UDuino: Lembaga Pembangunan Sesuai dengan Arduino Kos Rendah: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:12

Papan Arduino sangat bagus untuk membuat prototaip. Walau bagaimanapun, ia menjadi lebih mahal apabila anda mempunyai banyak projek serentak atau memerlukan banyak papan pengawal untuk projek yang lebih besar. Terdapat beberapa alternatif yang hebat dan lebih murah (Boarduino, Freeduino) tetapi kosnya tetap bertambah apabila anda memerlukan banyak daripadanya. Ini adalah cara, setelah pelaburan awal sekitar $ 25- $ 30, untuk membina papan serasi Arduino dengan sub-$ 10 dengan sangat sedikit pelaburan masa tambahan pada masing-masing. Perhatikan bahawa idea asas di sini (Arduino di papan roti) telah lama dibuat (seperti arahan ITP Arduino Breadboard); namun arahan pembuatan & penggunaan penyesuai kabel di sini sangat membantu mengurangkan jumlah bahagian bagi setiap teras. Projek ini memerlukan pengetahuan mengenai pematerian dan elektronik asas, dan anda semestinya mempunyai sekurang-kurangnya beberapa pengalaman dengan pembangunan Arduino. Saya tidak mencadangkan ini sebagai projek elektronik pertama. Nota: Saya mengucapkan uDuino "moo DWEE noh" Ditambah 02-05-08: (untuk orang yang cukup maju) Salah satu alat yang saya buat dengan ini adalah alat menangkap logik - jenis penganalisis logik asas. Saya mengembangkannya untuk menyelesaikan masalah pautan komunikasi. Memerlukan antarmuka gui, tetapi keraguan saya akan mencapainya dalam masa terdekat. Masih berguna di tangan kanan. Ditambah 06-23-09: Saya ingin menunjukkan RBBB dari Peranti Moden untuk sesiapa sahaja yang menginginkan sesuatu dengan solder, tetapi juga sangat murah - terutamanya jika anda mendapatkan papan kosong dan membeli bahagian dalam jumlah besar. Juga USB-BUB mereka adalah alternatif yang lebih murah daripada kabel FT232.

Langkah 1: Kumpulkan Bahagian untuk Penyesuai Kabel

Saya cadangkan mendapatkan bahagian dari campuran Mouser, Radio Shack dan Ada Fruit Industries; lihat langkah terakhir untuk sumber bahagian. Jangan ragu untuk mengganti bahagian dari kotak sampah anda, dan dengan perintang / kapasitor anda boleh menyimpang jalan dari nilai dan masih berfungsi dengan baik (perintang yang saya cadangkan antara sekitar 3.3k dan 20k; kapasitor biasanya saya tidak cari nilai yang lebih kecil tetapi lebih besar hingga kira-kira.47uF semestinya baik).

Untuk penyesuai kabel, anda memerlukan: - sedikit papan PC (8 lubang dengan 2 lubang) - kapasitor.1uf - header jarak 1x8.1 ", lurus - tajuk jarak 1x8.1", sudut kanan - beberapa sambungan wayar

Langkah 2: Buat Penyesuai Kabel Pengaturcaraan

Sebilangan besar penyesuai kabel pengaturcaraan hanya perlu menghantar isyarat dari kabel USB FTDI ke pin kanan pada cip ATmega168; namun kapasitor ditambahkan pada satu set pin untuk membolehkan perisian Arduino menetapkan semula cip (kapasitor membolehkan nadi pendek melewati set semula cip apabila perisian Arduino membalik pin RTS).

Untuk memulakan, potong sekeping papan PC dengan 9 lubang dengan 2 lubang. Kemudian lepaskan satu set 8 pin dari jalur header pin lurus, dan satu set 8 pin dari jalur header sudut kanan (dengan andaian anda membeli jalur yang lebih panjang). Lihat gambar bahagian untuk melihat seperti apa ini. Melalui langkah-langkah berikut, sila lihat gambar dan rajah yang dilampirkan untuk memasang pin. Gambar rajah menunjukkan jauh lebih baik di mana sambungan perlu dilakukan, tetapi gambar membantu menjelaskan orientasi papan, dan lain-lain. Sekiranya anda mempunyai pertanyaan, sila hantarkan saya dan saya akan cuba menjelaskan apa-apa yang tidak masuk akal. Balikkan papan PC terbalik sehingga anda dapat melihat tembaga di sekitar lubang, dengan salah satu sisi panjang ke arah anda. Sekiranya, seperti yang saya lakukan di sini, anda menggunakan sekeping papan PC dari tepi yang asal, saya cadangkan meletakkan sisi dengan bahan papan tambahan ke arah anda. Picit bahagian bawah (sisi pendek) pengepala lurus melalui lubang paling jauh dari anda, meninggalkan satu lubang kosong di sebelah kiri anda dan pasangkan pin di tempatnya (lihat gambar). Kemudian tolak bahagian bawah (sisi dengan selekoh) pengepala sudut kanan melalui lubang yang paling dekat dengan anda, sekali lagi membiarkan lubang di sebelah kiri kosong, dan pasangkan pin di tempatnya. Pasang petunjuk kapasitor.1uf melalui lubang kosong di sebelah kiri dan pasangkan kapasitor di tempatnya. Potong petunjuk. Kemudian solder masing-masing 2 menuju ke pin header yang paling dekat dengannya; satu akan menyambung ke pin paling kiri dari tajuk lurus, yang lain ke pin paling kiri dari sudut kanan. Yang paling mudah adalah dengan hanya membuat jambatan solder (mencairkan pateri yang cukup untuk mengalir antara pin kapasitor dan pin di sebelahnya, seperti dalam gambar). Sekiranya perlu, anda boleh menggunakan wayar yang panjang dan menyoldernya ke setiap kenalan. Buat jambatan solder atau sambungan lain antara pin ke-6 dan ke-7 yang paling dekat dengan anda (ketiga dan keempat dari kanan). Ini untuk menyambungkan pin "CTS" kabel ke tanah. Dan buat jambatan solder / sambungan lain antara kedua header pada pin kedua di sebelah kanan (sambungkan pin yang paling dekat dengan anda ke pin yang lebih jauh, hanya satu pin di sebelah kanan). Ini menghubungkan jumper kuasa USB VCC ke pin VCC cip. Sambungan kuasa ini hanya akan aktif apabila pelompat dipasang. Gunakan wayar panjang pendek untuk menyambungkan pin paling kanan-ke-anda pin ke pin paling dekat-ke-anda (kelima sama ada mengira dari kanan atau kiri). Ini akan menghubungkan +5 volt dari kabel USB ke pin penyambung jumper yang lain. Sekarang sambungkan wayar panjang pendek antara pin paling kanan di baris paling jauh dari anda ke pin ke-3 dari pin kanan di baris yang paling dekat dengan anda. Ini menghubungkan tanah kabel ke tanah cip. Dua lagi wayar pendek untuk ditambahkan: satu dari pin kedua-dari-kiri pada tajuk sudut kanan ke pin ketiga-dari-kiri pada tajuk lurus (nota: kerana lubang paling kiri mempunyai kapasitor terpasang di dalamnya, ia akan menjadi lubang ketiga-dari-kiri yang paling dekat dengan anda ke lubang keempat-dari-kiri-kiri di barisan paling jauh dari anda). Kawat pendek kedua akan melintasi kanan ke atas yang pertama: dari pin ketiga dari kiri ke tajuk sudut kanan ke pin kedua dari kiri di kepala lurus (lubang keempat dari kiri ke ketiga -dari lubang kiri). Wayar ini menghubungkan pin TX dan RX kabel ke cip. Sayangnya pesanan bertentangan pada kabel dari cip, sebab itulah kita perlu mempunyai wayar silang. Sekarang anda hanya perlu memasang kabel FTDI FT232RL, dengan wayar hijau disambungkan ke pin ke kiri paling jauh (wayar hitam akan menyambung ke pin ketiga dari kanan). Baki dua pin di sebelah kanan adalah untuk pelompat; jika pelompat dipasang, papan akan dihidupkan dari kabel USB, menghilangkan keperluan untuk bateri atau bekalan kuasa. Pelompat ini TIDAK DAPAT disambungkan apabila kuasa lain disambungkan ke papan atau kerosakan pada sesuatu (papan, kabel, komputer) mungkin berlaku. Itu sahaja! Anda sudah bersedia untuk membuat beberapa teras uDuino untuk diprogramkan dengan kabel. (Semasa menggunakan penyesuai pengaturcaraan, pin di sebelah kapasitor menyambung ke pin 1 cip)

Langkah 3: Tentukan Sama ada Membuat Papan Minimal sepenuhnya, atau Papan Berasaskan Pengayun Luar

Keputusan sama ada untuk membina papan berasaskan pengayun berdasarkan beberapa perkara. Yang pertama, adakah anda mempunyai akses ke programmer AVR dan masa untuk memprogram pemuat but khas ke cip ATmega168 anda? dua, boleh anda lakukan tanpa komunikasi bersiri yang tepat dengan cip? tiga, adakah aplikasi anda cukup rendah sehingga papan dapat berjalan separuh lebih cepat dan semuanya akan berjalan lancar?

Cip ATmega168 mempunyai pengayun dalaman yang boleh diaktifkan; ia berjalan pada sekitar 8mHz, yang merupakan separuh kelajuan kebanyakan papan Arduino (kecuali Lilypads). Pengayun dalaman dijamin dikalibrasi dalam lingkungan 10% (yang tidak cukup toleransi untuk komunikasi bersiri yang dijamin baik). Menurut pengalaman saya, penentukuran kilang pada 5v selalu baik untuk memuat naik program, tetapi YMMV. Bagaimanapun, saya tidak akan menggunakan pengayun dalaman untuk Perkara Penting yang Perlu Diucapkan Bersiri. Untuk cahaya berkedip, ia pasti baik. Cip Arduino dengan bootloader pra-muat yang saya dapati selalu berjalan pada 16mHz, dan ini memerlukan pengayun luaran. Sekiranya anda tidak mempunyai akses ke programmer AVR, anda mungkin ingin membeli cip Arduino yang telah dimuatkan sebelumnya. Saya sangat menyarankan Ada Fruit Industries sebagai sumber. Perhatikan bahawa pengayun sebenarnya tidak terlalu mahal (biasanya $.50 - $ 75 di Mouser); mereka hanyalah bahagian lain yang selalunya tidak diperlukan, dan susun atur pin sangat sesuai untuk susun atur Arduino yang benar-benar bersih.

Langkah 4: Binaan Papan Berasaskan Pengayun Luar

Kumpulkan bahagian yang anda perlukan: - Breadboard (tentu saja anda boleh membuatnya lurus di papan PC yang sudah dipraproses juga) - Cip ATmega168 dengan kapasitor bootloader pra-dimuat-.1uf (seramik, poliester, dan lain-lain tidak penting) banyak; nilai.047uf-.47uf mestilah baik) - Perintang 10K (nilai ~ 3.3k-20k mesti berfungsi dengan baik) - Pengayun seramik 3-pin 16mHz (lebih disukai dengan panjang, contohnya 1/2 inci, petunjuk) - Panjang pendek Masukkan ATmega168 di papan roti, melangkaui tengah. Untuk setiap sambungan berikut, gunakan lubang pada setiap pin ATmega168 yang paling dekat dengan cip yang terbuka; ini akan meninggalkan lubang terakhir di setiap baris 1-8 terbuka agar kabel pengaturcaraan dipasang. Sambungkan pin 7 dan 20 dengan panjang wayar (VCC ke AVCC) Sambungkan pin 8 dan 22 dengan panjang wayar (GND ke AGND) Sambungkan perintang 10K dari pin 1 hingga pin 7 (RES ke VCC) Sambungkan kapasitor.1uf dari pin 7 ke pin 8Sambungkan pin luar pengayun ke pin 9 (XTAL1) dan 10 (XTAL2) ATmega168. Tidak kira pin mana yang disambungkan ke pin ATmega mana. Sambungkan pin tengah pengayun ke pin 8 (GND) Sekiranya anda mempunyai talian bas kuasa di papan roti anda, saya cadangkan menyambungkan rel + (merah) ke pin 20 dan - rel (biru) ke pin 22. Ini adalah bentuk yang agak buruk (menyambung ke sisi analog untuk sambungan kuasa untuk barangan lain), tetapi jika papan roti anda sama dengan tambang, anda sudah mengisi semua lubang yang ada untuk pin 7. Sekiranya anda merancang untuk menggunakan kuasa USB, anda kini hanya boleh memasang kabel pengaturcaraan dan memuat naik lakaran ke papan (pastikan untuk menyambungkan pin pemilihan kuasa pada penyesuai kabel dengan pelompat untuk menghidupkan cip dari USB). Jika tidak, anda perlu menggunakan bateri / pengatur voltan / dll. untuk membekalkan kuasa.

Langkah 5: ATAU Bina Papan Pengayun Dalaman

Kumpulkan bahagian yang anda perlukan: - Breadboard - Kapasitor ATmega168 chip.. 1uf (seramik, poliester, dll. Tidak begitu penting; nilai.047uf-.47uf mestilah baik) - Perintang 10K (nilai ~ 3.3k- 20k mesti berfungsi dengan baik) - Panjang wayar pendek Program Bootloader dengan pengaturcara AVR anda: Anda ingin menggunakan bootloader lilypad (disertakan dengan pelepasan Arduino-0010, dalam perkakasan / bootloader / lilypad). Dengan menggunakan pengaturcara AVR anda, nyalakan pemuat but. Contohnya, pada sistem OSX saya: cd / Applications / Arduino-0010 / hardware / bootloaders / lilypadPATH = $ {PATH}: / Applications / Arduino-0010 / perkakasan / alat / avr / binavrdude -C / Applications / Arduino-0010 / perkakasan / alat / 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 -u -Ufuse: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mSiapkan papan roti: Letakkan ATmega168 di papan roti, merangkai pusat. Untuk setiap sambungan berikut, gunakan lubang pada setiap pin ATmega168 yang paling dekat dengan cip yang terbuka; ini akan meninggalkan lubang terakhir di setiap baris 1-8 terbuka agar kabel pengaturcaraan dipasang. Sambungkan pin 7 dan 20 dengan panjang wayar (VCC ke AVCC) Sambungkan pin 8 dan 22 dengan panjang wayar (GND ke AGND) Sambungkan perintang 10K dari pin 1 hingga pin 7 (RES ke VCC) * Sambungkan kapasitor.1uf dari pin 7 ke pin 8Jika anda mempunyai saluran bas kuasa di papan roti anda, saya cadangkan menyambungkan + rel (merah) ke pin 20 dan - rel (biru) ke pin 22. Ini adalah bentuk yang agak buruk (menyambung ke sisi analog untuk sambungan kuasa untuk barang-barang lain), tetapi jika papan roti anda mempunyai ukuran yang sama dengan saya, anda sudah mengisi semua lubang tersedia untuk pin 7. Sekiranya anda merancang untuk menggunakan kuasa USB, anda kini hanya boleh memasang kabel pengaturcaraan dan memuat naik lakaran ke papan (pastikan untuk menyambungkan pin pemilihan kuasa pada penyesuai kabel dengan pelompat untuk menghidupkan cip dari USB). Jika tidak, anda perlu menggunakan bateri / pengatur voltan / dll. untuk membekalkan kuasa. Perhatikan bahawa anda ingin selalu menggunakan 5v untuk pengaturcaraan melalui perisian Arduino; voltan lain akan menyebabkan kelajuan jam berubah dengan ketara dan mungkin menyebabkan komunikasi (dan dengan itu pengaturcaraan) gagal. Apabila anda memuat naik lakaran ke papan gaya ini yang menggunakan pengayun dalaman, pilih "Lilypad Arduino" dari Alat / Papan menu.

2008 10-02 TETAP - tidak betul dimasukkan sebagai pin 1 hingga pin 10 dalam asal

Langkah 6: Sambungan untuk Pembangunan Arduino

Perhatikan bahawa pin pada ATmega168 tidak memetakan dengan jelas nama 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 Analog 0 24 Analog 1 25 Analog 2 26 Analog 3 27 Analog 4 28 Analog 5

Langkah 7: Beberapa Sumber Bahagian

Perhatikan bahawa saya tidak menggunakan kapasitor & tajuk khusus yang disenaraikan di bawah ini dalam arahan ini, jadi penampilannya mungkin sedikit berbeza dari petunjuk di sini. Sekiranya anda mempunyai masalah, beritahu saya.- Kabel USB FT232RL- Mouser: header jarak.1 ", 36 pin, lurus - putus 8 pin untuk penyesuai kabel & gunakan rehat untuk projek lain- jarak Mouser:.1" header, 36 pin, sudut kanan - putus 8 pin untuk penyesuai kabel- papan PC untuk penyesuai kabel- Mouser: 10K Resistors- Mouser:.1uF Capacitors- breadboards Pololu or Ada Fruit- ATmega168 chips Mouser: unprogrammed or Ada Fruit: pra-program - Mouser: Pengayun 16Mhz