DIY Arduino- համատեղելի կլոն. 21 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:48

Arduino- ն Maker- ի զինանոցում վերջնական գործիքն է: Դուք պետք է կարողանաք կառուցել ձեր սեփականը: Projectրագրի առաջին օրերին, մոտավորապես 2005 թ., Դիզայնը ամբողջովին անցքեր էր, իսկ հաղորդակցությունը `RS232 սերիական մալուխի միջոցով: Ֆայլերը դեռ հասանելի են, այնպես որ կարող եք ինքներդ պատրաստել, իսկ ես ունեմ, բայց շատ համակարգիչներ չունեն հին սերիական նավահանգիստները:

Շուտով հետևեց Arduino USB տարբերակը, որը, հավանաբար, մեծապես նպաստեց նախագծի հաջողությանը, քանի որ այն թույլ էր տալիս հեշտ միացում և հաղորդակցություն: Այն, այնուամենայնիվ, ծախսեր ունեցավ. FTDI կապի չիպը ներկայացվեց միայն մակերևույթի վրա տեղադրված փաթեթով: Planրագրերը դեռ հասանելի են նաև դրա համար, բայց մակերևույթի վրա տեղադրվող զոդումը սկսնակների մեծ մասից դուրս է:

Նոր Arduino տախտակները օգտագործում են 32U4 չիպեր `ներկառուցված USB- ով (Լեոնարդո) կամ առանձին Atmel չիպերով USB- ի համար (UNO), երկուսն էլ դեռ մեզ թողնում են մակերևույթի վրա տեղադրվող տարածքում: Ինչ -որ պահի կար «TAD» - ը Վտանգավոր սարքերից, որը USB- ով աշխատելու համար օգտագործում էր PIC անցք, սակայն դրանց համացանցում ոչինչ չեմ գտնում:

Այսպիսով, մենք այստեղ ենք: Ես հաստատակամորեն հավատում եմ, որ սկսնակը, ինչպես Jedi Knight- ը, պետք է կարողանա ստեղծել իր սեփական Arduino- ն (թեթև սալիկ): «Էլեգանտ զենք ավելի քաղաքակիրթ տարիքից»: Իմ լուծումը. Պատրաստեք միջանցք FTDI չիպ `օգտագործելով մակերեսային ամրացման փաթեթ: Դա ինձ թույլ է տալիս կատարել մակերևույթի ամրացում և մնացած նախագիծը առաջարկել որպես DIY անցք: Ես նաև այն նախագծել եմ KiCad բաց կոդով, այնպես որ կարող եք ուսումնասիրել դիզայնի ֆայլերը, փոփոխել դրանք և պտտել ձեր սեփական տարբերակը:

Եթե կարծում եք, որ սա հիմար գաղափար է, կամ մակերևույթի վրա սոսնձման սիրահար եք, ապա իմ Լեոնարդո Կլոնին տեսեք, հակառակ դեպքում `շարունակեք կարդալ:..

Քայլ 1: Մասեր և պարագաներ

Նյութերի ամբողջական հաշիվը գտնվում է

Սրա եզակի մասերն են տպատախտակները, մեկը ՝ Arduino- ի, և մեկը ՝ FTDI չիպի համար: Կարող եք պահանջել, որ OSH Park- ը դրանք պատրաստի ձեզ համար, կամ օգտագործեք դիզայնի ֆայլերը ձեր նախընտրած տախտակի հետ:

Այս նախագծի փաթեթը հասանելի է Tindie.com կայքում: Հավաքածուի գնումը ձեզ կխնայի մի քանի տարբեր մատակարարներից պատվիրելու ժամանակն ու ծախսերը և կխուսափի PCB- ի պատվերի նվազագույն պրեմիումից: Այն նաև կտրամադրի ձեզ փորձարկված մակերեսային տեղադրված FDTI միջանցքային չիպ, ինչպես նաև նախապես փայլեցրած Atmega:

Գործիքներ և պարագաներ. Իմ սեմինարների համար ես օգտագործում եմ SparkFun- ի Beginner's ToolKit- ը, որն ունի ձեզ անհրաժեշտ ամենից շատը.

• Oldոդման երկաթ:
• Sոդող
• Մետաղական կեռիկներ
• Ապամոնտաժող հյուս (հուսով եմ ՝ դրա կարիքը չկա, բայց դուք երբեք չգիտեք):

Քայլ 2. Տիկնայք և պարոնայք, սկսեք ձեր արդուկները

Ես չեմ փորձի ձեզ սովորեցնել զոդում: Ահա իմ սիրած մի քանի տեսահոլովակներ, որոնք այն ցույց են տալիս ինձանից ավելի լավ:

• Քերի Էնը Geek Girl Diaries- ից:
• Քոլին Ադաֆրուտից

Ընդհանրապես:

• Գտեք PCB- ի գտնվելու վայրը ՝ օգտագործելով մետաքսե էկրանի գծանշումները:
• Թեքեք բաղադրիչի հանգույցները `ոտքի տպագրությանը համապատասխանելու համար:
• Erոդեք տողերը:
• Կտրեք կապերը

Քայլ 3: Ռեզիստորներ

Սկսենք ռեզիստորներից, քանի որ դրանք ամենաառատ, ամենացածր նստատեղերն են և ամենահեշտը կպցնելը: Նրանք ավելի ջերմակայուն են և հնարավորություն կտան կատարելագործել ձեր տեխնիկան: Նրանք նույնպես չունեն բևեռականություն, այնպես որ կարող եք դրանք դնել ցանկացած ձևով:

• Սկսեք երեք 10K օմ (շագանակագույն - սև - նարնջագույն - ոսկի), որոնք գտնվում են տախտակի վրա մի քանի վայրում (տես նկարը): Սրանք «քաշվող» դիմադրիչներ են, որոնք ազդանշանը պահում են 5 Վ-ի վրա, եթե դրանք ակտիվորեն ցածր չեն քաշվում:
• 22 օմ (կարմիր - կարմիր - սև - ոսկի) զույգը գտնվում է վերին ձախ անկյունում: Սրանք USB հաղորդակցության շրջանի մի մասն են:
• 470 օմ (դեղին, մանուշակագույն, շագանակագույն, ոսկի) զույգը հաջորդներն են: Սրանք ընթացիկ սահմանափակող ռեզիստորներ են RX/TX LED- ների համար:
• Միայնակ 4.7K Օմ (դեղին, մանուշակագույն, կարմիր, ոսկե): FTDI VCC ազդանշանի կենտ գնդակ:
• Եվ վերջապես, զույգ 1K օմ (շագանակագույն, սև, կարմիր, ոսկի): Սրանք հզորության և D13 LED- ների համար ընթացիկ սահմանափակող դիմադրիչներ են (330 օհմ կաշխատեր, բայց դրանք ինձ շատ պայծառ չեն դուր գալիս):

Քայլ 4: Դիոդ

Հաջորդը մենք ունենք դիոդ, որը պաշտպանում է շրջանը հոսանքի վարդակից հակառակ հոսանքից: Շատ, բայց ոչ բոլոր բաղադրիչները վատ կարձագանքեն հակադարձ բևեռականությանը:

Այն ունի բևեռականություն, որը մի ծայրում նշվում է արծաթե ժապավենով:

Համապատասխանեցրեք այն մետաքսե էկրանի նշագծով և ամրացրեք տեղում:

Քայլ 5: Լարման կարգավորիչ (5 Վ)

Գոյություն ունի լարման երկու կարգավորիչ, և հիմնականը 7805 -ն է, որը կկարգավորի տասներկու վոլտ ժապավենից մինչև 5 վոլտ, որը անհրաժեշտ է Atmega 328 -ին: Տպված տպատախտակի վրա կան պղնձի մեծ գծեր, որոնք օգնում են ջերմությունը հեռացնել: Կապերը թեքեք այնպես, որ հետևը դիպչի տախտակին, որի անցքը մասամբ հավասարեցված է անցքին և ամրացվում տեղում:

Քայլ 6: վարդակներ

Խրոցակները թույլ են տալիս IC չիպերը տեղադրել և հեռացնել առանց զոդման: Ես դրանք համարում եմ ապահովագրություն, քանի որ դրանք էժան են և թույլ են տալիս փոխարինել փչած չիպը կամ վերակողմնորոշել IC- ն, եթե հետամնաց տեղադրվի: Նրանք ունեն մի բաժին, որը ցույց է տալիս չիպի ուղղությունը, ուստի համապատասխանեցրեք այն մետաքսե էկրանին: Sոդեք երկու կապում, ապա ստուգեք, որ այն ճիշտ նստած է, նախքան մնացած քորոցները միացնելը:

Քայլ 7: Կոճակ

Որպես կանոն, Arduino- ն ունի վերականգնման կոճակ, որը չիպը վերագործարկելու դեպքում այն անջատվում է կամ անհրաժեշտ է վերագործարկել: Ձերը վերին ձախ անկյունում է: Սեղմեք այն տեղում և կպցրեք:

Քայլ 8: LED- ներ

Կան մի շարք LED- ներ, որոնք ցույց են տալիս կարգավիճակը: LED- ները ունեն բևեռականություն: Երկար ոտքը անոդը կամ դրական է և անցնում է կլոր պահոցում ՝ «+» - ով կողքին: Կարճ ոտքը կաթոդ է կամ բացասական, և անցնում է քառակուսի բարձիկով:

Գույնը կամայական է, բայց ես սովորաբար օգտագործում եմ.

• Դեղին RX/TX- ի համար, որը թարթում է, երբ չիպը հաղորդակցվում կամ ծրագրավորվում է:
• Կանաչ D13 LED- ի համար, որը ծրագիրը կարող է օգտագործել իրադարձությունները նշելու համար:
• Կարմիրը 5 վոլտ հզորություն ցույց տալու համար հասանելի է կամ USB- ի միջոցով, կամ հոսանքի վարդակից:

Քայլ 9. Կերամիկական կոնդենսատորներ

Կերամիկական կոնդենսատորները չունեն բևեռականություն:

Էլեկտրաէներգիայի հարթեցման կոնդենսատորները սովորաբար օգտագործվում են էներգիայի մատակարարումից չիպսերին անցողիկները հեռացնելու համար: Արժեքները սովորաբար նշված են բաղադրիչի տվյալների թերթիկում:

Մեր նախագծման յուրաքանչյուր IC չիպ ունի 0.1uF կոնդենսատոր `էներգիայի հարթեցման համար:

Գոյություն ունեն երկու 1uF կոնդենսատորներ `3.3 վոլտ կարգավորիչի շուրջ էներգիան հարթեցնելու համար:

Բացի այդ, կա 1uF կոնդենսատոր, որն օգնում է ծրագրակազմի վերակայման գործառույթի ժամանակացույցին:

Քայլ 10. Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներ

Էլեկտրոլիտիկ կոնդենսատորներն ունեն բևեռականություն, որը պետք է դիտարկել: Նրանք սովորաբար ավելի մեծ արժեքներ ունեն, քան կերամիկական կոնդենսատորները, բայց այս դեպքում մենք ունենք 0.33 uF կոնդենսատոր `7805 կարգավորիչի շուրջ էներգիան հարթեցնելու համար:

Սարքի երկար ոտքը դրական է և անցնում է «+» նշումով քառակուսի պահոցում: Սրանք հակված են «փոփ» գնալ, եթե հետամնաց լինեն, այնպես որ ճիշտ արեք դրանք, այլապես փոխարինման կարիք կունենաք:

Քայլ 11: 3.3 Լարման կարգավորիչ

Մինչ Atmega չիպը աշխատում է 5 վոլտ լարման վրա, FTDI USB չիպին անհրաժեշտ է 3.3 վոլտ `ճիշտ աշխատելու համար: Սա ապահովելու համար մենք օգտագործում ենք MCP1700, և քանի որ այն շատ քիչ հոսանք է պահանջում, այն գտնվում է տրանզիստորների նման փոքր TO-92-3 փաթեթում ՝ 7805-ի նման մեծ TO-220 փաթեթի փոխարեն:

Սարքն ունի հարթ դեմք: Համապատասխանեցրեք այն մետաքսե էկրանին և հարմարեցրեք բաղադրիչի բարձրությունը տախտակից մոտ մեկ քառորդ դյույմ բարձրության վրա: Sոդման տեղում:

Քայլ 12: Վերնագրեր

Արդուինոյի գեղեցկությունը ստանդարտացված ոտնահետքն ու մատնահետքն է: Վերնագրերը թույլ են տալիս միացնել «վահան», որոնք անհրաժեշտության դեպքում թույլ են տալիս արագ փոխել կոշտ կազմաձևերը:

Ես, որպես կանոն, զոդում եմ յուրաքանչյուր վերնագրի մեկ քորոց, այնուհետև ստուգում եմ հավասարեցումը, նախքան մնացած կապանքները կպցնելը:

Քայլ 13: Ռեզոնատոր

Atmega չիպերն ունեն ներքին ռեզոնատոր, որը կարող է աշխատել մինչև 8 ՄՀց հաճախականությամբ: Externalամկետների արտաքին աղբյուրը թույլ է տալիս չիպին աշխատել մինչև 20 ՄՀց, սակայն ստանդարտ Arduino- ն օգտագործում է 16 ՄՀց, որը Atmega8 չիպերի առավելագույն արագությունն էր, որն օգտագործվում էր բնօրինակ դիզայնի մեջ:

Arduino- ի մեծ մասն օգտագործում է բյուրեղներ, որոնք ավելի ճշգրիտ են, սակայն դրանք պահանջում են լրացուցիչ կոնդենսատորներ: Ես որոշեցի օգտագործել ռեզոնատոր, որը բավական ճշգրիտ է աշխատանքի մեծ մասի համար: Այն չունի բևեռականություն, բայց ես սովորաբար կանգնած եմ արտաքին նշագծի հետ, որպեսզի հետաքրքրասեր արտադրողները կարողանան ասել, որ դուք աշխատում եք ստանդարտ կարգավորմամբ:

Քայլ 14: Ապահովիչ

Arduino- ի մեծամասնությունը ապահովիչներ չունեն, բայց սովորող ցանկացած Ստեղծող շատ հաճախ (գոնե իմ դեպքում) սխալ կերպով կկապի իրերը: Պարզ վերականգնվող ապահովիչը կօգնի չթողնել «կախարդական ծուխը», որը չիպի փոխարինման կարիք ունի: Այս ապահովիչը կբացվի, եթե չափազանց շատ հոսանք քաշվի, և այն կվերականգնվի, երբ այն սառչի: Այն չունի բևեռականություն, և ոտքերի ծալքերն այն պահում են տախտակի վերևում:

Քայլ 15: Վերնագրեր

Եվս երկու վերնագիր, այս մեկը ՝ արական կապում: USB միակցիչի մոտ երեք կապում են, որոնք թույլ են տալիս անցում կատարել USB հոսանքի և խցիկի միջև `jumper- ի միջոցով: ՄԱԿ-ն ունի շրջանառություն ՝ դա ինքնաբերաբար անելու համար, բայց ես չեմ կարողացել դա կրկնօրինակել անցքերի տեսքով:

Երկրորդ վերնագիրը «համակարգային ծրագրավորման մեջ» վեց պինային վերնագիր է: Սա թույլ է տալիս միացնել արտաքին ծրագրավորողին `անհրաժեշտության դեպքում ուղղակիորեն ծրագրավորել Atmega- ն: Եթե դուք գնում եք իմ հանդերձանքը, չիպի վրա արդեն տեղադրված է որոնվածը, կամ Atmega- ն կարող է հեռացվել վարդակից և տեղադրվել անմիջապես ծրագրավորման վարդակից, այնպես որ այս վերնագիրը հազվադեպ է օգտագործվում և, հետևաբար, պարտադիր չէ:

Քայլ 16: Power Jack

USB- ի փոխարեն ստանդարտ 5.5 x 2.1 մմ չափաբաժին կարող է օգտագործվել արտաքին էներգիա ներմուծելու համար: Սա ապահովում է «Vin» նշումով քորոցը և սնուցում է 7805 լարման կարգավորիչը, որը կազմում է 5 վոլտ: Կենտրոնական քորոցը դրական է, և մուտքը կարող է լինել մինչև 35 Վ, չնայած 12 Վ -ն ավելի բնորոշ է:

Քայլ 17: USB

Լեոնարդոյի նման ավելի նոր Arduinos- ն օգտագործում է USB միկրո միացում, սակայն սկզբնական USB B կապը ամուր է և էժան, և դուք հավանաբար ունեք բազմաթիվ մալուխներ: Երկու մեծ ներդիրները էլեկտրականորեն կապված չեն, բայց զոդված են մեխանիկական ուժի համար:

Քայլ 18: Չիպսեր

Theամանակն է տեղադրել չիպսերը: Ստուգեք կողմնորոշումը: Եթե վարդակը հետ է, ապա համոզվեք, որ չիպը համապատասխանում է մետաքսե էկրանի նշաններին: Այն կողմնորոշման մեջ, որով մենք աշխատում էինք, ներքևի երկու չիպերը գլխիվայր են:

Տեղադրեք չիպը այնպես, որ ոտքերը համահունչ լինեն բռնակներին: IC- ները գալիս են արտադրությունից ՝ ոտքերը փոքր -ինչ փռված, այնպես որ դրանք պետք է թեքվեն ուղղահայաց: Սովորաբար դա արդեն արվում է ձեզ համար իմ հավաքածուներում: Երբ համոզվեք կողմնորոշման մեջ, նրբորեն սեղմեք չիպի երկու կողմերը: Ստուգեք `համոզվելու համար, որ ոչ մի ոտք պատահաբար չի ծալվել:

Քայլ 19: Flashրամեկուսացում Bootloader- ի համար

Բեռնող սարքը չիպի վրա մի փոքր կոդ է, որը թույլ է տալիս հեշտությամբ բեռնել ծածկագիրը USB- ի միջոցով: Այն գործարկում է առաջին մի քանի վայրկյանը ՝ թարմացումներ փնտրելով, իսկ հետո գործարկում է առկա կոդը:

Arduino IDE- ն հեշտացնում է թարթման որոնվածը, սակայն դրա համար անհրաժեշտ է արտաքին ծրագրավորող: Ես օգտագործում եմ իմ սեփական AVR ծրագրավորողը և, իհարկե, ձեզ կվաճառեմ դրա համար հավաքածու: Եթե դուք իսկապես ունեք ծրագրավորող, ապա ձեզ իսկապես Arduino- ի կարիքը չկա, քանի որ կարող եք ուղղակիորեն ծրագրավորել չիպը: Chickուտի և ձվի մի տեսակ:

Մեկ այլ տարբերակ է Atmega- ն գնել արդեն տեղադրված բեռնիչով ՝

Ես ձեզ ցույց կտամ Arduino- ի պաշտոնական հրահանգները, քանի որ այն կարող է հեշտությամբ վերածվել իր սեփական Instructable- ի, եթե զգույշ չլինենք.

Քայլ 20: Տեղադրեք Power Jumper և միացեք

Էլեկտրաէներգիայի թռիչքը USB- ից կամ հոսանքի վարդակից 5 վոլտ միջև հոսանքի աղբյուրն ընտրելու ձեռնարկ է: Ստանդարտ Arduinos- ն ունի ավտոմատ միացման սխեմաներ, բայց ես չկարողացա այն հեշտությամբ իրականացնել անցքերի մասերի միջոցով:

Եթե թռիչքը տեղադրված չէ, հոսանք չկա: Եթե դուք ընտրում եք վարդակը և ոչինչ միացված չէ ցանցին, հոսանք չկա: Ահա թե ինչու կա կարմիր LED, որը ցույց կտա ձեզ, թե արդյոք ունեք էներգիա:

Սկզբում դուք ցանկանում եք տեսնել, արդյոք Arduino- ն հաղորդակցվում է USB- ի միջոցով, այնպես որ jumper- ը տեղադրեք այդ կարգավորմանը: Duգուշորեն միացրեք ձեր Arduino- ն ձեր համակարգչին: Եթե դուք ստանում եք «չճանաչված USB սարք», անջատեք վարդակից և սկսեք նկարահանումների հետ կապված խնդիրներ:

Հակառակ դեպքում, օգտագործեք ձեր Arduino IDE- ն ՝ հիմնական թարթման էսքիզը վերբեռնելու համար: Որպես տախտակ օգտագործեք «Arduino UNO» - ն: Հետևեք հրահանգներին այստեղ ՝

Քայլ 21. Խնդիրների վերացում

Սկզբնական ուժի մեջ մտնելիս դուք միշտ հաջողության կամ ձախողման նշաններ եք փնտրում և պատրաստ եք արագ անջատել տախտակը, եթե ամեն ինչ այնպես չի ընթանում, ինչպես և սպասվում էր: Մի՛ կորցրեք սիրտը, եթե հաջողությունը անհապաղ չէ: Իմ աշխատաժողովներում ես փորձում եմ խրախուսել.

• Համբերություն, սա միշտ չէ, որ հեշտ է, բայց սովորաբար արժե այն:
• Համառություն, դուք չեք լուծի խնդիրը, եթե հանձնվեք:
• Դրական վերաբերմունք, դուք կարող եք դա պարզել, նույնիսկ եթե դրա համար օգնության կարիք ունեք:

Երբ ես պայքարում եմ խնդրի հետ, ես միշտ ինքս ինձ ասում եմ, որ որքան դժվար է լուծելը, այնքան ավելի մեծ վարձատրություն կամ ուսուցում կլինի այն լուծելու համար:

Հաշվի առնելով դա ՝ սկսեք պարզ իրերից

• Ստուգեք տախտակի հետևի զոդման հոդերը ՝ ռետուշելով ցանկացած հոդ, որը կասկածելի է թվում:
• Ստուգեք, որ IC չիպերը ճիշտ կողմնորոշված են, և որ ոչ մի հոսանք չի ծալվում, երբ տեղադրվում է:
• Միացված է կարմիր LED- ը Եթե ոչ, ստուգեք հոսանքի jumper- ի և USB զոդի միացումները:
• Ստուգեք, որ բևեռայնություն ունեցող այլ բաղադրիչները ճիշտ կողմնորոշված լինեն:
• Փնտրեք այլ հուշումներ, ինչպիսիք են սխալի հաղորդագրությունները կամ բաղադրիչները տաքանում են:

Եթե դեռ խնդիրներ ունեք, օգնություն խնդրեք: Ես գրում եմ Instructables, քանի որ ուզում եմ սովորեցնել և օգնել սովորել ցանկացողներին: Լավ նկարագրեք, թե որոնք են ախտանիշները և ինչ քայլեր եք ձեռնարկել սխալներ գտնելու համար: Տախտակի առջևի և հետևի բարձրորակ լուսանկարը նույնպես կարող է օգնել: Երբեք մի հանձնվիր. Յուրաքանչյուր պայքար դաս է: