Bo mạch tương thích Arduino: 13 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Bạn có thống trị công nghệ Arduino không? Nếu bạn không thống trị nó có lẽ là bởi vì nó đang thống trị bạn.

Biết Arduino là bước đầu tiên để bạn tạo ra nhiều loại công nghệ khác nhau, vì vậy bước đầu tiên là bạn phải thành thạo toàn bộ hoạt động của một bảng Arduino.

Trong Tài liệu hướng dẫn này, bạn sẽ học từng bước để nắm vững mạch điện hoàn chỉnh của một bảng tương thích Arduino.

Do đó, mục đích của chúng tôi là hướng dẫn cách bạn có thể sản xuất Bảng tương thích Arduino của riêng mình với cùng kích thước và kích thước của Arduino UNO thông qua dự án với Bảng tương thích JLCPCB Arduino $ 2.

Sau đây, chúng tôi sẽ cung cấp tất cả các hóa đơn tài liệu và giải thích cách hoạt động của mạch và cấu tạo Bảng tương thích Arduino PCB của chúng tôi bằng Phần mềm EasyEDA.

Quân nhu

• 01 x Crystal 16 MHz
• Tụ gốm 02 x 22pF
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x Tụ điện ly tâm 0,1 uF
• 02 x Tụ điện ly tâm 0,33 uF
• 01 x Đầu nối Jack 2.1 mm
• 01 x Tụ gốm 100nF
• 04 x Điện trở 1kR
• 01 x Điện trở 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x Đầu ghim 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Diode 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Đầu ghim 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Nút chuyển đổi 6x6x5 mm

Bước 1: Chi phối sơ đồ điện tử Arduino UNO

Bước đầu tiên để thống trị công nghệ Arduino là biết Sơ đồ điện tử Arduino. Từ mạch điện tử này, chúng ta sẽ tìm hiểu cách hoạt động của bảng Arduino và cách xây dựng Bảng tương thích Arduino của riêng chúng tôi.

Sau đây, chúng tôi sẽ trình bày toàn bộ dự án về Bảng tương thích Arduino.

Trong Mạch điện tử Arduino, có một số mạch quan trọng, được trình bày dưới đây:

• Nguồn cấp;
• Đặt lại mạch;
• Lập trình vi mạch;
• Mạch Dao động;
• Mạch của Vi điều khiển ATMEGA328P;
• Bộ phát tín hiệu mạch nguồn LED;
• Đầu nối cho các chân Atmega328P.

Dựa trên các mạch, chúng tôi sẽ xây dựng Bảng tương thích Arduino.

Bước 2: Sơ đồ điện tử của bảng tương thích Arduino

Mạch điện tử của bảng tương thích Arduino được trình bày dưới đây. Mạch này có các phần sau:

• Nguồn cấp;
• Đặt lại mạch;
• Lập trình vi mạch;
• Mạch Dao động;
• Mạch của Vi điều khiển ATMEGA328P;
• Bộ phát tín hiệu mạch nguồn LED;
• Đầu nối cho các chân Atmega328P.

Sau đây, chúng tôi sẽ trình bày cách hoạt động của từng phần của mạch này.

Bước 3: Mạch nguồn điện

Mạch Nguồn được sử dụng để cấp nguồn cho toàn bộ bảng mạch tương thích Arduino. Mạch này cung cấp 3 điện áp khác nhau: Điện áp đầu vào, 5V và 3.3V tại các chân kết nối của thẻ tương thích Arduino.

Mạch này có thể được cấp nguồn với điện áp từ 7V đến 12V, tuy nhiên, chúng tôi khuyên bạn nên cung cấp tối đa là 9V.

Sau khi cấp nguồn cho mạch bằng giắc cắm 2,1 mm, điện áp đầu vào sẽ đi qua 2 mạch ổn áp.

Điện áp được điều chỉnh bởi IC AMS1117 5V và IC AMS1117 3.3V. IC AMS1117 5V được sử dụng để cung cấp điện áp điều chỉnh 5V để cấp nguồn cho Vi điều khiển ATMEGA328P. Trong khi AMS1117 CHIP được sử dụng để cung cấp điện áp 3,3V trên đầu nối bo mạch, nó sẽ cấp nguồn cho một số mô-đun và cảm biến sử dụng giá trị điện áp này để hoạt động.

Bước 4: Đặt lại và mạch dao động

Mạch reset bao gồm một nút và một điện trở được kết nối với chân 1 của Vi điều khiển ATMEGA328P. Khi nhấn nút, chân đặt lại sẽ nhận được nguồn điện áp 0V. Bằng cách này, Bộ vi điều khiển được thiết lập lại theo cách thủ công bằng nút.

Bây giờ, mạch dao động bao gồm một tinh thể và hai tụ gốm như được hiển thị trong sơ đồ điện tử được trình bày.

Bước 5: Sơ đồ điện tử ATMEGA328P

Mạch ATMEGA328P được hiển thị trong hình trên. Để Vi điều khiển ATMEGA32P hoạt động, cần có ba điều sau:

• Đặt lại mạch
• Mạch dao động tinh thể 16MHz;
• Mạch Nguồn 5V.

Mạch Reset và Bộ tạo dao động đã được trình bày trước đây, cuối cùng, nguồn cung cấp 5V được lấy từ đầu ra điện áp của bộ điều chỉnh điện áp 5V AMS1117. Anh ta chịu trách nhiệm điều chỉnh điện áp và cung cấp năng lượng cho Vi điều khiển ATMEGA328P.

Bây giờ chúng tôi sẽ trình bày mạch lập trình CHIP ATMEGA328P và đèn LED báo hiệu trên mạch.

Bước 6: Mạch lập trình CHIP ATMEGA328P và đèn LED báo hiệu trong mạch

Trong Bảng tương thích Arduino này không có cổng USB. Theo cách này, chúng tôi sẽ sử dụng mô-đun Bộ chuyển đổi USB-TTL.

Mô-đun được sử dụng để lập trình ATMEGA328P là FT232RL. Mô-đun này được sử dụng vì nó có chân DTR. Thông qua mô-đun này, chúng tôi sẽ kết nối nó trong một chân đực tiêu đề và lập trình ATMEGA328P thông qua 5 chân.

Các chân được sử dụng để lập trình là VCC (+ 5V), GND, RX, TX và DTR.

Ngoài mạch này, có một đèn LED báo hiệu trong mạch. Đèn LED này được sử dụng để báo hiệu khi bo mạch tương thích arduino của bạn được bật nguồn.

Khi bảng mạch được cấp điện, điện áp của bộ điều chỉnh điện áp 5V AMS1117 đến đèn LED này và nó được đóng điện.

Cuối cùng, chúng ta có các đầu nối bảng tương thích với Arduino.

Bước 7: Đầu nối và hình dạng Arduino UNO

Để tạo trải nghiệm người dùng tốt với bảng tương thích Arduino, chúng tôi đã sử dụng hình dạng tương tự như bảng Arduino UNO.

Như có thể thấy, tất cả các chân của Vi điều khiển được kết nối theo Hình dạng Arduino UNO. Bằng cách này, bảng mạch in của chúng ta sẽ có hình dạng của Arduino UNO như đã nói ở trên.

Thông qua hình dạng, người dùng sẽ có trải nghiệm tốt tương tự như Arduino UNO.

Vì vậy, với sơ đồ điện tử này, chúng tôi đã tạo ra dự án của bảng mạch in.

Bước 8: Dự án bảng mạch in

Để tạo ra Bảng tương thích Arduino, dự án này đã được phát triển thông qua Môi trường dự án PCB EasyEDA.

Bằng cách này, tất cả các thành phần được tổ chức và sau cùng, các dấu vết được tạo ra. Do đó, PCB được trình bày ở trên đã được tạo ra với hình dạng tương tự như Arduino UNO như đã nói ở trên.

Trong các Hình trên, bảng mạch được trình bày trong mô hình giản đồ 2D và 3D của nó.

Cuối cùng, sau khi bảng mạch được tạo ra, các tệp Gerber đã được tạo và vận chuyển để sản xuất tại công ty Bảng mạch điện tử JLCPCB.

Bước 9: Bảng mạch in tương thích Arduino

Trên đây là kết quả của Bảng mạch in tương thích Arduino. Như có thể thấy, bảng mạch in có chất lượng tốt và nguyên mẫu hoạt động mà không có vấn đề gì.

Sau khi đánh giá tất cả các mạch của bảng mạch in, chúng tôi lắp ráp các thành phần bảng mạch in trong PCB.

Bước 10: Lắp ráp bảng mạch in

Bảng tương thích Arduino rất dễ lắp ráp các thành phần. Như có thể thấy trong cấu trúc của nó, nó có 29 thành phần để hàn trong cấu trúc của bạn. Theo cách này, chỉ có 27 thành phần được lắp ráp thông qua Pin Through Hole. Do đó, 93,1% các thành phần được sử dụng trong bo mạch này có thể được hàn cho bất kỳ người dùng nào.

2 thành phần SMD còn lại rất dễ hàn vào bề mặt PCB.

Bằng cách này, có thể sử dụng PCB này để dạy sinh viên về cách xây dựng Bảng tương thích Arduino của riêng bạn và sản xuất các hoạt động khác.

Cuối cùng, chúng tôi sẽ xây dựng hộp của chúng tôi thông qua cắt laser để bao quanh Bảng tương thích Arduino của chúng tôi.

Bước 11: Hộp bao quanh cho bảng tương thích Arduino

Hộp cắt laser được thiết kế để lưu trữ mạch Arduino và bảo vệ nó. Hộp này có thể được làm bằng vật liệu Tấm sợi hoặc Acrylic có mật độ trung bình và phải được làm bằng một vật liệu.

Để sản xuất hộp bao vây, chúng tôi sử dụng Phần mềm Maker Case trực tuyến. Do đó, thông qua phần mềm này có thể chèn các thông số như chiều rộng, chiều cao và chiều sâu.

Cuối cùng, chúng tôi có bảng mạch in của chúng tôi trong bao vây.

Bước 12: Tải xuống tệp của bảng tương thích Arduino

Trường hợp bạn cần tải các tệp PCB để sản xuất PCB của mình, bạn có thể tải các tệp theo liên kết sau:

Tải xuống dự án tệp PCB

Bước 13: Lời cảm ơn

Cảm ơn JLCPCB đã cung cấp Dự án nguồn mở bảng mạch tương thích PCB Arduino để sản xuất bài viết này.