UDuino: Meget lavpris Arduino -kompatibelt udviklingskort: 7 trin (med billeder)

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

Arduino -tavler er gode til prototyper. De bliver dog ret dyre, når du har flere samtidige projekter eller har brug for masser af controller boards til et større projekt. Der er nogle gode, billigere alternativer (Boarduino, Freeduino), men omkostningerne stiger stadig, når du har brug for mange af dem. Dette er en måde, efter cirka $ 25- $ 30 første investering, at bygge sub- $ 10 Arduino-kompatible boards med meget lidt ekstra tid investering på hver. Bemærk, at den grundlæggende idé her (Arduino på et brødbræt) er blevet gjort i et stykke tid (f.eks. ITP Arduino Breadboard -instruktioner); Men kabeladapterens opbygning og brugsanvisninger her hjælper med at minimere antallet af dele for hver kerne. Dette projekt kræver kendskab til lodning og grundlæggende elektronik, og du bør i det mindste have lidt erfaring allerede med Arduino -udvikling. Jeg foreslår ikke dette som et første elektronikprojekt. Bemærk: Jeg udtaler uDuino "moo DWEE noh" Tilføjet 02-05-08: (for temmelig avancerede mennesker) Et af de værktøjer, jeg byggede med dette, er et logisk indfangningsværktøj- slags en grundlæggende logisk analysator. Jeg udviklede dette til fejlfinding af kommunikationsforbindelser. Har brug for en gui -grænseflade, men tvivler på, at jeg snart kommer til det. Stadig dang nyttigt i de rigtige hænder. Tilføjet 06-23-09: Jeg vil gerne påpege RBBB'erne fra Modern Device for alle, der ønsker noget med loddetin, men også superbilligt-især hvis du får de bare brædder og køber dele i løs vægt. Også deres USB-BUB er et billigere alternativ til FT232-kablet.

Trin 1: Saml dele til kabeladapteren

Jeg foreslår at få dele fra en blanding af Mouser, Radio Shack og Ada Fruit Industries; se det sidste trin for delkilder. Du er velkommen til at udskifte dele fra din skraldespand, og med modstanden/kondensatorerne kan du afvige en vej fra værdierne og stadig få tingene til at fungere godt (modstand vil jeg foreslå mellem ca. 3,3k og 20k; kondensatorer ville jeg generelt ikke gå til mindre værdier, men større op til ca..47uF burde være fint).

Til kabeladapteren skal du bruge: - en lille smule pc -kort (8 huller med 2 huller) - en.1uf kondensator - en 1x8.1 "afstandshoved, lige - en 1x8.1" afstandshoved, ret vinkel - nogle tilslutninger tråd

Trin 2: Lav programmeringskabeladapteren

For det meste behøver programmeringskabeladapteren kun at dirigere signaler fra FTDI USB -kablet til de rigtige ben på ATmega168 -chipsene; men kondensatoren tilføjes på et sæt stifter for at give Arduino -softwaren mulighed for at nulstille chips (kondensatoren tillader en kort puls at gå over til chipsets nulstilling, når Arduino -softwaren vender RTS -stiften).

For at starte skal du skære et stykke printkort med 9 huller ved 2 huller. Afbryd derefter et sæt med 8 ben fra den lige stifthovedstrimmel og et sæt med 8 ben fra den højre vinkelstikliste (forudsat at du har købt de længere strimler). Se delebilledet for at se, hvordan disse skal ende med at se ud. Gennem de følgende trin kan du se både de vedhæftede fotografier og diagrammer for tilslutning af stifter. Diagrammerne viser meget bedre, hvor forbindelserne skal gå, men fotografierne hjælper med at præcisere tavlens orientering osv. Hvis du har spørgsmål, så send mig en mail, så prøver jeg at præcisere alt, der ikke giver mening. Vend pc -kortet på hovedet, så du kan se kobberet rundt om hullerne med en af langsiderne mod dig. Hvis du, som jeg gjorde her, brugte et stykke PC -kort fra kanten af originalen, foreslår jeg at placere siden med det ekstra tavlemateriale mod dig. Stik bunden (kortsiden) af det lige hoved gennem hullerne længst væk fra dig, lad et hul stå tomt til venstre og lod stifterne på plads (se billede). Derefter stikker bunden (siden med bøjningen) af det højre vinkelhoved gennem hullerne tættest på dig, forlader igen hullet til venstre tomt, og lod stifterne på plads. Stik.1uf kondensatorens ledninger gennem de tomme huller til venstre og lod kondensatoren på plads. Trim ledningerne. Derefter lodder hver af de 2 til hovedstiften tættest på den; den ene vil forbinde til den længste pin i det lige overskrift, den anden til den længste pin i den højre vinkel header. Det nemmeste er nok bare at oprette en loddebro (smelte nok lodde til at strømme mellem kondensatorstiften og stiften ved siden af den, som på billedet). Hvis du har brug for det, kan du bruge en kort ledning og lodde den til hver af kontakterne. Opret en anden loddebro eller forbindelse mellem den 6. og 7. pin tæt på dig (tredje og fjerde fra højre). Dette er for at tilslutte "CTS" pin på kablet til jord. Og opret en anden loddebro/forbindelse mellem de to overskrifter ved den anden pin til højre (forbind stiften tættest på dig til den længere væk, bare en pin over fra højre). Dette forbinder det, der skal være VCC USB -jumperen, til chipens VCC -pin. Denne strømforbindelse er kun aktiv, når en jumper er installeret. Brug en kort ledning til at forbinde den pin, der er tættest på dig til højre, til den femte pin-til-dig-pin (det er femte, om man tæller fra højre eller venstre). Dette tilslutter +5 volt fra USB -kablet til den anden pin på jumperstikket. Tilslut nu endnu en kort trådlængde mellem den længste pin i rækken længst fra dig til den tredje fra den højre pin i rækken tættest på dig. Dette forbinder kablets jord med chipens jord. Yderligere to korte ledninger skal tilføjes: en fra den anden fra venstre pin på den højre vinkel til den tredje fra den venstre pin på den lige header (Bemærk: da de yderste huller har kondensatoren installeret i dem, det vil være det tredje-fra-venstre hul nærmest dig til det fjerde-fra-venstre hul i rækken længst væk fra dig). Anden kort tråd krydser højre over den første: fra den tredje fra venstre stift på højre vinkel til hovedet til den anden fra venstre stift på det lige hoved (fjerde fra venstre hul til tredje -fra-venstre hul). Disse ledninger forbinder TX- og RX -benene på kablet til chipens. Desværre er bestillingen modsat på kablet fra chippen, og derfor er vi nødt til at have krydsede ledninger. Nu skal du bare tilslutte FTDI FT232RL -kablet, med den grønne ledning forbundet til stiften længst til venstre (den sorte ledning forbinder den tredje pin fra højre). De resterende to ben til højre er til en jumper; hvis jumperen er installeret, forsynes kortet fra USB -kablet, hvilket eliminerer behovet for batterier eller en strømforsyning. Denne jumper MÅ IKKE tilsluttes, når anden strøm er tilsluttet kortet eller beskadigelse af noget (kort, kabel, computer) er mulig. Det er det! Du er klar til at lave nogle uDuino -kerner til programmering med kablet. (Når du bruger programmeringsadapteren, forbinder stiften ved siden af kondensatoren til pin 1 på chippen)

Trin 3: Beslut, om du vil lave absolut minimale tavler eller eksternt-oscillatorbaserede tavler

Beslutningen om at bygge et oscillatorbaseret bord er baseret på et par ting. For det første, har du adgang til en AVR -programmerer og tid til at programmere en særlig bootloader på dine ATmega168 -chips? to, kan du undvære præcis seriel kommunikation med chippen? tre, er din applikation lav nok effekt til, at brættet kan køre halvt så hurtigt, og alt stadig fungerer fint?

ATmega168 chips har en intern oscillator, som kan aktiveres; den kører på omkring 8mHz, hvilket er halvdelen af hastigheden på de fleste Arduino -tavler (med undtagelse af Lilypads). Den interne oscillator er garanteret kalibreret til inden for 10% (hvilket ikke er stramt nok tolerance til garanteret god seriel kommunikation). Efter min erfaring har fabrikskalibreringen ved 5v altid været fin til at uploade programmer, men YMMV. Jeg ville dog ikke bruge den interne oscillator til vigtige ting, der skal tale serielt. For blinklys skal det dog være fint. Arduino-chips med bootloader forudindlæst, som jeg har fundet, kører altid ved 16mHz, og disse kræver en ekstern oscillator. Hvis du ikke har adgang til en AVR-programmør, vil du sandsynligvis gerne købe en forudindlæst Arduino-chip. Jeg foreslår stærkt Ada Fruit Industries som kilde. Bemærk, at oscillatorerne virkelig ikke er så dyre (generelt $.50-$. 75 hos Mouser); de er bare en anden del, som ofte ikke er nødvendig, og pinlayoutet suger til virkelig rene brødbrættede Arduino -layout.

Trin 4: Ekstern oscillatorbaseret tavlebygning

Saml de dele, du skal bruge:- Brødbræt (du kan selvfølgelig også bygge dette lige på et forboret pc-bord)- ATmega168-chip med bootloader forudindlæst-.1uf kondensator (keramik, polyester osv. Er ikke ligegyldigt meget; værdi.047uf-.47uf skal være fint)- 10K modstand (værdier ~ 3,3k-20k skal fungere fint)- 16mHz 3-benet keramisk oscillator (helst med lange, f.eks. 1/2 tommer, afledninger)- Korte længder på Sæt ATmega168 i brødbrættet, og læg grænsen til midten. Til hver af følgende forbindelser skal du bruge hullet ved hver ATmega168 -stift, der er tættest på den chip, der er åben; dette vil forlade det sidste hul i hver af rækker 1-8 åbent for programmeringskablet til at tilslutte. Tilslut pin 7 og 20 med en ledningslængde (VCC til AVCC) Tilslut pin 8 og 22 med en ledningslængde (GND til AGND) Tilslut 10K modstanden fra pin 1 til pin 7 (RES til VCC) Tilslut.1uf kondensatoren fra pin 7 til pin 8 Tilslut de ydre ben på oscillatoren til ben 9 (XTAL1) og 10 (XTAL2) på ATmega168. Det er ligegyldigt, hvilken af stifterne der er forbundet til hvilken ATmega -pin. Tilslut oscillatorens midterstift til pin 8 (GND) Hvis du har strømbuslinjer på dit brødbræt, foreslår jeg, at du forbinder + skinnen (rød) til pin 20 og - skinnen (blå) til pin 22. Dette er en lidt dårlig form (tilslutning til den analoge side for strømforbindelser til andre ting), men hvis dit brødbræt er af samme størrelse som mit, har du allerede fyldt alle de tilgængelige huller til pin 7. Hvis du planlægger at bruge USB -strøm, kan du nu bare tilslutte programmeringskablet og uploade skitser til kortet (sørg for at tilslutte strømvalgstappene på kabeladapteren med en jumper til at drive chippen fra USB). Ellers skal du bruge et batteri/spændingsregulator/osv. at levere strøm.

Trin 5: ELLER Intern-oscillator Board Build

Saml de dele, du skal bruge:- Brødbræt- ATmega168 chip-.1uf kondensator (keramik, polyester osv. Betyder ikke så meget; værdi.047uf-.47uf burde være fint)- 10K modstand (værdier ~ 3,3k- 20k skulle fungere fint)- Korte trådlængder Programmer bootloaderen med din AVR-programmerer: Du vil gerne bruge lilypad bootloader (inkluderet i udgivelsen Arduino-0010, i hardware/bootloaders/lilypad). Flash din bootloader med din AVR -programmerer. For eksempel på mit OSX-system: cd/Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C/Applications/Arduino-0010/ hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock: w: 0x3f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash: w: LilyPadBOOT_168.hex -Ulock: w: 0x0f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ufuse: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mSæt brødbrættet op: Sæt ATmega168 i brødbrættet, og læg grænsen til midten. For hver af følgende tilslutninger skal du bruge hul på hver ATmega168 pin, der er tættest på den chip, der er åben; dette vil forlade det sidste hul i hver af rækker 1-8 åbent for programmeringskablet at tilslutte. Tilslut pin 7 og 20 med en ledningslængde (VCC til AVCC) Tilslut pin 8 og 22 med en ledningslængde (GND til AGND) Tilslut 10K modstanden fra pin 1 til pin 7 (RES til VCC) *Tilslut.1uf kondensatoren fra pin 7 til pin 8 Hvis du har strømbuslinjer på dit brødbræt, foreslår jeg at tilslutte + skinnen (rød) til pin 20 og - skinnen (blå) til pin 22. Dette er en lidt dårlig form (tilslutning til den analoge side for strømforbindelser til andre ting), men hvis dit brødbræt er af samme størrelse som mit, har du allerede fyldt alle hullerne tilgængelig til pin 7. Hvis du planlægger at bruge USB -strøm, kan du nu bare tilslutte programmeringskablet og uploade skitser til kortet (sørg for at tilslutte strømvalgstappene på kabeladapteren med en jumper til at drive chippen fra USB). Ellers skal du bruge et batteri/spændingsregulator/osv. at levere strøm. Bemærk, at du altid vil bruge 5v til programmering via Arduino -software; andre spændinger vil få urets hastighed til at variere betydeligt og vil sandsynligvis få kommunikation (og dermed programmering) til at mislykkes. Når du går til at uploade skitser til denne tavle, der bruger den interne oscillator, skal du vælge "Lilypad Arduino" fra værktøjerne/tavlen menu.

2008 10-02 FIXED-blev forkert sat som pin 1 til pin 10 i originalen

Trin 6: Forbindelser til Arduino -udvikling

Bemærk, at benene på en ATmega168 ikke tydeligvis er knyttet til Arduino -navnene.

atmega168 Arduino 2 Digital 0 3 Digital 1 4 Digital 2 5 Digital 3 6 Digital 4 11 Digital 5 12 Digital 6 13 Digital 7 14 Digital 8 15 Digital 9 16 Digital 10 17 Digital 11 18 Digital 12 19 Digital 13 23 Analog 0 24 Analog 1 25 Analog 2 26 Analog 3 27 Analog 4 28 Analog 5

Trin 7: Nogle delkilder

Bemærk, at jeg ikke brugte de specifikke kondensatorer og headere, der er anført nedenfor i denne instruktionsbog, så deres udseende kan variere lidt fra retningerne her. Hvis du har problemer, så lad mig det vide.- FT232RL USB-kabel- Mouser:.1 "afstandshoveder, 36 ben, lige- afbryd 8 ben til kabeladapter og brug hvile til andre projekter- Mouser:.1" afstand overskrifter, 36 ben, ret vinkel- afbryd 8 ben til kabeladapter- PC-kort til kabeladapter- Mouser: 10K modstande- Mouser:.1uF kondensatorer- brødbrætter Pololu eller Ada Fruit- ATmega168 chips Mouser: uprogrammeret eller Ada Fruit: forprogrammeret - Mouser: 16Mhz oscillatorer