DIY Arduino менен шайкеш келген клон: 21 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Arduino - Жаратуучунун арсеналындагы эң сонун курал. Сиз өзүңүздү кура алышыңыз керек! Долбоордун алгачкы күндөрүндө, болжол менен 2005-жылы, дизайн тешик аркылуу бүтүндөй болгон жана байланыш RS232 сериялык кабели аркылуу болгон. Файлдар дагы эле бар, ошондуктан сиз өзүңүз жасай аласыз, менде бар, бирок көп компьютерлерде эски сериялык порттор жок.

Arduino USB версиясы кыска убакыттан кийин ишке ашты жана долбоордун ийгилигине чоң салым кошту, анткени ал оңой туташууга жана баарлашууга мүмкүндүк берди. Бирок, бул кымбатка турду: FTDI байланыш чипи жер үстүнө орнотулган пакетте гана келди. Ал үчүн пландар дагы эле бар, бирок жер үстүндөгү ширетүү көпчүлүк үйрөнчүктөрдөн тышкары.

Жаңы Arduino такталары USB (Леонардо) менен курулган 32U4 чиптерин же USB үчүн өзүнчө Atmel чиптерин (UNO) колдонушат, экөө тең бизди жер үстүндө орнотулган аймакта калтырышат. Бир убакта коркунучтуу түзмөктөрдөн "TAD" бар болчу, ал USB кылуучу тешик PICти колдонгон, бирок мен алардын желесинде эч нерсе калган жок.

Ошентип, бул жердебиз. Мен ишенем, башталгыч, Jedi Knight сыяктуу, өзүнүн Arduino (жеңил сабер) кура алышы керек. "Цивилизациялуу курактагы элегант курал". Менин чечимим: FTDI чипин жер үстүнө орнотуу пакетин колдонуп жасаңыз! Бул мага жер үстүндөгү монтажды жасоого жана калган долбоорду тешик аркылуу DIY катары сунуштоого мүмкүнчүлүк берет! Мен аны Open Source KiCadда да иштеп чыккам, андыктан сиз дизайн файлдарын изилдеп, өзгөртүп жана өзүңүздүн версияңызды айланта аласыз.

Эгер сиз муну акылсыз идея деп эсептесеңиз же жер үстүндөгү монтажлоону сүйсөңүз, менин Леонардо Клонумду текшериңиз, болбосо, окуңуз…

1 -кадам: Бөлүктөр жана материалдар

Материалдардын толук эсеби https://github.com/aspro648/Arduino/tree/master/D… дарегинде жайгашкан.

Мунун уникалдуу бөлүктөрү - Arduino үчүн, экинчиси FTDI чипи үчүн түзүлгөн схемалар. Сиз OSH Park аларды сиз үчүн жасай аласыз, же дизайн файлдарын сүйүктүү тактай үйүңүз менен колдоно аласыз.

Бул долбоор үчүн комплект Tindie.com сайтында жеткиликтүү. Комплектти сатып алуу сизге бир нече башка сатуучулардан заказ берүүнүн убактысын жана чыгымын үнөмдөйт жана минималдуу PCB заказ премиясынан качат. Ал ошондой эле сизге сыналган бетине орнотулган FDTI тешик чипин жана алдын ала жаркыраган Атмега менен камсыз кылат.

Куралдар жана жабдуулар: Менин семинарларымда мен SparkFun's Beginner's ToolKitти колдоном, анда сизге керектүү нерселердин көбү бар:

• Кандооч.
• Solder
• Wire nippers
• Desoldering өрүм (үмүт менен кереги жок, бирок сиз эч качан билбейсиз).

2 -кадам: Айымдар жана мырзалар, үтүктөрүңүздү баштаңыз

Мен силерге ширетүүнү үйрөтпөйм. Бул жерде мен сүйгөн видеолордун бир нечеси менден алда канча жакшы көрсөтөт:

• Geek Girl Diaries тартып Кэрри Энн.
• Адафруттан Колин

Жалпысынан:

• Жибек экрандын белгилерин колдонуу менен ПХБдагы жайгашкан жерди табыңыз.
• Буттун изине туура келүү үчүн компонентти алып келиңиз.
• Жетекчилерди ээрчиңиз.
• Буйрутмаларды кыркыңыз

3 -кадам: Резисторлор

Келгиле, резисторлор менен баштайлы, анткени алар эң көп, эң төмөнкү отургуч жана эң оңой ширетилет. Алар ысыкка чыдамдуу жана сиздин техникаңызды тазалоого мүмкүнчүлүк берет. Алардын полярдуулугу да жок, андыктан аларды эки жакка тең салсаңыз болот.

• Тактада бир нече жерде жайгашкан үч 10K Ом (күрөң - кара - кызгылт -алтын) менен баштаңыз (сүрөттү караңыз). Булар активдүү түрдө төмөн тартылбаса, сигналды 5В кармап турган "тартма" резисторлор.
• 22 Ом жуп (кызыл - кызыл - кара - алтын) жогорку сол бурчта. Бул USB байланыш схемасынын бир бөлүгү.
• 470 Омдук жуп (Сары, Күлгүн, Күрөң, Алтын) төмөнкүлөр. Бул RX/TX LED үчүн учурдагы чектөөчү резисторлор.
• Жалгыз 4.7K Ом (Сары, Күлгүн, Кызыл, Алтын). FTDI VCC сигналы үчүн кызыктай топ.
• Акыр -аягы, 1K Ом жуп (Браун, Кара, Кызыл, Алтын). Бул кубаттуулукка жана D13 светодиодуна чектөөчү резисторлор (330 ом иштейт, бирок мен аларды өтө жаркырап көрбөйм).

4 -кадам: Диод

Андан кийин бизде диод бар, ал схеманы электр тогунан тескери токтон коргойт. Көпчүлүк, бирок бардык компоненттер полярдыкты кайтарууга начар жооп беришет.

Анын бир учунда күмүш боо менен белгиленген полярдуулугу бар.

Жибек экрандын маркировкасы менен дал келиши керек.

5 -кадам: Voltage Regulator (5V)

Эки чыңалуу жөнгө салгычы бар, эң башкысы - 7805, ал он эки вольтту Atmega 328ге керектүү 5 вольтко чейин жөнгө салат. Басып чыгарылган схемада жылуулукту кетирүүгө жардам берүүчү чоң жез өзгөчөлүктөрү бар. Арткы бөлүгү тешик менен тегизделген тешик менен тактайга тийип тургандай кылып, коргошундарды бүгүңүз.

6 -кадам: розеткалар

Сокеттер IC чиптерин салууга мүмкүндүк бербестен киргизүүгө жана алып салууга мүмкүндүк берет. Мен аларды камсыздандыруу деп ойлойм, анткени алар арзан жана артка салынса, жарылган чипти алмаштырууга же ICди кайра багыттоого мүмкүндүк берет. Чиптин багытын көрсөтүү үчүн алардын бир учу бар, ошондуктан аны жибек экранга дал келтиргиле. Эки казыкты ээрчитип, анан калган казыктарды ширетүүдөн мурун анын туура отурганын текшериңиз.

7 -кадам: Баскыч

Ардуинонун адатта чипи өчүп калса же өчүрүлүшү керек болсо, аны кайра баштоо үчүн баштапкы абалга келтирүү баскычы бар. Сиздики жогорку сол бурчта. Аны ордуна басып, ээрчиңиз.

8 -кадам: LED

Статусун көрсөтүү үчүн бир нече LED бар. Светодиоддордун полярдуулугу бар. Узун бутту анод, же позитивдүү, тегерек аянтка жанына "+" белгиси менен кирет. Кыска бут катод же терс болуп саналат жана төрт бурчтуу аянтка кирет.

Түс каалагандай, бирок мен көбүнчө колдоном:

• Чип байланышып жатканда же программаланып жатканда, RX/TX үчүн сары.
• Программада окуяларды көрсөтүү үчүн колдонула турган D13 LED үчүн жашыл.
• 5 вольттук кубаттуулукту көрсөтүү үчүн кызыл USB же кубат уячасы аркылуу жеткиликтүү.

9 -кадам: Керамикалык конденсаторлор

Керамикалык конденсаторлордун полярдуулугу жок.

Power текшилөө конденсаторлор, адатта, микросхемалардын электр менен камсыздоодон өткөөл алып салуу үчүн колдонулат. Маанилер адатта компоненттин маалымат барагында көрсөтүлөт.

Биздин дизайндагы ар бир IC чипинде электрди тегиздөө үчүн 0.1uF конденсатору бар.

3.3 вольт жөндөгүчтүн тегерегиндеги энергияны тегиздөө үчүн эки 1uF конденсатору бар.

Андан тышкары, программалык камсыздоону калыбына келтирүү функциясын аткарууга жардам берген 1uF конденсатору бар.

10 -кадам: Электролиттик конденсаторлор

Электролитикалык конденсаторлордун полярдуулугу бар, алар сакталууга тийиш. Алар, адатта, керамикалык конденсаторлорго караганда чоңураак мааниге ээ, бирок бул учурда бизде 7805 регуляторунун тегерегинде электрди тегиздөө үчүн 0.33 uF конденсатору бар.

Түзмөктүн узун буту оң жана "+" менен белгиленген төрт бурчтуу аянтка кирет. Булар артка салынса, "поп" болуп кетет, андыктан туура кабыл алыңыз же сизге алмаштыруу керек болот.

11 -кадам: 3.3 Voltage Regulator

Atmega чипи 5 вольтто иштесе, FTDI USB чипинин туура иштеши үчүн 3.3 вольт керек. Муну камсыз кылуу үчүн, биз MCP1700 колдонобуз жана ал өтө аз токту талап кылгандыктан, ал 7805 сыяктуу TO-220 чоң пакетинин ордуна транзистор сыяктуу кичинекей TO-92-3 пакетинде.

Аппараттын жалпак бети бар. Жибек экранына дал келиңиз жана компоненттин бийиктигин тактанын төрттөн бир бөлүгүнө тууралаңыз. Лайнер ордунда.

12 -кадам: Аталыштар

Ардуинонун сулуулугу - бул стандартталган из жана pinout. Аталыштар керектүү конфигурацияларды тез өзгөртүүгө мүмкүндүк берүүчү "калканчтарды" кошууга мүмкүндүк берет.

Мен, адатта, ар бир аталыштын бир пинин ширетем, анан калган казыктарды ширетүүдөн мурун тегиздөөнү текшерем.

13 -кадам: резонатор

Atmega чиптеринде 8 МГцке чейин ар кандай жыштыкта иштей ала турган ички резонатор бар. Тышкы убакыт булагы чипке 20 МГцке чейин иштөөгө мүмкүндүк берет, бирок стандарттык Arduino 16 МГцти колдонот, бул оригиналдуу дизайнда колдонулган Atmega8 чиптеринин максималдуу ылдамдыгы болчу.

Көпчүлүк Ардуинонун кристаллдарын колдонушат, бирок алар кошумча конденсаторлорду талап кылат. Мен резонатор колдонууну чечтим, ал көпчүлүк жумуштар үчүн жетиштүү. Анын полярдуулугу жок, бирок мен көбүнчө сырткы белгиге туш болом, ошондуктан кызыккан жаратуучулар сизге стандарттык орнотууну иштеп жатканыңызды айта алышат.

Step 14: Fuse

Ардуинонун көпчүлүгүндө сактандыргычтар жок, бирок үйрөнүп жаткан ар бир Жаратуучу көп учурда (жок дегенде менин учурда) нерселерди туура эмес илип алат. Жөнөкөй орнотулуучу сактандыргыч чип алмаштырууну талап кылган "сыйкырдуу түтүндү" чыгарбоого жардам берет. Бул сактандыргыч өтө көп ток тартылганда ачылат жана ал муздаганда өзүн баштапкы абалга келтирет. Анын полярдуулугу жок жана буттарындагы бүктөлүүлөр аны тактанын үстүндө кармап турат.

15 -кадам: Аталыштар

Дагы эки баш, эркек казыктары бар. USB туташтыргычынын жанына секиргич аркылуу USB кубаты менен уячанын ортосунда которууга мүмкүндүк берген үч пин бар. БУУнун муну автоматтык түрдө жасоого мүмкүнчүлүгү бар, бирок мен муну тешик түрүндө кайталай алган жокмун.

Экинчи баштык-"системалуу программалоодо" баштык. Бул керек болсо тышкы программистти түз эле Atmega программасын кайра туташтырууга мүмкүндүк берет. Эгерде сиз менин комплектти сатып алсаңыз, анда чипке программалык камсыздоо жүктөлгөн, же Atmega розеткадан чыгарылып, түздөн -түз программалоочу розеткага жайгаштырылышы мүмкүн, андыктан бул баштык сейрек колдонулат, ошондуктан милдеттүү эмес.

16 -кадам: Power Jack

Тышкы кубаттуулукту алып келүү үчүн USB ордуна стандарт 5,5 x 2,1 мм джекти колдонсо болот. Бул "Вин" деп белгиленген пинди берет жана 5 вольтту түзгөн 7805 чыңалуу жөндөгүчүн иштетет. Борбордук пин оң жана киргизүү 12V көбүрөөк мүнөздүү болсо да, 35V чейин болушу мүмкүн.

17 -кадам: USB

Леонардо сыяктуу жаңы Arduinos USB микро туташуусун колдонот, бирок баштапкы USB B туташуусу бекем жана арзан, балким сизде кабелдер көп. Эки чоң өтмөк электр менен туташтырылган эмес, бирок механикалык күч үчүн ширетилген.

18 -кадам: Чиптер

Чиптерди орнотууга убакыт келди. Багыттоону текшериңиз. Эгерде розетка артка болсо, анда чиптин жибек экрандын белгилерине дал келерин текшериңиз. Биз иштеп жаткан багытта, астыңкы эки чип оодарылган.

Чипти кыстарыңыз, ошондо буттары кармагычтарга дал келет. ICs буттары бир аз жайылган өндүрүштөн келет, андыктан вертикалдуу бүгүлүшү керек. Бул адатта сиз үчүн менин комплекттеримде жасалат. Багыты так болгондон кийин, чиптин эки жагын акырын басыңыз. Кокусунан буту бүктөлүп калбаганын текшериңиз.

19 -кадам: Жүктөгүчтү күйгүзүү

Жүктөгүч - бул чиптин кичинекей коду, ал кодду USB аркылуу оңой жүктөөгө мүмкүндүк берет. Ал жаңыртууларды издеп, кубаттуулукта биринчи бир нече секундада иштейт, андан кийин болгон кодду ишке киргизет.

Arduino IDE жаркылдаган программаны жеңилдетет, бирок ал үчүн тышкы программист керек. Мен өзүмдүн AVR Программистимди колдоном жана, албетте, сизге бул үчүн комплект сатам. Эгерде сизде программист болсо, анда сизге чынында Arduino кереги жок, анткени сиз чипти түз программалай аласыз. Түрү балапан жана жумуртка.

Дагы бир вариант - бул жүктөөчү бар Atmega сатып алуу:

Мен сизге расмий Arduino көрсөтмөлөрүн көрсөтөм, анткени эгерде сак болбосок, ал өзүнүн Инструкциясына оңой айланып кетиши мүмкүн:

20 -кадам: Power Jumper орнотуу жана туташуу

Күч секиргич - USBден 5 вольттун ортосундагы кубат булагын тандоонун кол жолу. Стандарт Arduinos автоматтык түрдө которулуучу схемага ээ, бирок мен аны тешик бөлүктөрү аркылуу оңой ишке ашыра алган жокмун.

Эгерде секиргич орнотулбаса, анда күч жок. Эгер сиз уячаны тандасаңыз жана эч нерсе сайылбасаңыз, анда эч кандай күч жок. Ошондуктан, эгерде сизде күчүңүз бар экенин көрсөтүү үчүн кызыл LED бар.

Башында, сиз Arduino USB аркылуу байланышып жатканын көргүңүз келет, андыктан секиргичти ошол орнотууга коюңуз. Ардуинону компьютериңизге саатка кылдат сайыңыз. Эгерде сиз "таанылбаган USB түзмөгүн" алсаңыз, розеткадан чыгарыңыз жана көйгөйдү чечүүнү баштаңыз.

Болбосо, Arduino IDE'иңизди колдонуп, негизги эскиз эскизин жүктөп бериңиз. Такта катары "Arduino UNO" колдонуңуз. Бул жердеги нускамаларды аткарыңыз:

21 -кадам: Мүчүлүштүктөрдү оңдоо

Баштапкы күйгүзүү учурунда, сиз дайыма ийгиликтин же ийгиликсиздиктин көрсөткүчтөрүн издейсиз жана эгерде баары күтүлгөндөй болбой жатса, тактайды тез арада сууруп салууга даярсыз. Эгерде ийгилик дароо болбосо, жүрөгүңүздү жоготпоңуз. Менин семинарларымда мен дем берүүгө аракет кылам:

• Чыдамдуулук, бул дайыма эле оңой боло бербейт, бирок көбүнчө татыктуу.
• Чыдамкайлык, эгер сиз баш тартсаңыз, маселени чечпейсиз.
• Позитивдүү мамиле, сиз муну жардамга муктаж болсоңуз да, чече аласыз.

Качан мен кандайдыр бир көйгөй менен күрөшүп жатсам, мен ар дайым өзүмө айтам, аны чечүү канчалык кыйын болсо, ошончолук сыйлык же үйрөнүү аны чечүү үчүн болот.

Муну эске алып, жөнөкөй нерселерден баштаңыз:

• Тактанын арт жагындагы ширетүүчү муундарды текшерип, шектүү көрүнгөн муундарды ретушта кылыңыз.
• IC микросхемаларынын туура багытта экенин жана киргизилгенде эч бир кабелдин бүктөлбөгөнүн текшериңиз.
• Кошулганда кызыл LED күйөт беле? Болбосо, электр секирүүчүңүздү жана USB ширетүүчү түйүндөрүңүздү текшериңиз.
• Полярдуулугу бар башка компоненттердин туура багытталганын текшериңиз.
• Ката билдирүүлөрү же компоненттер ысыган сыяктуу башка кеңештерди издеңиз.

Эгер дагы эле кыйынчылыктар болсо, жардам сураңыз. Мен үйрөткүчтөрдү жазам, анткени мен үйрөтүүнү жана үйрөнгүсү келгендерге жардам бергим келет. Симптомдор эмне экенин жана каталарды табуу үчүн кандай кадамдарды жасаганыңызды жакшы сүрөттөп бериңиз. Тактанын алдыңкы жана арткы бөлүгүнүн жогорку чечилиш сүрөтү да жардам бериши мүмкүн. Эч качан багынба. Ар бир күрөш сабак болот.