Byg din egen Arduino: 6 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:31

Opsætning af en Arduino på et brødbræt er blevet en proces, jeg er vokset til at elske.

Inden for få minutter kan du få en fuldt fungerende Arduino -platform at arbejde med, som du vil se i denne vejledning. Der har været flere lejligheder, hvor jeg var i skole og hurtigt sammensatte en af disse for at teste nogle ideer til et projekt. Plus det ser bare så pænt ud med alle komponenterne lagt ud over brødbrættet. Nogle af mine Arduino -projekter Hvad er en Arduino?

Arduino er en open-source elektronisk prototypeplatform baseret på fleksibel, brugervenlig hardware og software. Det er beregnet til kunstnere, designere, hobbyfolk og alle, der er interesseret i at skabe interaktive objekter eller miljøer.

Arduino kan fornemme miljøet ved at modtage input fra en række forskellige sensorer og kan påvirke omgivelserne ved at styre lys, motorer og andre aktuatorer. Mikrocontrolleren på tavlen er programmeret ved hjælp af programmeringssproget Arduino (baseret på ledninger) og Arduino -udviklingsmiljøet (baseret på behandling). Arduino-projekter kan være enkeltstående, eller de kan kommunikere med software, når de kører på en computer (f.eks. Flash, behandling, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Trin 1: Komponenter

Med et par billige dele og et loddefrit brødbræt kan du hurtigt og nemt bygge din egen Arduino. Dette koncept fungerer godt, når du vil prototype en ny designidee, eller hvis du ikke vil rive dit design fra hinanden, hver gang du har brug for din Arduino. Nedenstående eksempel viser, hvordan du tilslutter komponenterne på dit brødbræt. Vi vil gå mere i detaljer i hele dette projekt. Figur 1-1: Brødbræt Arduino med USB-programmeringsevne. Inden vi går i gang, skal du sørge for at have alle de nødvendige elementer i komponentlisteboksen. Hvis du har brug for at købe dele, kan du gøre det fra mit websted på www. ArduinoFun.com eller se nedenfor for andre onlinebutikker* Se note om TTL-232R-kablet i programmeringsmuligheder, før du køber. 10% RABAT på hele ordren på ArduinoFun.com, brug kuponkode: INSTRUKTABLER ved udtjekning. Du kan købe komponenter på www. ArduinoFun.com eller www. SparkFun.com eller www. CuriousInventor.com eller www. FunGizmos.com eller www. Adafruit.com for blot at nævne et par steder uden for hånden. Originalt selvstudium af:

Trin 2: Opsætning af strøm

Den første ting du skal gøre er at opsætte strøm. Med dit brødbræt og komponenter foran dig … lad os komme i gang! Med dette trin vil du indstille brødbrættet Arduino til konstant +5 volt effekt ved hjælp af en 7805 spændingsregulator. Figur 1-2: Strømopsætning med LED-indikator. For at spændingsregulatoren skal fungere, skal du levere mere end 5V strøm. Et typisk 9V batteri med et snapstik ville fungere fint til dette. Der kommer strøm til brødbrættet, hvor du ser de røde og sorte + og - firkanter. Tilføj derefter en af 10uF kondensatorerne. Det længere ben er anoden (positiv) og det kortere ben er katoden (negativ). De fleste kondensatorer er også markeret med en stribe ned ad den negative side. På tværs af det tomme rum på brødbrættet (kanalen) skal du placere to tilslutningstråde til positive (røde) og jordede (sorte) for at springe strøm fra den ene side af brødbrættet til den anden. Tilføj nu spændingsregulatoren 7805. 7805 har tre ben. Hvis du ser på det forfra, er venstre ben til spænding i (Vin) det midterste ben er til jord (GND) og det tredje ben er til spænding ud (Vout). Sørg for, at venstre ben er linet op med din positive kraft i, og den anden pin til jorden. Når du kommer ud af spændingsregulatoren og går til strømskinnen på siden af brødbrættet, skal du tilføje en GND -ledning til jordskinnen og derefter Vout -ledningen (3^rd ben af spændingsregulatoren) til den positive skinne. Tilføj den anden 10uF kondensator til strømskinnen. Vær opmærksom på de positive og negative sider. Det er en god idé at inkludere en LED -statusindikator, der kan bruges til fejlfinding. For at gøre dette skal du forbinde højre side power rail med venstre power rail. Tilføj positive til positive og negative til negative ledninger i bunden af dit brødbræt. Figur 1-3: Venstre og højre strømskinneforbindelse. At have strøm på venstre og højre power rail vil også hjælpe med at holde dit brødbræt organiseret, når du leverer strøm til de forskellige komponenter. Figur 1-4: Til LED-statusindikatoren tilsluttes en 220 & modstand (farvet som: rød, rød, brun) fra strømmen til LED'ens anode (positiv side, længere ben) og derefter en GND-ledning til katodesiden. Tillykke, nu er dit brødbræt konfigureret til +5V strøm. Du kan gå videre til det næste trin i kredsløbets design.

Trin 3: Arduino Pin Mapping

Nu vil vi forberede ATmega168 eller 328 -chippen. Inden vi begynder, lad os se på, hvad hver pin på chippen gør i forhold til Arduino -funktionerne. BEMÆRK: ATmega328 kører stort set samme hastighed, med samme pinout, men har mere end to gange flashhukommelsen (30k vs 14k) og to gange EEPROM (1Kb vs 512b). Figur 1-5: Arduino Pin Mapping ATmega168-chippen er oprettet af Atmel. Hvis du slår databladet op, finder du ikke, at ovenstående referencer er de samme. Dette skyldes, at Arduino har sine egne funktioner til disse stifter, og jeg har kun givet dem på denne illustration. Hvis du vil sammenligne eller have brug for at kende de faktiske referencer til chippen, kan du downloade en kopi af databladet på www.atmel.com. Nu hvor du kender stifternes layout, kan vi begynde at tilslutte resten af komponenterne.

Trin 4: Komponenttilslutning

For at starte vil vi bygge det understøttende kredsløb til den ene side af chippen og derefter gå videre til den anden side. Pin en på de fleste chips har en identifikationsmarkør. Når du kigger på ATmega168 eller 328, vil du bemærke et u-formet hak i toppen samt en lille prik. Den lille prik angiver, at dette er pin 1. Figur 1-6: Understøttende kredsløbsstifter 15-28 Fra GND-strømbussen, tilføj en jumper wire til pin 22. Dernæst, fra den positive power bus, tilføj jumperwires til pin 20 (AVCC - Forsyningsspænding til ADC -konverteren. Skal tilsluttes strøm, hvis ADC ikke bruges, og til strøm via et lavpasfilter (et lavpasfilter er et kredsløb, der renser støj fra strømkilden, vi bruger ikke en) Tilføj derefter en jumper wire fra den positive bus til pin 21 (Analog reference pin for ADC). På Arduino er pin 13 LED pin. Bemærk, at på den faktiske chip er pin nummer 19. Når du uploader din skitsekode og for alle projekter, vil du stadig referere til dette som Pin 13. For at tilslutte LED'en skal du tilføje en 220 & modstand fra GND til LED'ens katode. Derefter tilføje en jumper wire fra LED'ens anode til pin 19. Nu kan vi bevæge os på den anden side af chippen. Du er næsten færdig! Figur 1-7: Understøttende kredsløbsstifter 1-14 Over ATmega168-chippen nær pin 1 -identifikatoren, placer den lille taktkontakt. Denne switch bruges til at nulstille Arduino. Lige før du uploader en ny skitse til chippen, vil du gerne trykke på denne en gang. Tilføj nu en lille jumper wire fra pin 1 til switchens nederste ben, og tilføj derefter 10K modstanden fra strøm til pin 1 rækken på brødbrættet. Til sidst tilføjes en GND -jumperledning til kontaktens øverste ben. Tilføj strøm og GND -jumpere til pin 7 (VCC) og pin 8 (GND). Tilføj 16MHz urkrystal til pin 9 og 10 og derefter de to.22pF kondensatorer fra ben 9 og 10 til GND. (Se note nedenfor for alternativ metode). Din grundlæggende brødbræt -arduino er nu færdig. Du kunne stoppe lige her, hvis du ville og bytte en allerede programmeret chip fra dit Arduino -bord til brødbrættet, men da du kom så langt, kan du lige så godt afslutte med at tilføje nogle programmeringsnåle. Dette giver dig mulighed for at programmere chippen fra brødbrættet. BEMÆRK: I stedet for at bruge 16MHz urkrystal, kan du bruge en 16 MHz keramisk resonator med indbyggede kondensatorer, tre-terminal SIP-pakke. Du bliver nødt til at arrangere dit brødbræt lidt anderledes, resonatoren har tre ben. Det midterste ben går til jorden, og de to andre ben går til ben 9 og 10 på ATmega168 -chippen. Henvis til figur 1-7, lokaliser et sted, hvor du har 6 kolonner på brødbrættet, der ikke er i kontakt med andet. Placer en række med seks mandlige headerstifter her. Med brødbrættet mod dig er forbindelserne som følger: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, jeg kalder også disse ben 1, 2, 3, 4, 5, 6. Fra din powerbusskinne skal du tilføje GND -ledning til pin 1 og en ledning fra strøm til pin 3. NC betyder ikke tilsluttet, men du kan slutte disse til GND, hvis du vil. Fra pin 2 på ATmega168 -chippen, som er Arduino RX -stiften, tilslutter du en ledning til pin 4 (TX) på dine programmeringsoverskrifter. På ATmega168 -chippen bliver pin 3 Arduino TX forbundet til pin 5 (RX) på dine header pins. Kommunikationen ser sådan ud: ATmega168 RX til Header Pin TX og ATmega168 TX til Header Pin RX. Nu kan du programmere dit brødbræt Arduino.

Trin 5: Programmeringsindstillinger

Den første mulighed er at købe et TTL-232R 3.3V USB-TTL niveau serielt kabel. Disse kan købes på www.adafruit.com eller www.ftdichip.com De to andre muligheder, som jeg foretrækker, er at købe et af to breakout boards fra www. SparkFun.com. De er:

• FT232RL USB til Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Denne mulighed fylder mere på dit brødbræt)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Denne mulighed, og ved hjælp af retvinklede hanhoveder fungerer bedst ud af alle tre, fordi den er sikret bedre på brødbrættet)

Dobbelttjek dine forbindelser, sørg for at dit 9V batteri ikke er tilsluttet, og tilslut din programmeringsmulighed. Åbn Arduino IDE, og i Eksempel -skitsefilerne under Digital, indlæs Blink -skitsen. Under filindstillingen Seriel port skal du vælge den COM -port, du bruger med dit USB -kabel. dvs. COM1, COM9 osv. Under filindstillingen Værktøjer/bestyrelse, vælg enten:

• Arduino Duemilanove m/ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove eller Nano m/ATmega128

(afhængigt af hvilken chip du bruger til dit brødbræt Arduino) Tryk nu på uploadikonet, og tryk derefter på nulstillingsknappen på dit brødbræt. Hvis du bruger et af SparkFun breakout boards, vil du se RX og TX lysene blinke. Dette lader dig vide, at dataene sendes. Nogle gange skal du vente et par sekunder efter at have trykket på uploadknappen, før du trykker på nulstillingskontakten. Hvis du har problemer, skal du bare eksperimentere lidt med, hvor hurtigt du går mellem de to. Denne skitse, hvis den uploades korrekt, blinker LED'en på pin 13 tændt i et sekund, slukket i et sekund, tændt i et sekund … indtil du enten uploader en ny skitse eller slukker for strømmen. Når du har uploadet koden, kan du afbryde programmeringskortet og bruge dit 9V batteri til strøm. Fejlfinding

• Ingen strøm - Sørg for, at din kildeeffekt er over 5V.
• Strøm, men intet virker - tjek alle dine forbindelsespunkter igen.
• Uploadfejl - Se www.arduino.cc og søg efter den særlige fejlmeddelelse, du modtager. Tjek også fora, da der er meget stor hjælp der.

Trin 6: PCB -filer

Hvis nogen er interesseret i at etse deres eget printkort (printkort), har jeg inkluderet komponent- og loddemateriale -pcb -filer. Jeg har tilføjet en zip -fil, der indeholder 300 dpi-j.webp