UDuino: לוח פיתוח תואם Arduino בעלות נמוכה מאוד: 7 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:17

לוחות Arduino נהדרים לאב טיפוס. עם זאת הם מתייקרים למדי כאשר יש לך מספר פרויקטים במקביל או שאתה צריך הרבה לוחות בקר לפרויקט גדול יותר. ישנן כמה חלופות נהדרות וזולות יותר (Boarduino, Freeduino), אך העלויות עדיין מסתכמות כשצריך רבות מהן. זוהי דרך, לאחר השקעה ראשונית של כ $ 25-$ 30, לבנות לוחות תת-10 $ Arduino עם מעט מאוד השקעה נוספת על כל אחד. שים לב שהרעיון הבסיסי כאן (Arduino on a breadboard) נעשה כבר לא מעט זמן (למשל הוראות ITP Arduino Breadboard); אולם מתאם הכבלים והוראות השימוש כאן עוזרים לצמצם באופן מוחלט את ספירת החלקים עבור כל ליבה. פרויקט זה דורש ידע בהלחמה ואלקטרוניקה בסיסית, וכדאי שיהיה לך לפחות קצת ניסיון בפיתוח Arduino. אני לא מציע זאת כפרויקט אלקטרוניקה ראשון. הערה: אני מבטא את uDuino "moo DWEE noh" נוסף 02-05-08: (לאנשים מתקדמים למדי) אחד הכלים שבניתי עם זה הוא כלי לכידת לוגיקה- סוג של מנתח לוגי בסיסי. פיתחתי את זה כדי לפתור בעיות בקישורי תקשורת. צריך ממשק gui, אבל ספק אם אסתדר עם זה בקרוב. עדיין שימושי בידיים הנכונות. הוסיף 06-23-09: אני רוצה לציין את ה- RBBB ממכשיר מודרני לכל מי שרוצה משהו עם הלחמה, אבל גם זול במיוחד-במיוחד אם אתה מקבל את הלוחות החשופים וקונה חלקים בכמויות גדולות. כמו כן ה- USB-BUB שלהם הוא חלופה זולה יותר לכבל FT232.

שלב 1: אסוף חלקים למתאם הכבלים

אני מציע לקבל חלקים מתערובת של Mouser, Radio Shack ו- Ada Fruit Industries; עיין בשלב האחרון למקורות חלקים. אל תהסס להחליף חלקים מתיבת הגרוטאות שלך, ועם הנגד/הקבלים תוכל לסטות דרכים מהערכים ועדיין שהדברים יעבדו טוב (הנגד הייתי מציע בין כ -3.3k ל -20k; קבלים בדרך כלל לא הייתי ללכת על ערכים קטנים יותר אבל גדול יותר עד בערך.47uF אמור להיות בסדר).

למתאם הכבלים תצטרך: - מעט לוח PC (8 חורים על 2 חורים) - קבל.1uf - כותרת מרווח 1x8.1 ", ישר - כותרת מרווח 1x8.1", זווית ישרה - קצת חיבור חוּט

שלב 2: צור את מתאם כבל התכנות

לרוב מתאם כבל התכנות צריך רק לנתב אותות מכבל ה- USB FTDI לפינים הנכונים בשבבי ATmega168; אולם הקבל מתווסף על קבוצה אחת של סיכות כדי לאפשר לתוכנת Arduino לאפס את השבבים (הקבל מאפשר לדופק קצר לעבור לאיפוס השבב כאשר תוכנת ה- Arduino הופכת את סיכת ה- RTS).

כדי להתחיל, חותכים פיסת לוח PC עם 9 חורים על 2 חורים. לאחר מכן יש לנתק קבוצה של 8 סיכות מפס הכותרת הישר, וסט של 8 סיכות מפס הכותרת הזווית הימנית (בהנחה שרכשת את הרצועות הארוכות יותר). עיין בתמונת החלקים כדי לראות כיצד אלה אמורים להיראות בסופו של דבר. באמצעות השלבים הבאים עיין הן בתצלומים והן בתרשימים המצורפים לחיבור סיכות. התרשימים מראים הרבה יותר טוב לאן הקשרים צריכים להגיע, אבל התצלומים עוזרים להבהיר את כיוון הלוח וכו '. אם יש לך שאלות אנא שלח לי דואר ואנסה להבהיר כל דבר לא הגיוני. הפוך את לוח המחשב הפוך כדי שתוכל לראות את הנחושת סביב החורים, כשאחד הצדדים הארוכים לכיווןך. אם, כמו שעשיתי כאן, השתמשת בפיסת לוח PC מקצה המקור, אני מציע להניח את הצד עם חומר הלוח הנוסף לעברך. תקע את החלק התחתון (הצד הקצר) של הכותרת הישר דרך החורים הרחוקים ביותר ממך, והשאיר חור אחד ריק משמאלך והלחם את הסיכות במקומן (ראה תמונה). לאחר מכן תקע את החלק התחתון (בצד עם הכיפוף) של הכותרת בזווית ישרה דרך החורים הקרובים אליך, והשאיר שוב את החור בצד שמאל והלחם את הסיכות במקומן. תקע את מוליכי הקבלים.1uf דרך החורים הריקים בצד שמאל והלחם את הקבל במקומו. חתוך את הלידים. ואז הלחמה כל אחת מ -2 מובילה לסיכת הכותרת הקרובה אליה; אחד יתחבר לסיכה השמאלית ביותר של הכותרת הישר, השני לסיכה השמאלית ביותר של הכותרת הזווית הימנית. הכי קל זה כנראה פשוט ליצור גשר הלחמה (להמיס מספיק הלחמה כדי לזרום בין סיכת הקבלים לסיכה שלצידה, כמו בתמונה). אם אתה צריך אתה יכול להשתמש באורך קצר של חוט ולהלחם אותו לכל אחד מהמגעים. צור גשר הלחמה נוסף או חיבור בין הסיכות השישית והשביעית הקרובה אליך (שלישי ורביעי מימין). זה כדי לחבר את סיכת "CTS" של הכבל לקרקע. וליצור עוד גשר הלחמה/חיבור בין שתי הכותרות בסיכה השנייה מימין (חבר את הסיכה הקרובה אליך לזה הרחוק יותר, רק סיכה אחת מימין). זה מחבר בין מה שיהיה מגשר הכוח USB VCC לבין סיכת ה- VCC של השבב. חיבור חשמל זה יהיה פעיל רק כאשר מותקן מגשר. השתמש באורך קצר של חוט כדי לחבר את הסיכה הקרובה ביותר אליך לסיכה החמישית הקרובה ביותר אליך (היא החמישית אם לספור מימין או משמאל). זה יחבר +5 וולט מכבל ה- USB לפין השני של מחבר המגשר. כעת חבר עוד אורך חוט קצר בין הסיכה הימנית ביותר בשורה הרחוקה ממך לשלישית מהסיכה הימנית בשורה הקרובה אליך. זה מחבר את הקרקע של הכבל לקרקע של השבב. עוד שני חוטים קצרים להוסיף: אחד מהסיכה השנייה מהשמאלית בכותרת הזווית הימנית לסיכה השלישית מהשמאל על הכותרת הישר (שימו לב: מכיוון שהחורים הכי שמאליים מותקן בהם הקבל, זה יהיה החור השלישי מהשמאל הקרוב אליך אל החור הרביעי מהשמאל בשורה הרחוקה ביותר ממך). החוט הקצר השני יעבור ימינה על הראשון: מהסיכה השלישית מהשמאל על הכותרת הזווית הימנית אל הסיכה השנייה מהשמאל על הכותרת הישר (הרביעית מהשמאלית לשלישית -מהחור השמאלי). חוטים אלה מחברים את סיכות TX ו- RX של הכבל לאלה של השבב. לרוע המזל ההזמנה היא הפוכה בכבל מהשבב, ולכן עלינו לקבל את החוטים החוצים. עכשיו אתה רק צריך לחבר את כבל FTDI FT232RL, כשהחוט הירוק מחובר לסיכה בפינה השמאלית ביותר (החוט השחור יתחבר לסיכה השלישית מימין). שני הסיכות הנותרות מימין מיועדות למגשר; אם המגשר מותקן, הלוח יופעל מכבל ה- USB, וימנע את הצורך בסוללות או ספק כוח. אסור לחבר מגשר זה כאשר חשמל אחר מחובר ללוח או שאפשר לפגוע במשהו (לוח, כבל, מחשב). זהו זה! אתה מוכן לעשות כמה ליבות uDuino לתכנת עם הכבל. (בעת שימוש במתאם התכנות, הפין שליד הקבל מתחבר לסיכה 1 של השבב)

שלב 3: להחליט אם להכין לוחות מינימליים לחלוטין או לוחות מבוססי מתנד חיצוני

ההחלטה אם לבנות לוח מבוסס מתנד מבוססת על כמה דברים. האחת, האם יש לך גישה למתכנת AVR והזמן לתכנת מטען אתחול מיוחד על שבבי ה- ATmega168 שלך? שניים, האם אתה יכול להסתדר ללא תקשורת טורית מדויקת עם השבב? שלוש, האם היישום שלך הוא בעל השפעה נמוכה מספיק כדי שהלוח יכול לפעול בחצי מהר והכל עדיין יעבוד בסדר?

לשבבי ATmega168 יש מתנד פנימי שניתן להפעיל; הוא פועל בסביבות 8 מגה -הרץ, שזה חצי מהמהירות של רוב לוחות ה- Arduino (למעט Lilypads). מובטח כי המתנד הפנימי יהיה מכויל עד ל -10% (וזה לא סובלני מספיק לתקשורת סדרתית טובה מובטחת). מניסיוני, כיול המפעל ב- 5v תמיד היה בסדר להעלות תוכניות, אבל YMMV. עם זאת, לא הייתי משתמש במתנד הפנימי לדברים חשובים שצריך לדבר סדרתי. עם זאת, מבחינת המנורות זה אמור להיות בסדר גמור. שבבי Arduino עם מטען האתחול טעון מראש שמצאתי פועלים תמיד במהירות 16 מגה-הרץ, ואלו ידרשו מתנד חיצוני. אם אין לך גישה למתכנת AVR, סביר להניח שתרצה לקנות שבב Arduino טעון מראש. אני ממליץ בחום על תעשיות פרי עדה כמקור. שימו לב שהמתנדים באמת לא כל כך יקרים (בדרך כלל.50-$ 75 $ ב- Mouser); הם רק חלק נוסף שלרוב אינו הכרחי, ופריסת הסיכה מבאסת לפריסות ארדואינו נקיות באמת.

שלב 4: בניית לוח חיצוני מבוסס מתנד

אסוף את החלקים הדרושים לך:- קרש קרש (אתה יכול כמובן לבנות את זה ישר גם על לוח מחשב קדוח)- שבב ATmega168 עם קולט.1uf טעון מראש-.1uf (קרמיקה, פוליאסטר וכו 'לא משנה כל כך הרבה; ערך.047uf-.47uf אמור להיות בסדר)- נגד 10K (ערכים ~ 3.3k-20k אמורים לעבוד בסדר)- מתנד קרמיקה 3 פינים 16 פינים (רצוי עם מוליכים ארוכים, למשל 1/2 אינץ ')- אורכים קצרים של הכנס את ה- ATmega168 ללוח הלוח, חוצה את המרכז. עבור כל אחד מהחיבורים הבאים, השתמש בחור בכל סיכת ATmega168 הקרובה ביותר לשבב הפתוח; זה יותיר את החור האחרון בכל אחת משורות 1-8 פתוח לכבל התכנות להתחבר אליו. חבר פין 7 ו -20 באורך חוט (VCC ל- AVCC) חבר את פין 8 ו -22 באורך חוט (GND ל- AGND) חבר את הנגד 10K מפין 1 לסיכה 7 (RES ל- VCC) חבר את קבל ה- 1uf מהסיכה 7 לסיכה 8 חבר את הפינים החיצוניים של המתנד לפינים 9 (XTAL1) ו- 10 (XTAL2) של ה- ATmega168. זה לא משנה איזה מהסיכות מתחבר לאיזה סיכת ATmega. חבר את הסיכה המרכזית של המתנד לסיכה 8 (GND) אם יש לך קווי אוטובוס כוח על לוח הלחם שלך, אני מציע לחבר את + המסילה (אדומה) לסיכה 20. והמסילה (כחולה) לסיכה 22. זו צורה קצת גרועה (חיבור לצד האנלוגי לחיבורי חשמל לדברים אחרים), אבל אם לוח הלחם שלך הוא באותו גודל כמו שלי כבר מילאת את כל החורים הזמינים לסיכה 7. אם אתה מתכנן להשתמש בחשמל USB, כעת תוכל פשוט לחבר את כבל התכנות ולהעלות סקיצות ללוח (הקפד לחבר את סיכות בחירת החשמל במתאם הכבל עם מגשר להפעלת השבב מ אחרת) יהיה עליך להשתמש בסוללת/ווסת מתח/וכו '. לספק כוח.

שלב 5: או בניית לוח מתנד פנימי

אסוף את החלקים הדרושים לך:- קרש קרש- שבב ATmega168- קבל.1uf (קרמיקה, פוליאסטר וכו 'לא כל כך משנה; ערך.047uf-.47uf אמור להיות בסדר)- נגד 10K (ערכים ~ 3.3k- 20k אמור לעבוד בסדר)- אורכים קצרים של חוט לתכנת את מטען האתחול עם מתכנת ה- AVR שלך: תרצה להשתמש במטען האתחול של lilypad (כלול עם שחרור Arduino-0010, בחומרה/אתחול/ליפייד). בעזרת מתכנת ה- AVR, הבזק את מטען האתחול. לדוגמה, במערכת OSX שלי: cd/יישומים/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/יישומים/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 -Uefuse: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: m הגדר את לוח הלחם: שים את ה- ATmega168 בלוח הלוח, חוצה את המרכז. עבור כל אחד מהחיבורים הבאים, השתמש ב- חור בכל סיכת ATmega168 שהיא הקרובה ביותר לשבב הפתוח; זה יותיר את החור האחרון בכל אחת משורות 1-8 פתוח לכבל התכנות להתחבר. חבר את פין 7 ו -20 באורך חוט (VCC ל- AVCC) חבר את פין 8 ו -22 באורך חוט (GND ל- AGND) חבר את הנגד 10K מהפין 1 לסיכה 7 (RES ל- VCC) *חבר את קבל ה- 1uf מהפין 7 לסיכה 8 אם יש לך קווי אוטובוס כוח בלוח הלחם שלך, אני מציע לחבר את + המעקה (אדום) לפין 20 והמסילה (כחולה) לסיכה 22. זו צורה קצת גרועה (חיבור לצד האנלוגי לחיבורי חשמל לדברים אחרים), אבל אם לוח הלחם שלך הוא באותו גודל כמו שלי כבר מילאת את כל החורים זמין עבור סיכה 7. אם אתה מתכנן להשתמש בחשמל USB, כעת תוכל פשוט לחבר את כבל התכנות ולהעלות סקיצות ללוח (הקפד לחבר את סיכות בחירת החשמל במתאם הכבל עם מגשר להפעלת השבב. אחרת, יהיה עליך להשתמש בסוללת/ווסת מתח/וכו '. לספק כוח. שים לב שתמיד תרצה להשתמש ב- 5v לתכנות באמצעות תוכנת Arduino; מתח אחר יגרום למהירות השעון להשתנות באופן משמעותי וככל הנראה תגרום לתקשורת (וכך לתכנות) להיכשל. כאשר אתה עובר להעלות סקיצות לסגנון לוח זה המשתמש במתנד הפנימי, בחר "Lilypad Arduino" מהכלי/לוח. תַפרִיט.

2008 10-02 FIXED-הוכנס בצורה שגויה כסיכה 1 לסיכה 10 במקור

שלב 6: חיבורים לפיתוח Arduino

שים לב שהסיכות ב- ATmega168 אינן מופיעות באופן ברור לשמות Arduino.

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 אנלוגי 0 24 אנלוגי 1 25 אנלוגי 2 26 אנלוגי 3 27 אנלוגי 4 28 אנלוגי 5

שלב 7: מקורות חלק מסוימים

שים לב שלא השתמשתי בקבלים ובכותרות הספציפיות המפורטות להלן במדריך זה, כך שהמראה שלהם עשוי להשתנות מעט מהכיוונים כאן. אם יש לך בעיות, אנא יידע אותי.- כבל USB FT232RL- Mouser: כותרות מרווח.1 ", 36 פינים, ישר- שבר 8 סיכות למתאם כבל והשתמש במנוחה לפרויקטים אחרים- Mouser:.1" מרווח כותרות, 36 פינים, זווית ישרה- ניתוק 8 פינים למתאם כבלים- לוח מחשב למתאם כבלים- Mouser: 10K נגדים- Mouser:.1uF קבלים- לוחות לחם Pololu או עדה פירות- שבבי ATmega168 Mouser: לא מתוכנת או עדה פירות: מתוכנת מראש - Mouser: מתנדים של 16Mhz