Ndërtimi i një Arduino DIY në një PCB dhe disa këshilla për fillestarët: 17 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:27

Kjo do të thotë si një udhëzues për këdo që bashkon Arduino -n e tij nga një çantë, e cila mund të blihet nga A2D Electronics. Ai përmban shumë këshilla dhe truqe për ta ndërtuar atë me sukses. Ju gjithashtu do të mësoni se çfarë bëjnë të gjithë përbërësit e ndryshëm.

Lexoni dhe mësoni se çfarë duhet për të ndërtuar Arduino -n tuaj!

Ju gjithashtu mund ta shihni këtë projekt në faqen time të internetit këtu.

Hapi 1: Mini USB Connector

Pjesa e parë për t'u bashkuar është lidhësi mini USB. Kjo do të sigurojë energji për arduino -n tuaj kur të përfundojë, por një përshtatës RS232 / USB në Serial do të nevojitet për programimin e tij. Mini priza USB futet së pari në mënyrë që ta vendosni, rrokullisni dërrasën në mënyrë që kunjat të shikojnë lart, pastaj vendoseni në tryezë. Para se ta vendosni, përkulni mini setin me 2 kunja pak drejt pjesës së përparme të tabelës në mënyrë që të përshtatet mirë në vrimat në PCB. Pesha e PCB do ta mbajë lidhësin në vend, dhe ju mund ta lidhni atë pikërisht atje.

Hapi 2: Vendosni titujt

Kokat e kunjave janë pjesët e ardhshme për t'u futur. Duhet të keni tituj femra në 6pin x2, 8pinx2 dhe 10pinx1. Një kokë mashkullore prej 3 × 2 kërkohet gjithashtu për kokën e ICSP (In Circuit Serial Programming). Të gjitha këto sillen rreth pjesës së jashtme të tabelës dhe do të përshtaten në mënyrë perfekte në vendet e tyre të duhura. Ngjitini ato me të njëjtën metodë si priza USB, duke bërë një kokë në të njëjtën kohë. Titujt duhet të jenë të gjithë pingul me PCB. Për ta arritur këtë, lidhni vetëm një kunj të kokës, pastaj duke e mbajtur kokën me dorën tuaj, shkrini përsëri lidhësin dhe ripoziciononi kokën në pozicionin e tij pingul. Sigurohuni që ajo gjithashtu të jetë e barabartë me tabelën për të gjithë gjatësinë. Mbajeni atë në pozicion derisa saldimi të ngurtësohet, pastaj vazhdoni të bashkoni pjesën tjetër të kunjave.

Hapi 3: Foleja IC

Këshillë e shpejtë për bashkimin e pjesës tjetër të komponentëve: Të gjitha pjesët e komponentëve mund të vendosen së pari përmes tabelës, pastaj të përkulen në anën, në mënyrë që përbërësit të qëndrojnë në tabelë kur e përmbysin. Kjo do ta bëjë shumë më të lehtë lidhjen pasi përbërësit do të mbahen në vend.

Filloni duke vendosur prizën IC 28pin. Sigurohuni që të rreshtoni divotin në një fund me vizatimin në PCB. Kjo ju lejon të dini se në cilën mënyrë të futni mikrokontrolluesin AtMega328P. Edhe pse kunjat në këtë prizë janë më të shkurtra se rezistorët ose kondensatorët, ato ende mund të përkulen për të mbajtur përbërësin në vend ndërsa e lidhni.

Hapi 4: Rezistencat

3 rezistencat mund të shkojnë më tej. Nuk ka rëndësi në cilën mënyrë vendosen - rezistorët nuk janë të polarizuar. Ekzistojnë 2 rezistorë 1K Ohm si rezistencë kufizuese të rrymës për LED, dhe një rezistencë 10K Ohm si një rezistencë tërheqëse në vijën e rivendosjes. Rezistencat 1K ohm u zgjodhën për LED në vend të atyre të zakonshme 220 ohm, në mënyrë që LED -të të kenë një rrymë më të ulët që kalon nëpër to, duke vepruar kështu më shumë si tregues sesa një elektrik dore.

Hapi 5: LEDs

Ka 2 LED, njëra si tregues i fuqisë, dhe tjetra në pin 13 të Arduino. Këmba më e gjatë në LED shënon anën pozitive (anodë). Sigurohuni që ta vendosni këmbën më të gjatë në anën e shënuar + në PCB. Plumbi negativ i si LED është gjithashtu i rrafshuar në anën, kështu që ju ende mund të deshifroni drejtime pozitive (anode) dhe negative (katodë) nëse ato janë prerë.

Hapi 6: Lëkundës

Më tej është oshilatori kristal dhe 2 kondensatorët qeramikë 22pF. Nuk ka rëndësi se në cilën mënyrë futet secili prej këtyre - kondensatorët qeramikë dhe oshilatorët kristalorë nuk janë të polarizuar. Këta përbërës do t'i japin Arduino -s një sinjal të jashtëm të orës 16MHz. Arduino mund të prodhojë një orë të brendshme 8MHz, kështu që këta përbërës nuk janë rreptësisht të nevojshëm, por e lejojnë të funksionojë me shpejtësi të plotë.

Hapi 7: Rivendosni kalimin

Çelësi i rivendosjes mund të shkojë më tej. Këmbët në ndërprerës nuk duhet të jenë të përkulura, duhet të mbahen vetë në çarë.

Hapi 8: Kondensatorët qeramikë

4 kondensatorë qeramikë 100nF (nano Farad) mund të shkojnë më tej. C3 dhe C9 ndihmojnë në zbutjen e pikave të vogla të tensionit në linjat 3.3V dhe 5V për të dhënë energji të pastër në Arduino. C7 është në seri me linjën e jashtme të rivendosjes për të lejuar që një pajisje e jashtme (USB në Serial Converter) të rivendosë Arduino në kohën e duhur në mënyrë që ta programojë atë. C4 është në kunjin AREF (Referenca Analog) e Arduino dhe GND për të siguruar që Arduino mat vlerat e sakta analoge në hyrjet e tij analoge. Pa C4, AREF do të konsiderohej "lundrues" (nuk lidhet me energjinë ose tokën) dhe do të shkaktojë pasaktësi në leximet analoge sepse një kunj lundrues do të marrë çfarëdo tensioni rreth tij, përfshirë sinjalet e vogla AC në trupin tuaj që kanë ardhur nga instalimet elektrike rreth jush. Përsëri, kondensatorët qeramikë nuk janë të polarizuar, kështu që nuk ka rëndësi në cilën mënyrë i vendosni.

Hapi 9: Siguresa PTC

Tani mund të instaloni siguresën PTC (koeficienti pozitiv i temperaturës). Siguresa PTC nuk është e polarizuar, kështu që mund të vihet në të dyja mënyrat. Kjo shkon menjëherë pas prizës USB. Nëse qarku juaj përpiqet të tërheqë më shumë se 500mA rrymë, ky siguresë PTC do të fillojë të nxehet dhe të rrisë rezistencën. Kjo rritje e rezistencës do të ulë rrymën dhe do të mbrojë portën USB. Kjo mbrojtje është vetëm në qark kur Arduino po mundësohet me USB, kështu që kur e ndizni Arduino -n nëpërmjet prizës DC ose me energji të jashtme, sigurohuni që qarku juaj të jetë i saktë. Sigurohuni që të tërhiqni këmbët deri në vrima, madje edhe të kaloni kthesat. Një palë pincë do të jetë e dobishme këtu.

Hapi 10: Kondensatorët elektrolitikë

Kondensatorët elektrolitikë 3 47uF (microFarad) mund të vendosen më pas. Këmba më e gjatë në këto është këmba pozitive, por identifikimi më i zakonshëm është ngjyrosja e zorrës në anën e këmbës negative. Sigurohuni që kur t'i vendosni, këmba pozitive të shkojë drejt shenjës + në tabelë. Këta kondensatorë zbusin parregullsitë më të mëdha të tensionit të hyrjes, si dhe linjat 5V dhe 3.3V, në mënyrë që Arduino juaj të marrë një tension të qëndrueshëm 5V/3.3V në vend të një tensioni të luhatshëm.

Hapi 11: DC Jack

Tjetra është foleja e hyrjes DC. E njëjta marrëveshje si të gjithë përbërësit e tjerë, vendoseni dhe rrokullisni tabelën sipër saj për ta bërë atë të qëndrojë në vend ndërsa e lidhni. Përkulja e këmbëve mund të jetë pak e vështirë, pasi ato janë të trasha, kështu që gjithmonë mund ta mbani atë në vend në të njëjtën mënyrë si lidhësin mini USB që ishte ngjitur më herët. Kjo do të shkojë vetëm në një mënyrë - me prizën përballë pjesës së jashtme të tabelës.

Hapi 12: Rregullatorët e Tensionit

Tani dy rregullatorët e tensionit. Sigurohuni që t'i vendosni në vendet e duhura. Ata të dy janë të etiketuar, kështu që thjesht përputheni shkrimin në tabelë me shkrimin në rregullatorët. Rregullatori 3.3V është një LM1117T-3.3 dhe rregullatori 5V është një LM7805. Të dy këta janë rregullatorë linearë të tensionit, që do të thotë se rryma hyrëse dhe rryma dalëse do të jenë të njëjta. Thuaj që tensioni i hyrjes është 9V, dhe voltazhi i daljes është 5V, të dy në 100mA të rrymës. Dallimi në tensionet hyrëse dhe dalëse do të shpërndahet si nxehtësi nga rregullatori. Në këtë situatë, (9V-4V) x 0.1A = 0.4W nxehtësi që do të shpërndahet nga rregullatori. Nëse zbuloni se rregullatori nxehet gjatë përdorimit, kjo është normale, por nëse tërheq një rrymë të madhe dhe ka një ndryshim të madh të tensionit, atëherë mund të jetë e nevojshme një ngrohës i nxehtësisë në rregullatorin. Tani për t'i bashkuar ato në dërrasë, skeda metalike në njërën anë duhet të shkojë drejt anës në tabelë që ka një vijë të dyfishtë. Për t'i siguruar ato në vend derisa t'i lidhni, përkulni njërën këmbë në njërën anë dhe dy të tjerat në anën tjetër. Pasi të jetë ngjitur në vend, përkulni rregullatorin 5V drejt pjesës së jashtme të tabelës dhe rregullatorin 3.3V drejt pjesës së brendshme të bordit.

Hapi 13: Futja e IC AtMega328P

Pjesa e fundit është vendosja e mikrokontrolluesit në prizën e tij. Rreshtoni ndarjet në prizë dhe në IC, pastaj rreshtoni të gjitha kunjat. Pasi të jetë vendosur, mund ta shtyni poshtë. Do të marrë pak më shumë forcë sesa mund të prisni, prandaj sigurohuni që të ushtroni presion në mënyrë të barabartë në mënyrë që të mos përkulni asnjë nga kunjat.

Hapi 14: Disa Shënime Kujdes Me Arduino -në Tuaj

• KURR mos lidhni fuqinë USB dhe fuqinë e jashtme me Arduino në të njëjtën kohë. Edhe pse këto të dyja mund të vlerësohen në 5V, ato shpesh nuk janë saktësisht 5V. Diferenca e vogël e tensionit midis dy burimeve të energjisë shkakton një qark të shkurtër përmes bordit tuaj.
• KURR mos tërhiqni më shumë se 20mA rrymë nga ndonjë pin dalës (D0-D13, A0-A5). Kjo do të skuqë mikrokontrolluesin.
• KURR mos nxirrni më shumë se 800mA nga rregullatori 3.3V, ose më shumë se 1A nga rregullatori 5V. Nëse keni nevojë për më shumë energji, përdorni një përshtatës të jashtëm të energjisë (një bankë USB me energji funksionon mirë për 5V). Shumica e Arduinos gjenerojnë fuqinë e tyre 3.3V nga USB në çipin serik në bord. Këto janë të afta vetëm për një dalje 200mA, kështu që nëse përdorni një Arduino tjetër, sigurohuni që të mos tërheqni më shumë se 200mA nga kunja 3.3V.
• KURR mos vendosni më shumë se 16V në folenë DC. Kondensatorët elektrolitikë të përdorur vlerësohen për vetëm 16V.

Hapi 15: Disa Këshilla / Fakte Interesante

• Nëse gjeni se projekti juaj ka nevojë për shumë kunja, kunjat e hyrjes analoge mund të përdoren gjithashtu si kunja dalëse dixhitale. A0 = D14, deri në A5 = D19.
• Komanda analogWrite () është në të vërtetë një sinjal PWM, jo një tension analog. Sinjalet PWM janë të disponueshme në kunjat 3, 5, 6, 9, 10 dhe 11. Këto janë të dobishme për kontrollin e shkëlqimit të një LED, kontrollimin e motorëve ose gjenerimin e tingujve. Për të marrë një sinjal audio në kunjat e daljes PWM, përdorni funksionin tone ().
• Kunjat dixhitale 0 dhe 1 janë sinjalet TX dhe RX për IC AtMega328. Nëse është e mundur, mos i përdorni ato në programet tuaja, por nëse duhet, mund t'ju duhet të shkëputni pjesët nga ato kunjat gjatë programimit të Arduino.
• Kunjat SDA dhe SCL për komunikimin i2c janë në të vërtetë kunjat A4 dhe A5 respektivisht. Nëse përdorni një komunikim i2c, kunjat A4 dhe A5 nuk mund të përdoren për qëllime të tjera.

Hapi 16: Programimi i Arduino -s tuaj

Së pari shkëputni çdo energji të jashtme për të shmangur shkurtimin e 2 furnizimeve të ndryshme të energjisë. Tani bashkëngjitni një përshtatës USB në Serial në kokë menjëherë pas fuqisë mini USB. Lidheni atë si më poshtë:

Përshtatës Arduino USB në Serial

GND GND (tokë)

VCC VCC (fuqi)

DTR DTR (kunja e rivendosjes)

TX RX (të dhëna)

RX TX (të dhëna)

Po, kunjat TX dhe RX kthehen. TX është kunja transmetuese, dhe RX është kunja marrëse, kështu që nëse do të kishit 2 kunja transmetues të lidhur së bashku, nuk do të ndodhte shumë. Kjo është një nga kurthet më të zakonshme për fillestarët.

Sigurohuni që bluza në përshtatësin USB në Serial është vendosur në 5V.

Lidhni përshtatësin USB në Serial në kompjuter, zgjidhni portën e duhur COM (do të varet nga kompjuteri juaj) dhe Bordin (Arduino UNO) në menunë Tools të Arduino IDE (shkarkuar nga Arduino.cc), pastaj përpiloni dhe ngarkoni programin tuaj Me

Hapi 17: Testimi me një skicë blink

Gjëja e parë që duhet të bëni është të ndezni një LED. Kjo do t'ju njohë me Arduino IDE dhe gjuhën e programimit, dhe do të sigurojë që bordi juaj po punon si duhet. Shkoni te shembujt, gjeni shembullin Blink, pastaj përpiloni dhe ngarkoni në tabelën Arduino për t'u siguruar që gjithçka funksionon. Duhet të shihni që LED -ja e bashkangjitur në kunjin 13 fillon të ndizet dhe fiket në intervale prej 1 sekonde.