Bygg din egen Arduino: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:48

Att sätta upp en Arduino på en brödbräda har blivit en process som jag har vuxit till att älska.

Inom några minuter kan du ha en fullt fungerande Arduino -plattform att arbeta med som du kommer att se i den här självstudien. Det har varit flera tillfällen när jag var i skolan och snabbt satte ihop en av dessa för att testa några idéer för ett projekt. Dessutom ser det bara så snyggt ut med alla komponenter som ligger över brödbrädet. Några av mina Arduino -projekt Vad är en Arduino?

Arduino är en elektronisk prototypplattform med öppen källkod baserad på flexibel, lättanvänd maskinvara och programvara. Den är avsedd för konstnärer, designers, hobbyister och alla som är intresserade av att skapa interaktiva objekt eller miljöer.

Arduino kan känna av miljön genom att ta emot input från en mängd olika sensorer och kan påverka omgivningen genom att styra lampor, motorer och andra ställdon. Mikrokontrollern på kortet är programmerad med Arduino programmeringsspråk (baserat på ledningar) och Arduino utvecklingsmiljö (baserat på Processing). Arduino-projekt kan vara fristående eller kommunicera med programvara när de körs på en dator (t.ex. Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Steg 1: Komponenter

Med några billiga delar och en lödlös brödbräda kan du snabbt och enkelt bygga din egen Arduino. Detta koncept fungerar utmärkt när du vill prototypa en ny designidé, eller om du inte vill riva sönder din design varje gång du behöver din Arduino. Exemplet nedan visar hur du kopplar ihop komponenterna på din brödbräda. Vi kommer att gå in på mer detaljer i hela detta projekt. Figur 1-1: Brödbräda Arduino med USB-programmeringsförmåga. Innan vi sätter igång, se till att du har alla nödvändiga objekt i komponentlistan. Om du behöver köpa delar kan du göra det från min webbplats på www. ArduinoFun.com eller se nedan för andra onlinebutiker* Se anmärkning om TTL-232R-kabeln i programmeringsalternativ innan du köper. 10% RABATT på hela beställningen på ArduinoFun.com, använd kupongkod: INSTRUKTABLER vid utcheckning. Du kan köpa komponenter på www. ArduinoFun.com eller www. SparkFun.com eller www. CuriousInventor.com eller www. FunGizmos.com eller www. Adafruit.com bara för att nämna några platser till hands. Ursprunglig handledning av:

Steg 2: Konfigurera ström

Det första du behöver göra är att ställa in ström. Med din brödbräda och komponenter framför dig … låt oss komma igång! Med det här steget kommer du att ställa in Arduino -brädan för konstant +5 volt effekt med en 7805 spänningsregulator. Bild 1-2: Effektinställning med LED-indikator. För att spänningsregulatorn ska fungera måste du tillhandahålla mer än 5V ström. Ett typiskt 9V -batteri med en snäppkontakt skulle fungera alldeles utmärkt för detta. Ström kommer att komma in i brödbrädan där du ser de röda och svarta + och - rutorna. Lägg sedan till en av 10uF -kondensatorerna. Det längre benet är anoden (positiv) och det kortare benet är katoden (negativ). De flesta kondensatorer är också märkta med en rand längs den negativa sidan. Över det tomma utrymmet på brödbrädan (kanalen) måste du placera två anslutningskablar för positiva (röda) och mark (svarta) för att hoppa kraft från ena sidan av brödbrädet till den andra. Lägg nu till spänningsregulatorn 7805. 7805 har tre ben. Om du tittar på det framifrån är det vänstra benet för spänning in (Vin) mittbenet är för jord (GND) och det tredje benet är för spänning ut (Vout). Se till att det vänstra benet är uppradat med din positiva kraft i och att den andra stiftet jordas. När du kommer ut från spänningsregulatorn och går till kraftskenan på sidan av brödbrädan måste du lägga till en GND -kabel till jordskenan och sedan Vout -kabeln (3^rd spänningsregulatorns ben) till den positiva skenan. Lägg till den andra 10uF -kondensatorn i kraftskenan. Var uppmärksam på de positiva och negativa sidorna. Det är en bra idé att inkludera en LED -statusindikator som kan användas för felsökning. För att göra detta måste du ansluta höger sidostyrskena med vänster kraftskena. Lägg till positiva till positiva och negativa till negativa ledningar längst ner på din brödbräda. Bild 1-3: Vänster och höger kraftskena. Att ha ström på vänster och höger kraftskena hjälper också till att hålla din brödbräda organiserad när du ger ström till de olika komponenterna. Figur 1-4: För LED-statusindikatorn ansluter du ett 220 & motstånd (färgat som: rött, rött, brunt) från strömmen till LED-anoden (positiv sida, längre ben) och sedan en GND-kabel till katodsidan. Grattis, nu är din brödbräda inställd för +5V effekt. Du kan gå vidare till nästa steg i kretsdesignen.

Steg 3: Arduino Pin Mapping

Nu vill vi förbereda ATmega168 eller 328 -chipet. Innan vi börjar, låt oss ta en titt på vad varje stift på chipet gör i förhållande till Arduino -funktionerna. OBS: ATmega328 kör i stort sett samma hastighet, med samma pinout, men har mer än dubbelt så mycket flashminne (30k vs 14k) och två gånger EEPROM (1Kb vs 512b). Figur 1-5: Arduino Pin Mapping ATmega168-chipet skapas av Atmel. Om du letar upp databladet hittar du inte att ovanstående referenser är desamma. Detta beror på att Arduino har sina egna funktioner för dessa stift, och jag har tillhandahållit dem endast på denna illustration. Om du vill jämföra eller behöver veta de faktiska referenserna för chipet kan du ladda ner en kopia av databladet på www.atmel.com. Nu när du känner till tapparnas layout kan vi börja koppla ihop resten av komponenterna.

Steg 4: Komponentanslutning

Till att börja med kommer vi att bygga stödkretsarna för ena sidan av chipet och sedan gå vidare till den andra sidan. Pin en på de flesta marker har en identifieringsmarkör. Om du tittar på ATmega168 eller 328 kommer du att märka en u-formad skåra på toppen samt en liten prick. Den lilla pricken indikerar att detta är stift 1. Figur 1-6: Stödjande kretsstift 15-28 Från GND-strömbussen, lägg till en bygelkabel till stift 22. Därefter, från den positiva kraftbussen, lägg till bygelkablar till stift 20 (AVCC - Matningsspänning för ADC -omvandlaren. Måste anslutas till ström om ADC inte används och till ström via ett lågpassfilter (ett lågpassfilter är en krets som rensar bort brus från strömkällan, vi använder inte en) Lägg sedan till en bygelkabel från den positiva bussen till stift 21 (analog referensstift för ADC). På Arduino är stift 13 LED -stiftet. Observera att stiften är nummer 19 på själva chipet. När du laddar upp din skisskod och för alla projekt kommer du fortfarande att referera till detta som stift 13. För att ansluta lysdioden, lägg till ett 220 & motstånd från GND till lysdiodens katod. Lägg sedan till en bygelkabel från LED: ns anod stift 19. Nu kan vi flytta till andra sidan av chipet. Du är nästan klar! Figur 1-7: Stödkretsar 1-14 Ovanför ATmega168-chipet nära pin 1 -identifieraren, placera den lilla taktomkopplaren. Denna switch används för att återställa Arduino. Precis innan du laddar upp en ny skiss till chipet vill du trycka på detta en gång. Lägg nu till en liten bygelkabel från stift 1 till brytarens nedre ben och lägg sedan till 10K -motståndet från strömmen till stift 1 -raden på brödbrädet. Slutligen lägg till en GND -bygelkabel till omkopplarens övre ben. Lägg till kraft och GND -hoppare till stift 7 (VCC) och stift 8 (GND). Lägg till 16MHz klockkristall till stift 9 och 10 och sedan de två.22pF kondensatorerna från stift 9 och 10 till GND. (Se anteckning nedan för alternativ metod). Din grundläggande brödbräda arduino är nu klar. Du kan stanna här om du vill och byta ett redan programmerat chip från ditt Arduino -bräda till brödbrädet, men eftersom du kom så långt kan du lika gärna avsluta med att lägga till några programmeringsnålar. Detta gör att du kan programmera chipet från panelen. OBS: I stället för att använda 16 MHz klockkristall kan du använda en 16 MHz keramisk resonator med inbyggda kondensatorer, tre-terminal SIP-paket. Du måste ordna din brödbräda lite annorlunda, resonatorn har tre ben. Mittbenet går till marken och de andra två benen går till stift 9 & 10 på ATmega168 -chipet. Med hänvisning till figur 1-7, leta upp en plats där du har 6 kolumner på brödbrädan som inte är i kontakt med något annat. Placera en rad med sex manliga huvudstiften här. Med brödbrädan vänd mot dig är anslutningarna följande: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, jag kallar också dessa stift 1, 2, 3, 4, 5, 6. Lägg till GND -kabel till stift 1 och en ledning från ström för stift 3. NC betyder inte ansluten, men du kan ansluta dessa till GND om du vill. Från stift 2 på ATmega168 -chipet, som är Arduino RX -stiftet, ansluter du en kabel till stift 4 (TX) på dina programmeringshuvuden. På ATmega168 -chipet kopplas stift 3 Arduino TX till stift 5 (RX) på dina rubrikstift. Kommunikationen ser ut så här: ATmega168 RX till Header Pin TX och ATmega168 TX till Header Pin RX. Nu kan du programmera din brödbräda Arduino.

Steg 5: Programmeringsalternativ

Det första alternativet är att köpa en TTL-232R 3.3V USB-TTL-seriekabel. Dessa kan köpas på www.adafruit.com eller www.ftdichip.com De andra två alternativen, som jag föredrar, är att köpa en av två breakout -kort från www. SparkFun.com. Dom är:

• FT232RL USB till Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Detta alternativ tar mer plats på din brödbräda)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Det här alternativet och att använda rätvinkliga hanrubriker fungerar bäst av alla tre eftersom det är säkrat bättre på brödbrädet)

Dubbelkolla dina anslutningar, se till att ditt 9V -batteri inte är anslutet och anslut ditt programmeringsalternativ. Öppna Arduino IDE och i Exempel skissfiler, under Digital, ladda Blink -skissen. Under filalternativet Seriell port väljer du COM -porten som du använder med din USB -kabel. dvs COM1, COM9, etc. Under filalternativet Tools/Board, välj antingen:

• Arduino Duemilanove w/ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove eller Nano med ATmega128

(beroende på vilket chip du använder med din breadboard Arduino) Tryck nu på uppladdningsikonen och tryck sedan på reset -knappen på din breadboard. Om du använder en av SparkFun -brytbrädorna ser du RX- och TX -lamporna blinka. Detta låter dig veta att data skickas. Ibland måste du vänta några sekunder efter att du tryckt på uppladdningsknappen innan du trycker på återställningsknappen. Om du har problem kan du bara experimentera lite med hur snabbt du går mellan de två. Denna skiss om den laddas upp korrekt blinkar lysdioden på stift 13 i en sekund, av i en sekund, på i en sekund … tills du antingen laddar upp en ny skiss eller stänger av strömmen. När du har laddat upp koden kan du koppla bort programmeringskortet och använda ditt 9V -batteri för ström. Felsökning

• Ingen ström - Se till att din källkraft är över 5V.
• Ström men inget fungerar - kontrollera alla dina anslutningspunkter igen.
• Uppladdningsfel - Se www.arduino.cc och sök efter det specifika felmeddelandet du får. Kontrollera också forumen eftersom det finns mycket bra hjälp där.

Steg 6: PCB -filer

Om någon är intresserad av att etsa sitt eget PCB (kretskort) har jag inkluderat komponent- och lodsidan PCB -filer. Jag har lagt till en zip -fil som innehåller 300dpi-j.webp