodder det. Det kan være lidt svært at bøje benene, da de er tykke, så du kan altid holde denne på plads på samme måde som mini USB -stikket, der blev loddet tidligere. Denne vil kun gå på en måde - med donkraften vendt ud mod brættets yderside.

Trin 12: Spændingsregulatorer

Nu de to spændingsregulatorer. Sørg for at placere dem de rigtige steder. De er begge mærket, så match bare skriften på tavlen med skriften på regulatorerne. 3.3V-regulatoren er en LM1117T-3.3, og 5V-regulatoren er en LM7805. Begge disse er lineære spændingsregulatorer, hvilket betyder, at indgangsstrømmen og udgangsstrømmen vil være den samme. Sig indgangsspændingen er 9V, og udgangsspændingen er 5V, begge ved 100mA strøm. Forskellen i input og output spændinger vil blive spredt som varme af regulatoren. I denne situation (9V-4V) x 0,1A = 0,4W varme, der skal spredes af regulatoren. Hvis du opdager, at regulatoren bliver varm under brug, er det normalt, men hvis der tegnes en stor strøm, og der er en stor spændingsforskel, kan det være nødvendigt med en kølelegeme på regulatoren. Nu for at lodde dem på brættet, bør metalfanen på den ene side gå mod siden på brættet, der har en dobbelt linje. For at sikre dem på plads, indtil du lodder dem, skal du bøje det ene ben på den ene måde og de to andre den anden vej. Når den er loddet på plads, skal du bøje 5V -regulatoren mod bordets yderside og 3.3V -regulatoren mod indersiden af brættet.

Trin 13: Indsætning af AtMega328P IC

Den sidste del er at sætte mikrokontrolleren i sin stikkontakt. Læg divoterne i stikkontakten og på IC'en, og stil derefter alle stifterne op. Når den er på plads, kan du skubbe den ned. Det vil tage lidt mere kraft, end du måske forventer, så sørg for at lægge pres jævnt, så du ikke bøjer nogen af stifterne.

Trin 14: Et par advarsler med din Arduino

• Tilslut ALDRIG USB -strøm og ekstern strøm til Arduino på samme tid. Selvom disse begge kan være vurderet til 5V, er de ofte ikke ligefrem 5V. Den lille spændingsforskel mellem de to strømkilder forårsager en kortslutning gennem dit kort.
• Træk ALDRIG mere end 20mA strøm fra en hvilken som helst udgangsstift (D0-D13, A0-A5). Dette vil stege mikrokontrolleren.
• Træk ALDRIG mere end 800mA fra 3.3V regulatoren eller mere end 1A fra 5V regulatoren. Hvis du har brug for mere strøm, skal du bruge en ekstern strømadapter (en USB -strømbank fungerer godt til 5V). De fleste Arduinos genererer deres 3.3V strøm fra USB til seriel chip om bord. Disse er kun i stand til en 200mA -udgang, så hvis du bruger en anden Arduino, skal du sørge for, at du ikke tegner mere end 200mA fra 3,3V -stiften.
• Sæt ALDRIG mere end 16V i DC -stikket. De anvendte elektrolytkondensatorer er kun klassificeret til 16V.

Trin 15: Et par tip / interessante fakta

• Hvis du opdager, at dit projekt har brug for mange stifter, kan de analoge indgangsstifter også bruges som digitale udgangsstifter. A0 = D14, op til A5 = D19.
• Kommandoen analogWrite () er faktisk et PWM -signal, ikke en analog spænding. PWM -signaler er tilgængelige på ben 3, 5, 6, 9, 10 og 11. Disse er nyttige til styring af lysstyrken på en LED, styring af motorer eller generering af lyde. For at få et lydsignal på PWM -udgangsstifterne skal du bruge tonefunktionen ().
• Digitale ben 0 og 1 er TX- og RX -signalerne for AtMega328 IC. Hvis det er muligt, må du ikke bruge dem i dine programmer, men hvis du skal, skal du muligvis tage delene ud af disse stifter, mens du programmerer Arduino.
• SDA- og SCL -ben til i2c -kommunikation er faktisk stifter henholdsvis A4 og A5. Hvis du bruger en i2c -kommunikation, kan benene A4 og A5 ikke bruges til andre formål.

Trin 16: Programmering af din Arduino

Frakobl først ekstern strøm for at undgå at afbryde 2 forskellige strømforsyninger. Tilslut nu en USB til seriel adapter til headeren lige bag mini USB -strømmen. Tilslut det i henhold til følgende:

Arduino USB til seriel adapter

GND GND (jord)

VCC VCC (effekt)

DTR DTR (reset pin)

TX RX (data)

RX TX (data)

Ja, TX- og RX -benene bliver vendt. TX er sendestiften, og RX er modtagerstiften, så hvis du havde 2 sendestifter forbundet, ville der ikke ske meget. Dette er en af de mest almindelige faldgruber for begyndere.

Sørg for, at jumperen på USB til seriel adapter er indstillet til 5V.

Tilslut USB til seriel adapter til computeren, vælg den relevante COM -port (afhænger af din computer) og Board (Arduino UNO) i menuen Værktøjer i Arduino IDE (downloadet fra Arduino.cc), kompiler derefter og upload dit program.

Trin 17: Test med en blinkskitse

Det første du skal gøre er at blinke en LED. Dette vil gøre dig bekendt med Arduino IDE og programmeringssprog og sikre, at dit board fungerer korrekt. Gå til eksemplerne, find Blink -eksemplet, kompiler derefter og upload til Arduino -kortet for at sikre, at alt fungerer. Du skal se LED'en fastgjort til pin 13 begynde at blinke til og fra med 1 sekunds mellemrum.