Costruisci il tuo Arduino: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:06

Configurare un Arduino su una breadboard è diventato un processo che ho imparato ad amare.

In pochi minuti puoi avere una piattaforma Arduino completamente funzionante con cui lavorare, come vedrai in questo tutorial. Ci sono state diverse occasioni in cui ero a scuola e ho messo insieme rapidamente una di queste per testare alcune idee per un progetto. Inoltre, sembra così pulito con tutti i componenti disposti sulla breadboard. Alcuni dei miei progetti Arduino Che cos'è un Arduino?

Arduino è una piattaforma di prototipazione elettronica open source basata su hardware e software flessibili e di facile utilizzo. È destinato ad artisti, designer, hobbisti e chiunque sia interessato a creare oggetti o ambienti interattivi.

Arduino può rilevare l'ambiente ricevendo input da una varietà di sensori e può influenzare l'ambiente circostante controllando luci, motori e altri attuatori. Il microcontrollore sulla scheda è programmato utilizzando il linguaggio di programmazione Arduino (basato su Wiring) e l'ambiente di sviluppo Arduino (basato su Processing). I progetti Arduino possono essere autonomi o possono comunicare con il software in esecuzione su un computer (ad es. Flash, Processing, MaxMSP).[1] www.arduino.cc

Passaggio 1: componenti

Con poche parti economiche e una breadboard senza saldatura puoi costruire rapidamente e facilmente il tuo Arduino. Questo concetto funziona alla grande quando vuoi prototipare una nuova idea di design, o non vuoi fare a pezzi il tuo design ogni volta che hai bisogno del tuo Arduino. L'esempio seguente mostra come collegare i componenti sulla breadboard. Andremo più in dettaglio durante questo progetto. Figura 1-1: Breadboard Arduino con capacità di programmazione USB. Prima di iniziare, assicurati di avere tutti gli elementi necessari nella casella di riepilogo dei componenti. Se è necessario acquistare parti, è possibile farlo dal mio sito all'indirizzo www. ArduinoFun.com o vedere sotto per altri negozi online* Vedere la nota sul cavo TTL-232R nelle opzioni di programmazione prima dell'acquisto. 10% DI SCONTO sull'intero ordine su ArduinoFun.com, usa il codice coupon: INSTRUCTABLES al momento del check out. Puoi acquistare componenti su www. ArduinoFun.com o www. SparkFun.com o www. CuriousInventor.com o www. FunGizmos.com o www. Adafruit.com solo per citare alcuni posti. Tutorial originale di:

Passaggio 2: impostazione dell'alimentazione

La prima cosa che devi fare è impostare l'alimentazione. Con la tua breadboard e i componenti di fronte a te… iniziamo! Con questo passaggio, imposterai la breadboard Arduino per una potenza costante di +5 Volt utilizzando un regolatore di tensione 7805. Figura 1-2: Configurazione dell'alimentazione con indicatore LED. Affinché il regolatore di tensione funzioni, è necessario fornire più di 5 V di alimentazione. Una tipica batteria da 9 V con connettore a scatto funzionerebbe perfettamente per questo. La potenza entrerà nella breadboard dove vedrai i quadrati rossi e neri + e –. Quindi aggiungi uno dei condensatori da 10uF. La gamba più lunga è l'anodo (positivo) e la gamba più corta è il catodo (negativo). La maggior parte dei condensatori è inoltre contrassegnata da una striscia sul lato negativo. Attraverso lo spazio vuoto sulla breadboard (il canale) dovrai posizionare due cavi di collegamento per il positivo (rosso) e la massa (nero) per passare l'alimentazione da un lato all'altro della breadboard. Ora aggiungi il regolatore di tensione 7805. Il 7805 ha tre gambe. Se lo guardi di fronte, la gamba sinistra è per l'ingresso di tensione (Vin), la gamba centrale è per la massa (GND) e la terza gamba è per l'uscita di tensione (Vout). Assicurati che la gamba sinistra sia allineata con il tuo potere positivo e il secondo pin a terra. Uscendo dal regolatore di tensione e andando alla barra di alimentazione sul lato della breadboard è necessario aggiungere un cavo GND alla barra di terra e poi il cavo Vout (3^rd gamba del regolatore di tensione) al binario positivo. Aggiungi il secondo condensatore da 10uF alla barra di alimentazione. Prestare attenzione ai lati positivi e negativi. È una buona idea includere un indicatore di stato a LED che può essere utilizzato per la risoluzione dei problemi. Per fare ciò è necessario collegare il binario di alimentazione destro con il binario di alimentazione sinistro. Aggiungi fili positivi a positivi e negativi a negativi nella parte inferiore della breadboard. Figura 1-3: Collegamenti della barra di alimentazione sinistra e destra. Avere l'alimentazione sulla barra di alimentazione sinistra e destra aiuterà anche a mantenere organizzata la breadboard quando si fornisce alimentazione ai vari componenti. Figura 1-4: Per l'indicatore di stato del LED, collegare un resistore da 220& (colorato come: rosso, rosso, marrone) dall'alimentazione all'anodo del LED (lato positivo, gamba più lunga) e quindi un filo GND al lato del catodo. Congratulazioni, ora la tua breadboard è impostata per l'alimentazione a +5V. Puoi passare al passaggio successivo nella progettazione del circuito.

Passaggio 3: mappatura dei pin Arduino

Ora vogliamo preparare il chip ATmega168 o 328. Prima di iniziare, diamo un'occhiata a cosa fa ogni pin del chip in relazione alle funzioni di Arduino. NOTA: l'ATmega328 funziona più o meno alla stessa velocità, con lo stesso pinout, ma dispone di più del doppio della memoria flash (30k contro 14k) e del doppio della EEPROM (1Kb contro 512b). Figura 1-5: Mappatura dei pin di Arduino Il chip ATmega168 è creato da Atmel. Se cerchi la scheda tecnica non troverai che i riferimenti di cui sopra sono gli stessi. Questo perché Arduino ha le sue funzioni per questi pin e le ho fornite solo in questa illustrazione. Se desideri confrontare o hai bisogno di conoscere i riferimenti effettivi per il chip, puoi scaricare una copia della scheda tecnica su www.atmel.com. Ora che conosci la disposizione dei pin, possiamo iniziare a collegare il resto dei componenti.

Passaggio 4: collegamento dei componenti

Per iniziare, costruiremo il circuito di supporto per un lato del chip e poi passeremo all'altro lato. Pin uno sulla maggior parte dei chip ha un indicatore identificativo. Guardando l'ATmega168 o il 328 noterai una tacca a forma di U nella parte superiore e un piccolo punto. Il puntino indica che questo è il pin 1. Figura 1-6: Pin 15-28 del circuito di supporto Dal bus di alimentazione GND, aggiungere un ponticello al pin 22. Successivamente, dal bus di alimentazione positivo, aggiungere i ponticelli al pin 20 (AVCC - Tensione di alimentazione per il convertitore ADC. Necessita di essere collegato all'alimentazione se l'ADC non viene utilizzato e all'alimentazione tramite un filtro passa basso se lo è (un filtro passa basso è un circuito che elimina il rumore dalla fonte di alimentazione, non ne stiamo usando uno) Quindi aggiungi un ponticello dal bus positivo al pin 21 (pin di riferimento analogico per ADC). Sull'Arduino, il pin 13 è il pin LED. Si noti che sul chip effettivo il pin è il numero 19 Quando carichi il tuo codice schizzo e per tutti i progetti farai comunque riferimento a questo come Pin 13. Per collegare il LED, aggiungi un resistore da 220& da GND al catodo del LED. Quindi dall'anodo del LED aggiungi un ponticello a pin 19. Ora possiamo spostarci sull'altro lato del chip. Hai quasi finito! Figura 1-7: Pin 1-14 del circuito di supporto Sopra il chip ATmega168 vicino l'identificatore del pin 1, posizionare il piccolo interruttore tattile. Questo interruttore viene utilizzato per ripristinare l'Arduino. Subito prima di caricare un nuovo schizzo sul chip, dovrai premerlo una volta. Ora aggiungi un piccolo ponticello dal pin 1 alla gamba inferiore dell'interruttore, quindi aggiungi il resistore da 10K dall'alimentazione alla riga del pin 1 sulla breadboard. Infine aggiungi un ponticello GND alla gamba superiore dell'interruttore. Aggiungere i ponticelli di alimentazione e GND al pin 7 (VCC) e al pin 8 (GND). Aggiungere il cristallo di clock a 16 MHz ai pin 9 e 10 e quindi i due condensatori da.22 pF dai pin 9 e 10 a GND. (Vedi nota sotto per metodo alternativo). La tua breadboard Arduino di base è ora completa. Potresti fermarti qui se lo desideri e scambiare un chip già programmato dalla tua scheda Arduino alla breadboard, ma dal momento che sei arrivato fin qui, potresti anche finire aggiungendo alcuni pin di programmazione. Questo ti permetterà di programmare il chip dalla breadboard. NOTA: invece di utilizzare il cristallo di clock da 16 MHz, è possibile utilizzare un risonatore ceramico da 16 MHz con condensatori incorporati, pacchetto SIP a tre terminali. Dovrai organizzare la tua breadboard in modo leggermente diverso, il risonatore ha tre gambe. La gamba centrale andrà a terra e le altre due gambe andranno ai pin 9 e 10 sul chip ATmega168. Facendo riferimento alla Figura 1-7, individuare un punto in cui sono presenti 6 colonne sulla breadboard che non sono in contatto con nient'altro. Posiziona qui una fila di sei perni di testata maschio. Con la breadboard di fronte a te, le connessioni sono le seguenti: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, chiamo anche questi pin 1, 2, 3, 4, 5, 6. Dalla tua guida del bus di alimentazione, aggiungi il Filo GND al pin 1 e un filo dall'alimentazione al pin 3. NC significa non connesso, ma puoi collegarli a GND se lo desideri. Dal pin 2 del chip ATmega168, che è il pin Arduino RX, collegherai un filo al pin 4 (TX) delle tue intestazioni di programmazione. Sul chip ATmega168, il pin 3 Arduino TX viene collegato al pin 5 (RX) sui pin dell'intestazione. La comunicazione si presenta così: da ATmega168 RX a Header Pin TX e da ATmega168 TX a Header Pin RX. Ora puoi programmare la tua breadboard Arduino.

Passaggio 5: opzioni di programmazione

La prima opzione è acquistare un cavo seriale TTL-232R 3.3V USB – livello TTL. Questi possono essere acquistati su www.adafruit.com o www.ftdichip.com Le altre due opzioni, che preferisco, sono acquistare una delle due schede breakout da www. SparkFun.com. Loro sono:

• FT232RL USB to Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Questa opzione occupa più spazio sulla breadboard)
• Breakout di base FTDI - 3,3 V SKU: DEV-08772 (Questa opzione e l'utilizzo di intestazioni maschio ad angolo retto funziona meglio di tutte e tre perché è fissata meglio sulla breadboard)

Ricontrolla le connessioni, assicurati che la batteria da 9 V non sia collegata e collega l'opzione di programmazione. Apri l'IDE Arduino e nei file di schizzo di esempio, in Digitale, carica lo schizzo Blink. Sotto l'opzione del file Porta seriale, seleziona la porta COM che stai utilizzando con il cavo USB. ad es. COM1, COM9, ecc. Sotto l'opzione file Strumenti/Scheda, selezionare:

• Arduino Duemilanove con ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove o Nano con ATmega128

(a seconda del chip che stai utilizzando con la tua breadboard Arduino) Ora premi l'icona di caricamento e quindi premi il pulsante di ripristino sulla breadboard. Se stai utilizzando una delle schede breakout SparkFun, vedrai lampeggiare le spie RX e TX. Ciò consente di sapere che i dati vengono inviati. A volte è necessario attendere alcuni secondi dopo aver premuto il pulsante di caricamento prima di premere l'interruttore di ripristino. Se hai problemi, sperimenta un po' con la velocità con cui vai tra i due. Questo sketch, se caricato correttamente, farà lampeggiare il LED sul pin 13 acceso per un secondo, spento per un secondo, acceso per un secondo… finché non si carica un nuovo sketch o si spegne l'alimentazione. Una volta caricato il codice, puoi scollegare la scheda di programmazione e utilizzare la tua batteria da 9V per l'alimentazione. Risoluzione dei problemi

• Nessuna alimentazione: assicurati che l'alimentazione della tua sorgente sia superiore a 5 V.
• Alimentazione ma niente funziona: ricontrolla tutti i punti di connessione.
• Errore di caricamento: fare riferimento a www.arduino.cc ed eseguire una ricerca sul particolare messaggio di errore ricevuto. Controlla anche i forum perché c'è un sacco di grande aiuto lì.

Passaggio 6: file PCB

Se qualcuno è interessato a incidere il proprio PCB (circuito stampato) ho incluso i file PCB lato componente e saldatura. Ho aggiunto un file zip che contiene file-j.webp