בנה ארדואינו משלך: 6 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

הקמת ארדואינו על קרש לחם הפכה לתהליך שגיליתי לאהוב.

תוך מספר דקות תוכל לקבל פלטפורמת Arduino שעובדת במלואה, כפי שתראה במדריך זה. היו כמה פעמים כשהייתי בבית הספר וחיברתי במהירות אחת כזו לבדיקת כמה רעיונות לפרויקט. בנוסף, זה פשוט נראה כל כך מסודר עם כל הרכיבים המונחים מעל לוח הלחם. כמה מפרויקטים של Arduino שלי מה זה Arduino?

Arduino היא פלטפורמת אב טיפוס של אלקטרוניקה בעלת קוד פתוח המבוססת על חומרה ותוכנה גמישים וקלים לשימוש. הוא מיועד לאמנים, מעצבים, חובבים וכל מי שמעוניין ליצור אובייקטים או סביבות אינטראקטיביות.

ארדואינו יכול לחוש את הסביבה על ידי קבלת קלט ממגוון חיישנים ויכול להשפיע על סביבתו על ידי שליטה על נורות, מנועים ומפעילים אחרים. המיקרו -בקר בלוח מתוכנת באמצעות שפת התכנות Arduino (מבוססת על חיווט) וסביבת הפיתוח של Arduino (מבוססת עיבוד). פרויקטים של Arduino יכולים להיות עצמאיים או שהם יכולים לתקשר עם תוכנות בהפעלה במחשב (למשל פלאש, עיבוד, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

שלב 1: רכיבים

עם כמה חלקים זולים ולוח לחם ללא הלחמה תוכלו לבנות במהירות ובקלות ארדואינו משלכם. רעיון זה עובד נהדר כאשר אתה רוצה ליצור אב טיפוס של רעיון עיצובי חדש, או שאתה לא רוצה לקרוע את העיצוב שלך בכל פעם שאתה צריך את הארדואינו שלך. הדוגמה להלן מראה כיצד לחבר את הרכיבים בלוח הלחם שלך. נפרט יותר לאורך כל הפרויקט. איור 1-1: Arduino לוח קרשים עם יכולת תכנות USB. לפני שנתחיל, ודא שיש לך את כל הפריטים הדרושים בתיבת רשימת הרכיבים. אם אתה צריך לרכוש חלקים אתה יכול לעשות זאת מהאתר שלי באתר www. ArduinoFun.com או ראה למטה לחנויות מקוונות אחרות* ראה הערה לגבי כבל TTL-232R באפשרויות תכנות לפני הרכישה. 10% הנחה על כל ההזמנה באתר ArduinoFun.com, השתמש בקוד קופון: הוראות שימוש בעת הצ'ק אאוט. אתה יכול לקנות רכיבים באתר www. ArduinoFun.com או www. SparkFun.com או www. CuriousInventor.com או www. FunGizmos.com או www. Adafruit.com רק כדי לציין כמה מקומות בהישג יד. הדרכה מקורית מאת:

שלב 2: הגדרת כוח

הדבר הראשון שאתה צריך לעשות הוא להגדיר כוח. עם קרש הלחם והרכיבים לפניכם … בואו נתחיל! עם שלב זה, תוכל להגדיר את לוח הלחם Arduino לעוצמת מתח קבועה +5 וולט באמצעות ווסת מתח 7805. איור 1-2: התקנת חשמל עם מחוון LED. על מנת שמווסת המתח יעבוד, עליך לספק יותר מ- 5V הספק. סוללה טיפוסית של 9V עם מחבר הצמד תעבוד מצוין בשביל זה. הכוח יכנס ללוח הלחם שבו תראה את הריבועים האדומים והשחורים + ו -. לאחר מכן הוסף אחד מקבלי 10uF. הרגל הארוכה יותר היא האנודה (חיובית) והרגל הקצרה יותר היא הקתודה (שלילית). רוב הקבלים מסומנים גם עם פס לאורך הצד השלילי. על פני החלל הריק בלוח הלחם (הערוץ) יהיה עליך להציב שני חוטי חיבור לחיבור (אדום) וקרקע (שחור) כדי לקפוץ כוח מצד אחד של לוח הלחם לשני. כעת הוסף את ווסת המתח 7805. ל- 7805 שלוש רגליים. אם אתה מסתכל על זה מלפנים, הרגל השמאלית מיועדת למתח פנימה (Vin) הרגל האמצעית היא לקרקע (GND) והרגל השלישית היא למתח החוצה (Vout). וודא שרגל שמאל מיושרת עם הכוח החיובי שלך והסיכה השנייה לקרקע. כשיוצאים מווסת המתח והולכים למסילת הכוח בצד לוח הלחם, עליך להוסיף חוט GND למעקה הקרקע ולאחר מכן את חוט ה- Vout (3^{מחקר ופיתוח} הרגל של ווסת המתח) למעקה החיובי. הוסף את קבל 10uF השני למסילת הכוח. שימת לב לצדדים החיוביים והשליליים. מומלץ לכלול מחוון מצב LED שיכול לשמש לפתרון בעיות. לשם כך עליך לחבר את מעקה החשמל בצד ימין עם מעקה הכוח השמאלי. הוסף חוטים חיוביים לחיוביים ושליליים לחלק התחתון של לוח הלחם שלך. איור 1-3: חיבורי רכבת החשמל שמאל וימין. הפעלת כוח במעקה החשמל השמאלי והימני תעזור גם לשמור על לוח הלוח שלך מאורגן בעת מתן כוח לרכיבים השונים. איור 1-4: למחוון מצב LED, חבר 220 ונגד (בצבע: אדום, אדום, חום) מהחשמל לאנודה של הנורית (צד חיובי, רגל ארוכה יותר) ולאחר מכן חוט GND לצד הקתודה. מזל טוב, עכשיו לוח הלחם שלך מוגדר לעוצמה של +5V. אתה יכול לעבור לשלב הבא בעיצוב המעגל.

שלב 3: מיפוי סיכות ארדואינו

כעת אנו רוצים להכין את שבב ה- ATmega168 או 328. לפני שנתחיל, בואו נסתכל על מה שכל סיכה בשבב עושה ביחס לפונקציות Arduino. הערה: ATmega328 פועל פחות או יותר באותה מהירות, עם אותו pinout, אך כולל יותר מפי שניים מזיכרון הבזק (30k לעומת 14k) ופעמיים EEPROM (1Kb לעומת 512b). איור 1-5: מיפוי סיכות Arduino שבב ATmega168 נוצר על ידי Atmel. אם תחפש את גליון הנתונים לא תמצא שההפניות לעיל זהות. הסיבה לכך היא שלארדואינו יש פונקציות משלו לסיכות אלה, וסיפקתי אותן רק באיור זה. אם אתה רוצה להשוות או שאתה צריך לדעת את ההפניות בפועל לשבב, אתה יכול להוריד עותק של גליון הנתונים בכתובת www.atmel.com. כעת, לאחר שאתה יודע את פריסת הסיכות, אנו יכולים להתחיל לחבר את שאר הרכיבים.

שלב 4: חיבור רכיב

כדי להתחיל, נבנה את המעגלים התומכים עבור צד אחד של השבב ולאחר מכן נעבור לצד השני. להצמיד אחד על רוב השבבים יש סמן מזהה. אם תסתכלו על ה- ATmega168 או 328 תוכלו להבחין בחריץ בצורת u בחלקו העליון כמו גם בנקודה קטנה. הנקודה הקטנה מציינת כי זהו סיכה 1. איור 1-6: סיכות מעגל תומכות 15-28 מאוטובוס החשמל GND, הוסף חוט מגשר לסיכה 22. לאחר מכן, מאוטובוס החשמל החיובי, הוסף חוטי מגשר לפין 20 (AVCC - מתח אספקה עבור ממיר ה- ADC. צריך לחבר אותו לחשמל אם לא משתמשים ב- ADC ולהפעיל אותו באמצעות מסנן מעבר נמוך אם כן (מסנן נמוך לעבור הוא מעגל המנקה רעש ממקור החשמל., אנו לא משתמשים באחד) ואז הוסף חוט מגשר מהאוטובוס החיובי לפין 21 (סיכת התייחסות אנלוגית ל- ADC). על הארדואינו, סיכה 13 היא סיכת הלד. שים לב שבשבב בפועל הסיכה היא מספר 19 … כאשר תעלה את קוד הסקיצה שלך ולכל הפרויקטים עדיין תתייחס לזה כסיכה 13. כדי לחבר את הנורית, הוסף 220 & נגד מ- GND לקתודה של הנורית. לאחר מכן מהאנודה של הנורית הוסף חוט מגשר אל סיכה 19. כעת נוכל לעבור לצד השני של השבב. כמעט סיימת! איור 1-7: סיכות מעגל תומכות 1-14 מעל שבב ATmega168 ליד מזהה סיכה 1, מקם את מתג הטקט הקטן. מתג זה משמש לאיפוס ה- Arduino. ממש לפני שאתה מעלה סקיצה חדשה לשבב תרצה ללחוץ על זה פעם אחת. כעת הוסף חוט מגשר קטן מהפין 1 לרגל התחתונה של המתג ולאחר מכן הוסף את הנגד 10K מהחשמל לשורה הסיכה 1 בלוח הלחם. לבסוף הוסף חוט מגשר GND לרגל העליונה של המתג. הוסף מגשרים כוח ו- GND לסיכה 7 (VCC) ולסיכה 8 (GND). הוסף את קריסטל השעון 16 מגה -הרץ לסיכה 9 ו -10 ולאחר מכן את שני קבלים.22pF מהפינים 9 ו -10 ל- GND. (ראה הערה להלן לשיטה חלופית). ארדואינו הלוח הבסיסי שלך הושלם כעת. אתה יכול לעצור כאן אם אתה רוצה ולהחליף שבב שכבר מתוכנת מלוח הארדואינו ללוח הלחם, אך מכיוון שהגעת עד כאן, כדאי שתסיים על ידי הוספת כמה סיכות תכנות. זה יאפשר לך לתכנת את השבב מלוח הלחם. הערה: במקום להשתמש בגביש השעון 16 מגה-הרץ, ניתן להשתמש בתהודה קרמית של 16 מגה-הרץ עם קבלים מובנים, חבילת SIP בת שלושה מסופים. יהיה עליך לסדר את לוח הלחם שלך בצורה קצת אחרת, למהוד יש שלוש רגליים. הרגל האמצעית תלך לקרקע ושתי הרגליים האחרות יגיעו לסיכות 9 & 10 בשבב ATmega168. בהתייחס לאיור 1-7, אתר את המקום שבו יש לך 6 עמודים על לוח הלחם שאינם במגע עם שום דבר אחר. הצב כאן שורה של שישה סיכות כותרת גבריות. כאשר לוח הלחם פונה אליך, החיבורים הם כדלקמן: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, אני גם קורא לסיכות האלה 1, 2, 3, 4, 5, 6. ממעקה אוטובוס הכוח שלך, הוסף את חוט GND לפין 1 וחוט מהחשמל לפין 3. NC פירושו לא מחובר, אך תוכל לחבר אותם ל- GND אם תרצה בכך. מהפין 2 בשבב ATmega168, שהוא סיכת ה- Arduino RX, תחבר חוט לפין 4 (TX) של כותרות התכנות שלך. בשבב ATmega168, סיכה 3 Arduino TX מתחברת לסיכה 5 (RX) בסיכות הכותרת שלך. התקשורת נראית כך: ATmega168 RX ל- Pin Header TX ו- ATmega168 TX ל- Pin Header RX. עכשיו אתה יכול לתכנת את לוח הלחם שלך Arduino.

שלב 5: אפשרויות תכנות

האפשרות הראשונה היא לקנות כבל סידורי TTL-232R 3.3V USB-TTL ברמה. אלה ניתן לרכוש בכתובת www.adafruit.com או www.ftdichip.com שתי האפשרויות האחרות, שאני מעדיף הן לקנות אחת משתי לוחות פריצה מ- www. SparkFun.com. הם:

• FT232RL USB ללוח פריצה סידורי, מק"ט: BOB-00718 (אפשרות זו תופסת יותר מקום בלוח הלחם שלך)
• פריצה בסיסית של FTDI - מק"ט 3.3V: DEV -08772 (אופציה זו, ושימוש בכותרות זכר זוויות ישרות פועל בצורה הטובה ביותר מבין שלושתם מכיוון שהוא מאובטח טוב יותר על לוח הלחם)

בדוק שוב את החיבורים שלך, וודא שסוללת 9V שלך אינה מחוברת וחבר את אפשרות התכנות שלך. פתח את ה- IDE של Arduino ובקבצי הסקיצה לדוגמה, תחת Digital, טען את הסקיצה מהבהבת. תחת אפשרות הקובץ יציאה טורית, בחר את יציאת ה- COM שבה אתה משתמש באמצעות כבל ה- USB שלך. כלומר COM1, COM9 וכו 'תחת האפשרות קובץ כלים/לוח, בחר באחת מהן:

• Arduino Duemilanove w/ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove או Nano w/ATmega128

(תלוי באיזה שבב אתה משתמש עם לוח העבודה Arduino שלך) כעת לחץ על סמל ההעלאה ולאחר מכן לחץ על כפתור האיפוס בלוח הלחם שלך. אם אתה משתמש באחד מלוחות הפריצה של SparkFun, תראה את הנורות RX ו- TX מהבהבות. זה מאפשר לך לדעת שהנתונים נשלחים. לפעמים אתה צריך לחכות כמה שניות לאחר לחיצה על כפתור ההעלאה לפני לחיצה על מתג האיפוס. אם יש לך בעיות, פשוט התנסה קצת בכמה מהר אתה עובר בין השניים. סקיצה זו אם תעלה כראוי תמצמץ את הנורית על סיכה 13 למשך שנייה אחת, כבויה לשנייה אחת, דולקת למשך שנייה אחת … עד שתעלה סקיצה חדשה או תכבה את החשמל. לאחר שהעלית את הקוד, תוכל לנתק את לוח התכנות ולהשתמש בסוללת 9V שלך לצורך הספק. פתרון תקלות

• ללא חשמל - ודא שהספק המקור שלך עולה על 5V.
• כוח אבל שום דבר לא עובד - בדוק שוב את כל נקודות החיבור שלך.
• שגיאת העלאה - עיין בכתובת www.arduino.cc ובצע חיפוש בהודעת השגיאה המסוימת שאתה מקבל. בדוק גם את הפורומים מכיוון שיש שם הרבה עזרה נהדרת.

שלב 6: קבצי PCB

אם מישהו מעוניין לחרוט PCB משלו (מעגל מודפס) כללתי את רכיבי ה- PCB בצד הרכיבים וההלחמה. הוספתי קובץ zip המכיל קבצי-j.webp