UDuino: Very Low Cost Arduino Compatible Development Board: 7 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:47

Arduino -brädor är bra för prototyper. Men de blir ganska dyra när du har flera samtidiga projekt eller behöver massor av styrkort för ett större projekt. Det finns några bra, billigare alternativ (Boarduino, Freeduino) men kostnaderna ökar fortfarande när du behöver många av dem. Detta är ett sätt, efter cirka $ 25- $ 30 initial investering, att bygga under $ 10 Arduino-kompatibla brädor med mycket lite extra tid investering på varje. Observera att grundtanken här (Arduino på en brödbräda) har gjorts ganska länge (t.ex. ITP Arduino Breadboard -instruktioner); Men kabeladapterens konstruktions- och användningsinstruktioner här hjälper absolut till att minimera antalet delar för varje kärna. Detta projekt kräver kunskap om lödning och grundläggande elektronik, och du bör ha åtminstone viss erfarenhet redan av Arduino -utveckling. Jag föreslår inte detta som ett första elektronikprojekt. Notera: Jag uttalar uDuino "moo DWEE noh" Lagt till 02-05-08: (för ganska avancerade människor) Ett av verktygen jag byggde med detta är ett logiskt fångstverktyg- typ av en grundläggande logisk analysator. Jag utvecklade detta för att felsöka kommunikationslänkar. Behöver ett gui -gränssnitt, men tvivlar på att jag kommer till det när som helst snart. Dang fortfarande användbart i rätt händer. Lagt till 06-23-09: Jag skulle vilja påpeka RBBB: n från Modern Device för alla som vill ha något med löd, men också superbilligt-speciellt om du får barbrädorna och köper delar i bulk. Också deras USB-BUB är ett billigare alternativ till FT232-kabeln.

Steg 1: Samla delar till kabeladaptern

Jag föreslår att du får delar från en blandning av Mouser, Radio Shack och Ada Fruit Industries; se det sista steget för delkällor. Känn dig fri att byta ut delar från din skräpbox, och med motståndet/kondensatorerna kan du avvika ett sätt från värdena och fortfarande få saker att fungera bra (motstånd skulle jag föreslå mellan cirka 3.3k och 20k; kondensatorer skulle jag i allmänhet inte gå för mindre värden men större upp till ca.47uF borde vara bra).

För kabeladaptern behöver du: - liten bit PC -kort (8 hål för 2 hål) - en.1uf kondensator - en 1x8.1 "avståndshuvud, rak - en 1x8.1" avståndshuvud, rät vinkel - lite anslutning tråd

Steg 2: Gör programmeringskabeladaptern

Programmeringskabeladaptern behöver oftast bara dirigera signaler från FTDI USB -kabeln till de högra stiften på ATmega168 -chipsen; men kondensatorn läggs till på en uppsättning stift för att tillåta Arduino -programvaran att återställa chipsen (kondensatorn tillåter en kort puls att övergå till chipets återställning när Arduino -programvaran vänder RTS -stiftet).

För att börja, skär en bit PC -kort med 9 hål med 2 hål. Bryt sedan av en uppsättning med 8 stift från den raka stifthuvudremsan och en uppsättning med 8 stift från den högra vinkelhuvudremsan (förutsatt att du köpt de längre remsorna). Se bild på delarna för att se hur dessa ska se ut. Genom följande steg, se både bifogade fotografier och diagram för anslutning av stift. Diagrammen visar mycket bättre vart förbindelserna behöver gå, men fotografierna hjälper till att förtydliga tavlans orientering etc. Om du har frågor vänligen maila mig så ska jag försöka förtydliga allt som inte är vettigt. Vänd PC -kortet upp och ner så att du kan se koppar runt hålen, med en av långsidorna mot dig. Om du, precis som jag gjorde här, använde en bit PC -kort från originalets kant, föreslår jag att du placerar sidan med det extra brädmaterialet mot dig. Stick botten (kortsidan) av det raka huvudet genom hålen längst bort från dig, lämna ett hål tomt till vänster och löd stiften på plats (se bild). Stick sedan botten (sidan med böjningen) av det rätvinkliga huvudet genom hålen närmast dig, lämna igen hålet till vänster tomt och löd stiften på plats. Stick in.1uf kondensatorns ledningar genom de tomma hålen till vänster och löd kondensatorn på plats. Trimma ledningarna. Löd sedan var och en av de 2 till rubrikstiftet närmast den; den ena kommer att ansluta till det vänstra stiftet på det raka huvudet, det andra till det vänstra stiftet i det högra vinkelhuvudet. Det enklaste är förmodligen att bara skapa en lödbrygga (smälta tillräckligt med löd för att flöda mellan kondensatorstiftet och tappen bredvid det, som på bilden). Om du behöver kan du använda en kort trådlängd och lödda den till var och en av kontakterna. Skapa en annan lödbro eller anslutning mellan de sjätte och sjunde stiften närmast dig (tredje och fjärde från höger). Detta för att ansluta kabelns "CTS" -stift till jord. Och skapa en annan lödbrygga/anslutning mellan de två rubrikerna vid den andra stiftet till höger (anslut stiftet närmast dig till den som ligger längre bort, bara ett stift över från höger). Detta ansluter vad som kommer att bli VCC USB -strömbrytare till chipets VCC -stift. Denna strömanslutning är endast aktiv när en bygel är installerad. Använd en kort trådlängd för att ansluta den högst närmaste stiften till den femte stiftet närmast dig (det är femte om du räknar från höger eller vänster). Detta ansluter +5 volt från USB -kabeln till den andra stiftet på bygelkontakten. Anslut nu ytterligare en kort trådlängd mellan stiftet längst till höger i raden längst bort från dig till den tredje från höger stift i raden närmast dig. Detta ansluter kabelns jord till chipets jord. Ytterligare två korta ledningar att lägga till: en från den andra från vänster stift på den högra vinkelhuvudet till den tredje från vänster stift på den raka rubriken (Obs: eftersom de vänstra hålen har kondensatorn installerad i dem, det kommer att vara det tredje-från-vänster-hålet närmast dig till det fjärde-från-vänster-hålet i raden längst bort från dig). Den andra korta tråden kommer att korsa höger över den första: från den tredje från vänster stift på högervinkelhuvudet till den andra från vänster stift på den raka rubriken (fjärde från vänster hål till tredje -från det vänstra hålet). Dessa ledningar ansluter TX- och RX -stiften på kabeln till chipets. Tyvärr är beställningen motsatt på kabeln från chipet, varför vi måste ha de överkorsade trådarna. Nu behöver du bara ansluta FTDI FT232RL -kabeln, med den gröna ledningen ansluten till stiftet längst till vänster (den svarta ledningen ansluts till den tredje stiftet från höger). De återstående två stiften till höger är för en bygel; om bygeln är installerad, drivs kortet från USB -kabeln, vilket eliminerar behovet av batterier eller strömförsörjning. Denna bygel FÅR INTE anslutas när annan ström är ansluten till kortet eller skador på något (kort, kabel, dator) är möjlig. Det är allt! Du är redo att göra några uDuino -kärnor att programmera med kabeln. (När du använder programmeringsadaptern ansluts stiftet bredvid kondensatorn till stift 1 på chipet)

Steg 3: Bestäm om du vill göra absolut minimala kort eller externa oscillatorbaserade kort

Beslutet om huruvida man ska bygga en oscillatorbaserad styrelse bygger på några saker. För det första, har du tillgång till en AVR -programmerare och tid att programmera en speciell bootloader på dina ATmega168 -chips? två, kan du klara dig utan korrekt seriell kommunikation med chipet? tre, är din applikation tillräckligt låg för att styrelsen kan springa hälften så fort och allt kommer att fungera bra?

ATmega168 -chips har en intern oscillator som kan aktiveras; den körs på cirka 8mHz, vilket är halva hastigheten för de flesta Arduino -kort (med undantag för Lilypads). Den interna oscillatorn kommer garanterat att kalibreras till inom 10% (vilket inte är tillräckligt hårt för att garantera god seriell kommunikation). Enligt min erfarenhet har fabrikskalibreringen vid 5v alltid varit bra för att ladda upp program, men YMMV. Jag skulle dock inte använda den interna oscillatorn för viktiga saker som behöver prata seriellt. För blinkljus ska det dock vara bra. Arduino-chips med förladdad bootloader som jag har hittat körs alltid vid 16mHz, och dessa kommer att kräva en extern oscillator. Om du inte har tillgång till en AVR-programmerare kommer du förmodligen att köpa ett förinstallerat Arduino-chip. Jag föreslår starkt Ada Fruit Industries som källa. Observera att oscillatorerna verkligen inte är så dyra (i allmänhet $.50-$. 75 på Mouser); de är bara en annan del som ofta inte är nödvändig, och pin -layouten suger för riktigt rena paneler med Arduino.

Steg 4: Extern oscillatorbaserad kortbyggnad

Samla de delar du behöver:- Brödbräda (du kan naturligtvis bygga detta rakt på ett förborrat PC-kort också)- ATmega168-chip med förladdad bootloader-.1uf kondensator (keramik, polyester, etc. spelar ingen roll så mycket; värde.047uf-.47uf ska vara bra)- 10K motstånd (värden ~ 3.3k-20k ska fungera bra)- 16mHz 3-stifts keramisk oscillator (helst med långa, t.ex. 1/2 tum, avledningar)- Korta längder på Sätt i ATmega168 i brödbrädan, bredvid mitten. För var och en av följande anslutningar, använd hålet vid varje ATmega168 -stift som är närmast det chip som är öppet; detta kommer att lämna det sista hålet i var och en av raderna 1-8 öppet för programmeringskabeln att ansluta till. Anslut stift 7 och 20 med en trådlängd (VCC till AVCC) Anslut stift 8 och 22 med en trådlängd (GND till AGND) Anslut 10K -motståndet från stift 1 till stift 7 (RES till VCC) Anslut.1uf -kondensatorn från stift 7 till stift 8 Anslut oscillatorns yttre stift till stift 9 (XTAL1) och 10 (XTAL2) på ATmega168. Det spelar ingen roll vilken av stiften som ansluter till vilken ATmega -stift. Anslut oscillatorns mittstift till stift 8 (GND) Om du har kraftbussledningar på ditt brödbräda föreslår jag att du ansluter + skenan (röd) till stift 20 och - skenan (blå) till stift 22. Detta är något dålig form (anslutning till den analoga sidan för strömanslutningar för andra saker), men om din brödbräda är lika stor som min har du redan fyllt alla tillgängliga hål för stift 7. Om du planerar att använda USB -ström kan du nu bara ansluta programmeringskabeln och ladda upp skisser till kortet (se till att ansluta strömvalstapparna på kabeladaptern med en bygel för att driva chipet från USB). Annars måste du använda ett batteri/spänningsregulator/etc. att leverera ström.

Steg 5: ELLER Intern-oscillatorkortskonstruktion

Samla de delar du behöver:- Brödbräda- ATmega168 chip-.1uf kondensator (keramik, polyester, etc. spelar inte så stor roll; värde.047uf-.47uf borde vara bra)- 10K motstånd (värden ~ 3.3k- 20k borde fungera bra)- Korta trådlängder Programmera Bootloader med din AVR-programmerare: Du kommer att vilja använda lilypad bootloader (ingår i release Arduino-0010, i maskinvaran/bootloaders/lilypad). Med din AVR -programmerare, blinka startladdaren. Till exempel på mitt 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 -Unvändning: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mSätt upp brödbrädan: Lägg ATmega168 i brödbrädan, bredvid mitten. För var och en av följande anslutningar, använd hål vid varje ATmega168 -stift som är närmast det chip som är öppet; detta kommer att lämna det sista hålet i var och en av raderna 1-8 öppet för programmeringskabeln att ansluta till. Anslut stift 7 och 20 med en trådlängd (VCC till AVCC) Anslut stift 8 och 22 med en trådlängd (GND till AGND) Anslut 10K -motståndet från stift 1 till stift 7 (RES till VCC) *Anslut.1uf -kondensatorn från stift 7 till stift 8 Om du har kraftbussledningar på din brödbräda föreslår jag att du ansluter + skenan (röd) till stiftet 20 och - skenan (blå) till stift 22. Detta är något dålig form (anslutning till den analoga sidan för strömanslutningar för andra saker), men om din brödbräda är lika stor som min har du redan fyllt alla hål tillgänglig för stift 7. Om du planerar att använda USB -ström kan du nu bara ansluta programmeringskabeln och ladda upp skisser till kortet (se till att ansluta strömvalstapparna på kabeladaptern med en bygel för att driva chipet annars måste du använda ett batteri/spänningsregulator/etc. att leverera ström. Observera att du alltid vill använda 5v för programmering via Arduino -programvara; andra spänningar kommer att få klockhastigheten att variera avsevärt och kommer sannolikt att få kommunikation (och därmed programmering) att misslyckas. När du går att ladda upp skisser till denna typ av kort som använder den interna oscillatorn, välj "Lilypad Arduino" från Verktyg/kort meny.

2008 10-02 FAST-sattes felaktigt som stift 1 till stift 10 i originalet

Steg 6: Anslutningar för Arduino -utveckling

Observera att stiften på en ATmega168 inte uppenbarligen kartlägger Arduino -namnen.

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

Steg 7: Vissa delkällor

Observera att jag inte använde de specifika kondensatorer och rubriker som anges nedan i den här instruktionsboken, så deras utseende kan variera något från anvisningarna här. Om du har några problem, vänligen meddela mig.- FT232RL USB-kabel- Mouser:.1 "avståndshuvuden, 36 stift, rak- bryt av 8 stift för kabeladapter och använd vila för andra projekt- Mouser:.1" avstånd rubriker, 36 stift, rät vinkel- bryt av 8 stift för kabeladapter- PC-kort för kabeladapter- Mouser: 10K motstånd- Mouser:.1uF kondensatorer- brödbrädor Pololu eller Ada Fruit- ATmega168 chips Mouser: oprogrammerad eller Ada Fruit: förprogrammerad - Mouser: 16Mhz oscillatorer