DIY Arduino үйлесімді клоны: 21 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:25

Arduino - бұл Жаратушының арсеналындағы ең жақсы құрал. Сіз өзіңіздің жеке құрылысыңызды жасай білуіңіз керек! Жобаның алғашқы күндерінде, шамамен 2005, конструкция барлық тесік бөліктерден тұрды және байланыс RS232 сериялық кабелі арқылы болды. Файлдар әлі де бар, сондықтан сіз өзіңіз жасай аласыз, ал менде, бірақ көптеген компьютерлерде ескі сериялық порттар жоқ.

Arduino USB нұсқасы көп ұзамай пайда болды және жобаның сәттілігіне үлкен үлес қосты, себебі ол оңай қосылу мен байланысқа мүмкіндік берді. Алайда, бұл қымбатқа түсті: FTDI байланыс чипі тек жер үсті қаптамасында болды. Бұл үшін жоспарлар әлі де бар, бірақ беттік дәнекерлеу жаңадан бастаушылардың көпшілігінен асып түседі.

Жаңа Arduino тақталарында USB (Леонардо) орнатылған 32U4 чиптері немесе USB үшін бөлек Atmel чиптері (UNO) қолданылады, екеуі де бізді жер үсті аумағында қалдырады. Бір сәтте қауіпті құрылғылардың «TAD» болды, ол USB үшін саңылау PIC қолданды, бірақ мен олардың желісінде ештеңе таба алмадым.

Сонымен біз осындамыз. Мен жаңадан бастаушы Джеди Найт сияқты өзінің Arduino (жеңіл қылыш) жасай алатынына сенімдімін. «Неғұрлым өркениетті дәуірден берік қару». Менің шешімім: жер үсті қаптамасын пайдаланып, тесік арқылы FTDI чипін жасаңыз! Бұл маған жер бетін орнатуға және қалған жобаны тесік арқылы DIY ретінде ұсынуға мүмкіндік береді! Мен оны Open Source KiCad -те жасадым, сондықтан сіз дизайн файлдарын зерттей аласыз, оларды өзгерте аласыз және өзіңіздің жеке нұсқаңызды айналдыра аласыз.

Егер сіз бұл ақымақ идея деп ойласаңыз немесе жер үсті дәнекерлеуді ұнатсаңыз, менің Леонардо Клонымды қараңыз, әйтпесе оқыңыз…

1 -қадам: Бөлшектер мен жабдықтар

Толық материалдық есепшот https://github.com/aspro648/Arduino/tree/master/D… мекен -жайында орналасқан.

Оның бірегей бөліктері - біреуі Arduino үшін, екіншісі FTDI чипіне арналған схемалар. Сіз OSH Park -ті өзіңізге дайындауға немесе дизайн файлдарын сүйікті тақтайшаңызбен бірге пайдалануға болады.

Бұл жобаға арналған жинақ Tindie.com сайтында бар. Жинақты сатып алу сізге әр түрлі жеткізушілерден тапсырыс берудің уақытын және шығынын үнемдейді және ПХД тапсырысының ең төменгі сыйлықақысын болдырмайды. Ол сонымен қатар сізге сыналған жер үсті FDTI чипін және алдын ала жыпылықтаған Atmega ұсынады.

Құралдар мен жабдықтар: Менің шеберханаларым үшін мен сізге SparkFun's Beginner's ToolKit қолданамын, ол сізге қажет нәрсенің көп бөлігін қамтиды:

• Пісіру темірі.
• Дәнекер
• Сым қысқыштары
• Тоқуды кетіру (қажет емес, бірақ сіз ешқашан білмейсіз).

2 -қадам: Ханымдар мен мырзалар, үтіктеуді бастаңыз

Мен сізге дәнекерлеуді үйретпеймін. Міне менің сүйікті бірнеше бейнебаяндар, олар маған қарағанда әлдеқайда жақсы көрсетеді:

• Кэрри Анн «Geek Girl Diaries» журналынан.
• Адафруттағы Колин

Жалпы алғанда:

• Жібек экран белгілерін қолдана отырып, ПХД -дағы орынды табыңыз.
• Аяқ ізіне сәйкес келу үшін компонент сымдарын бүгіңіз.
• Сымдарды дәнекерлеңіз.
• Сымдарды кесіңіз

3 -қадам: резисторлар

Резисторлардан бастайық, себебі олар ең көп, ең төменгі орын және дәнекерлеу оңай. Олар ыстыққа төзімді және сіздің техникаңызды жақсартуға мүмкіндік береді. Олардың полярлығы да жоқ, сондықтан оларды кез келген жолмен қоюға болады.

• Тақтада бірнеше жерде орналасқан 10K Ом (қоңыр - қара - қызғылт -алтын) үштен бастаңыз (суретті қараңыз). Бұл белсенді түрде төмен тартылмаса, сигналды 5В-да сақтайтын «тартылатын» резисторлар.
• Жоғарғы сол жақ бұрышта 22 Ом жұбы (қызыл - қызыл - қара - алтын) орналасқан. Бұл USB байланыс схемасының бөлігі.
• Келесіде 470 Ом жұп (сары, күлгін, қоңыр, алтын) төмен. Бұл RX/TX светодиодтары үшін ток шектейтін резисторлар.
• Жалғыз 4.7K ом (сары, күлгін, қызыл, алтын). FTDI VCC сигналына арналған тақ доп.
• Ақырында, 1K ом жұбы (қоңыр, қара, қызыл, алтын). Бұл қуат пен D13 жарықдиодты үшін шектеулі ток резисторлары (330 Ом жұмыс істейді, бірақ мен оларға тым жарқын емес).

4 -қадам: диод

Келесіде біз тізбекті қуат ұясынан кері токтан қорғайтын диод бар. Көптеген, бірақ барлық компоненттер кері полярлыққа нашар әсер етеді.

Оның полярлығы бар, ол бір шетінде күміс таспамен белгіленген.

Оны жібек экрандағы таңбамен және дәнекермен сәйкестендіріңіз.

5 -қадам: кернеу реттегіші (5В)

Екі кернеу реттегіші бар, олардың негізгісі - 7805, ол он екі вольтты ұядан 5 вольтке дейін реттейді, бұл Atmega 328 -ге қажет. Басып шығарылған тақтада жылуды кетіруге көмектесетін үлкен мыс ерекшеліктері бар. Артқы жағы тесікке жартылай тураланған тесік тақтайға тиіп, орнына дәнекерленген етіп сымдарды бүгіңіз.

6 -қадам: розеткалар

Розеткалар IC чиптерін дәнекерлемей салуға және шығаруға мүмкіндік береді. Мен оларды сақтандыру деп санаймын, себебі олар арзан және жарылған микросхеманы ауыстыруға немесе артқа салса, IC -ны қайта бағыттауға мүмкіндік береді. Оларда чиптің бағытын көрсету үшін бір ұшы бар, сондықтан оны жібек экранға сәйкестендіріңіз. Екі түйреуішті дәнекерлеңіз, содан кейін қалған түйреуіштерді дәнекерлемес бұрын оның дұрыс бекітілгенін тексеріңіз.

7 -қадам: түйме

Әдетте, Arduino чипі өшіп қалса немесе қайта іске қосу қажет болса, оны қайта іске қосу үшін қалпына келтіру түймесі болады. Сіздікі сол жақ жоғарғы бұрышта. Оны орнында басып, дәнекерлеңіз.

8 -қадам: жарықдиодты шамдар

Күйді көрсететін бірнеше жарық диоды бар. Жарық диодтарының полярлығы бар. Ұзын аяқ - бұл анод немесе позитивті, және дөңгелек тақтада «+» белгісі бар. Қысқа аяқ катод немесе теріс болып табылады және квадрат тақтасында жүреді.

Түс ерікті, бірақ мен әдетте қолданамын:

• Чип байланысқан немесе бағдарламаланған кезде жыпылықтайтын RX/TX үшін сары.
• Оқиғаларды көрсету үшін бағдарлама қолданатын D13 жарық диоды үшін жасыл түс.
• 5 вольтты көрсететін қызыл түс USB немесе қуат ұясы арқылы қол жетімді.

9 -қадам: керамикалық конденсаторлар

Керамикалық конденсаторлардың полярлығы жоқ.

Қуатты тегістейтін конденсаторлар, әдетте, микросхемалардан қуат көзінен өтпелі уақытты жою үшін қолданылады. Мәндер әдетте компоненттің деректер парағында көрсетіледі.

Біздің дизайндағы әрбір IC чипінде қуатты тегістеуге арналған 0.1uF конденсаторы бар.

3,3 вольтты реттегіш айналасында қуатты тегістеуге арналған екі 1uF конденсаторы бар.

Сонымен қатар, бағдарламалық қамтамасыз етуді қалпына келтіру функциясының уақытына көмектесетін 1uF конденсаторы бар.

10 -қадам: электролиттік конденсаторлар

Электролиттік конденсаторлардың полярлығы бар, олар сақталуы керек. Олар әдетте керамикалық конденсаторларға қарағанда үлкенірек мәнге ие, бірақ бұл жағдайда бізде 7805 реттегіштің айналасында қуатты тегістеуге арналған 0,33 uF конденсаторы бар.

Құрылғының ұзын аяғы оң және «+» белгіленген төртбұрышты тақтаға кіреді. Егер олар артқа қойылса, олар «поп» болады, сондықтан оны дұрыс алыңыз немесе сізге ауыстыру қажет болады.

11 -қадам: 3.3 Кернеу реттегіші

Atmega чипі 5 вольтпен жұмыс жасаса, FTDI USB чипі дұрыс жұмыс істеу үшін 3,3 вольтты қажет етеді. Мұны қамтамасыз ету үшін біз MCP1700 қолданамыз және оған өте аз ток қажет болғандықтан, ол 7805 сияқты үлкен TO-220 пакетінің орнына транзисторлар сияқты шағын TO-92-3 пакетінде болады.

Құрылғының беті тегіс. Оны жібек экранға сәйкестендіріңіз және компоненттің биіктігін тақтайдан шамамен төрттен бір дюймге дейін реттеңіз. Дәнекер орнында.

12 -қадам: тақырыптар

Arduino -ның әдемілігі - бұл стандартты із мен түйреуіш. Тақырыптар қажет болған жағдайда қиын конфигурацияларды тез өзгертуге мүмкіндік беретін «қалқандарды» қосуға мүмкіндік береді.

Мен әдетте әр тақырыптың бір түйреуішін дәнекерлеймін, содан кейін қалған түйреуіштерді дәнекерлеу алдында туралауды тексеремін.

13 -қадам: резонатор

Atmega чиптерінде әр түрлі жиілікте 8 МГц -ке дейін жұмыс істей алатын ішкі резонатор бар. Уақыттың сыртқы көзі чиптің 20 МГц -ке дейін жұмыс істеуіне мүмкіндік береді, бірақ стандартты Arduino 16 МГц жиілігін қолданады, бұл түпнұсқалық дизайнда қолданылатын Atmega8 чиптерінің максималды жылдамдығы болды.

Көптеген Arduino кристалдарын қолданады, олар дәлірек, бірақ олар қосымша конденсаторларды қажет етеді. Мен резонаторды қолдануға шешім қабылдадым, ол көптеген жұмыстарға жеткілікті дәл. Оның полярлығы жоқ, бірақ мен әдетте сыртқы таңбамен бетпе -бет келемін, сондықтан қызықты өндірушілер сізге стандартты қондырғы орнатылғанын айтады.

14 -қадам: сақтандырғыш

Arduino -ның көпшілігінде сақтандырғыштар жоқ, бірақ үйренетін кез -келген өндіруші жиі (кем дегенде менің жағдайда) заттарды қате байланыстырады. Қайта орнатылатын қарапайым сақтандырғыш чипті ауыстыруды қажет ететін «сиқырлы түтінді» шығармауға көмектеседі. Бұл сақтандырғыш тым көп ток тартылған кезде ашылады және ол суыған кезде өзін қалпына келтіреді. Оның полярлығы жоқ, ал аяқтарындағы қисықтар оны тақтаның үстінде ұстайды.

15 -қадам: тақырыптар

Тағы екі тақырып, олардың бірі ер түйреуіштері бар. USB коннекторының жанында үш түйреуіш бар, олар USB қуаты мен ұяны секіргіш арқылы ауыстыруға мүмкіндік береді. БҰҰ-да мұны автоматты түрде жасау мүмкіндігі бар, бірақ мен оны тесік түрінде қайталай алмадым.

Екінші тақырып-алты жүйелі «жүйелік бағдарламалауда» тақырыбы. Бұл қажет болған жағдайда сыртқы бағдарламашыны Atmega бағдарламасын қайта бағдарламалауға қосуға мүмкіндік береді. Егер сіз менің жинағымды сатып алсаңыз, чипке микробағдарлама жүктелген немесе Atmega розеткадан шығарылып, тікелей бағдарламалау ұясына орналастырылуы мүмкін, сондықтан бұл тақырып сирек қолданылады, сондықтан міндетті емес.

16 -қадам: Қуат ұясы

Сыртқы қуатты қосу үшін USB орнына стандартты 5,5 х 2,1 мм ұяны пайдалануға болады. Бұл «Вин» деп белгіленген түйреуішті береді және 5 вольтты құрайтын 7805 кернеу реттегішін қуаттандырады. Орталық түйреуіш оң және кіріс 35 В дейін болуы мүмкін, дегенмен 12В әдеттегі.

17 -қадам: USB

Леонардо сияқты жаңа Arduino USB шағын қосылымын пайдаланады, бірақ бастапқы USB B байланысы берік және арзан, және сізде көптеген кабельдер болуы мүмкін. Екі үлкен табақша электрмен қосылмаған, бірақ механикалық беріктікке дәнекерленген.

18 -қадам: чиптер

Чиптерді орнату уақыты келді. Бағытты тексеріңіз. Егер розетка артқы жағында болса, чиптің жібек экран белгілеріне сәйкес келетініне көз жеткізіңіз. Біз жұмыс жасаған бағытта төменгі екі чип төңкерілген.

Чипті аяқтары ұстағыштарға сәйкес келетін етіп салыңыз. IC -лер өндірістен аяқтары сәл жайылған күйде келеді, сондықтан оларды тігінен бүгу керек. Бұл әдетте сіз үшін менің жинақтарымда жасалады. Бағытқа сенімді болғаннан кейін, чиптің екі жағын ақырын басыңыз. Аяқтардың кездейсоқ бүктелмегеніне көз жеткізіңіз.

19 -қадам: жүктеуші жүктеледі

Жүктеуші - бұл USB арқылы кодты оңай жүктеуге мүмкіндік беретін чиптің кішкене бөлігі. Ол алғашқы бірнеше секундта жаңартуларды іздеуді қосады, содан кейін қолданыстағы кодты іске қосады.

Arduino IDE жыпылықтайтын микробағдарламаны жеңілдетеді, бірақ оған сыртқы бағдарламашы қажет. Мен AVR бағдарламашысын қолданамын және сізге бұл үшін жиынтықты сатамын. Егер сізде бағдарламашы болса, сізге Arduino қажет емес, өйткені сіз чипті тікелей бағдарламалай аласыз. Балапан мен жұмыртқаның түрі.

Тағы бір нұсқа - жүктеушісі бар Atmega сатып алу:

Мен сізге Arduino -ның ресми нұсқауларын көрсетемін, өйткені егер біз мұқият болмасақ, ол жеке нұсқаулыққа айналуы мүмкін:

20 -қадам: Power Jumper орнатыңыз және қосыңыз

Қуат секіргіш - бұл USB немесе қуат ұясынан 5 вольт арасындағы қуат көзін таңдаудың қолмен әдісі. Стандартты Arduino автоматты түрде ауысатын схемаға ие, бірақ мен оны тесік бөлшектері арқылы оңай жүзеге асыра алмадым.

Егер секіргіш орнатылмаса, онда қуат жоқ. Егер сіз ұяны таңдап, оған ештеңе қосылмаса, онда қуат жоқ. Сондықтан сізде қуат бар -жоғын көрсететін қызыл жарық диоды бар.

Бастапқыда сіз Arduino USB арқылы байланысатынын көргіңіз келеді, сондықтан секіргішті осы параметрге қойыңыз. Arduino компьютеріңізге сағаттарда мұқият қосыңыз. Егер сізде «танылмаған USB құрылғысы» болса, оны ажыратып, ақаулықтарды жоюды бастаңыз.

Әйтпесе, негізгі жыпылықтау нобайын жүктеу үшін Arduino IDE пайдаланыңыз. Тақта ретінде «Arduino UNO» пайдаланыңыз. Мына нұсқауларды орындаңыз:

21 -қадам: ақауларды жою

Алғашқы қосылу кезінде сіз әрқашан табыстың немесе сәтсіздіктің белгілерін іздейсіз және егер бәрі ойдағыдай болмаса, тақтаны тез ажыратуға дайынсыз. Егер сәттілік бірден келмесе, жүрегіңізді жоғалтпаңыз. Менің шеберлік сабақтарымда мен ынталандыруға тырысамын:

• Шыдамдылық, бұл әрқашан оңай емес, бірақ әдетте тұрарлық.
• Табандылық, егер сіз бас тартсаңыз, сіз мәселені шеше алмайсыз.
• Позитивті көзқарас, сіз мұны анықтай аласыз, тіпті сізге көмек қажет болса да.

Мен қандай да бір проблемамен күрескен кезде, мен әрқашан өзіме айтамын, оны шешу қаншалықты қиын болса, оны шешкен сайын сыйақы да, білім де соғұрлым жоғары болады.

Осыны ескере отырып, қарапайым нәрселерден бастаңыз:

• Тақтаның артқы жағындағы дәнекерлеу қосылыстарын тексеріңіз, күдікті болып көрінетін кез келген түйіспеге ретушь жасаңыз.
• IC чиптерінің дұрыс бағытта екенін және кірістіру кезінде сымдардың ешқайсысы бүктелмегенін тексеріңіз.
• Қосылған кезде қызыл жарық диод қосулы ма? Олай болмаған жағдайда, қуат қосқышы мен USB дәнекерлеу қосылыстарын тексеріңіз.
• Полярлығы бар басқа компоненттердің дұрыс бағытталғанын тексеріңіз.
• Қате туралы хабарлар немесе компоненттердің қызуы сияқты басқа да кеңестерді іздеңіз.

Егер сіз әлі де қиындыққа тап болсаңыз, көмек сұраңыз. Мен нұсқаулықтар жазамын, себебі мен үйреткім келеді және үйренгісі келетіндерге көмектескім келеді. Симптомдардың не екенін және қателерді табу үшін қандай қадамдар жасағаныңыз туралы жақсы сипаттама беріңіз. Тақтаның алдыңғы және артқы жағындағы жоғары ажыратымдылықтағы фотосуреттер де көмектесе алады. Ешқашан берілме. Әр күрес - сабақ.