UDuino: Bảng phát triển tương thích Arduino chi phí rất thấp: 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:36

Bo mạch Arduino rất tốt cho việc tạo mẫu. Tuy nhiên, chúng khá đắt khi bạn có nhiều dự án đồng thời hoặc cần nhiều bảng điều khiển cho một dự án lớn hơn. Có một số lựa chọn thay thế tuyệt vời, rẻ hơn (Boarduino, Freeduino) nhưng chi phí vẫn tăng lên khi bạn cần nhiều chúng. đầu tư thêm thời gian cho mỗi. Lưu ý rằng ý tưởng cơ bản ở đây (Arduino trên breadboard) đã được thực hiện khá lâu (ví dụ: hướng dẫn ITP Arduino Breadboard); tuy nhiên, hướng dẫn xây dựng và sử dụng bộ chuyển đổi cáp ở đây giúp giảm thiểu tuyệt đối số lượng bộ phận cho mỗi lõi. Tôi không đề xuất đây là một dự án điện tử đầu tiên. Lưu ý: Tôi phát âm uDuino "moo DWEE noh" Đã thêm 02-05-08: (dành cho những người khá nâng cao) Một trong những công cụ tôi đã xây dựng với đây là công cụ nắm bắt logic - một loại máy phân tích logic cơ bản. Tôi đã phát triển điều này để khắc phục sự cố liên kết thông tin liên lạc. Cần một giao diện gui, nhưng tôi nghi ngờ rằng tôi sẽ sớm sử dụng nó bất cứ lúc nào. Vẫn còn hữu ích trong tay phải. các bộ phận với số lượng lớn. Ngoài ra, USB-BUB của họ là một lựa chọn thay thế rẻ hơn cho cáp FT232.

Bước 1: Thu thập các bộ phận cho Bộ điều hợp cáp

Tôi đề nghị lấy các bộ phận từ hỗn hợp Mouser, Radio Shack và Ada Fruit Industries; xem bước cuối cùng để biết các nguồn bộ phận. Mặc dù vậy, hãy thoải mái thay thế các bộ phận từ hộp rác của bạn và với điện trở / tụ điện, bạn có thể lệch một cách so với các giá trị mà vẫn có mọi thứ hoạt động tốt (điện trở tôi đề xuất trong khoảng 3,3k đến 20k; các tụ điện nói chung tôi không muốn đi cho các giá trị nhỏ hơn nhưng lớn hơn lên đến khoảng.47uF sẽ ổn).

Đối với bộ điều hợp cáp, bạn sẽ cần: - một bit nhỏ của bảng PC (8 lỗ x 2 lỗ) - tụ điện.1uf - tiêu đề khoảng cách 1x8.1 ", thẳng - tiêu đề khoảng cách 1x8.1", góc vuông - một số kết nối dây điện

Bước 2: Tạo bộ điều hợp cáp lập trình

Chủ yếu bộ điều hợp cáp lập trình chỉ cần định tuyến tín hiệu từ cáp USB FTDI đến các chân bên phải trên chip ATmega168; tuy nhiên tụ điện được thêm vào một bộ chân để cho phép phần mềm Arduino thiết lập lại các chip (tụ điện cho phép một xung ngắn đi qua để đặt lại chip khi phần mềm Arduino lật chân RTS).

Để bắt đầu, hãy cắt một miếng ván PC có 9 lỗ bằng 2 lỗ. Sau đó, ngắt một bộ 8 chân từ dải tiêu đề ghim thẳng và một bộ 8 chân từ dải tiêu đề góc bên phải (giả sử bạn đã mua các dải dài hơn). Xem hình ảnh các bộ phận để biết những thứ này sẽ trông như thế nào. Thông qua các bước sau, vui lòng xem cả hình ảnh đính kèm và sơ đồ để kết nối các chân. Các sơ đồ hiển thị tốt hơn nhiều nơi các kết nối cần đi, nhưng các bức ảnh giúp làm rõ hướng bảng mạch, v.v. Nếu bạn có câu hỏi, vui lòng gửi thư cho tôi và tôi sẽ cố gắng làm rõ bất kỳ điều gì không hợp lý. Lật ngược bảng PC để bạn có thể nhìn thấy đồng xung quanh các lỗ, với một trong các cạnh dài về phía bạn. Nếu, giống như tôi đã làm ở đây, bạn sử dụng một miếng bảng PC từ cạnh của bản gốc, tôi khuyên bạn nên đặt cạnh có vật liệu bảng bổ sung về phía bạn. Chọc đáy (cạnh ngắn) của tiêu đề thẳng qua các lỗ xa bạn nhất, để trống một lỗ bên trái và hàn các chốt vào vị trí (xem hình). Sau đó chọc phần dưới cùng (phía có phần uốn cong) của tiêu đề góc phải qua các lỗ gần bạn nhất, một lần nữa để trống lỗ bên trái và hàn các chốt vào đúng vị trí. Chọc các dây dẫn của tụ điện.1uf qua các lỗ trống bên trái và hàn tụ điện tại chỗ. Cắt bỏ dây dẫn. Sau đó, hàn mỗi trong số 2 đầu dẫn đến chân tiêu đề gần nó nhất; một sẽ kết nối với chốt ngoài cùng bên trái của tiêu đề thẳng, chốt kia với chốt ngoài cùng bên trái của tiêu đề góc phải. Đơn giản nhất có lẽ là chỉ cần tạo một cầu hàn (làm chảy đủ chất hàn để chảy giữa chân tụ điện và chân bên cạnh nó, như trong hình). Nếu cần, bạn có thể sử dụng một đoạn dây dài ngắn và hàn nó vào từng điểm tiếp xúc. Tạo một cầu hàn khác hoặc kết nối giữa các chân thứ 6 và 7 gần bạn nhất (thứ ba và thứ tư từ bên phải). Điều này là để kết nối chân "CTS" của cáp với mặt đất. Và tạo một cầu hàn / kết nối khác giữa hai tiêu đề ở chân thứ hai ở bên phải (kết nối chân gần nhất với bạn với chân xa hơn, chỉ cách một chân so với bên phải). Điều này kết nối những gì sẽ là jumper nguồn VCC USB với chân VCC của chip. Kết nối nguồn này sẽ chỉ hoạt động khi một jumper được lắp đặt. Sử dụng một đoạn dây ngắn để nối chốt gần bạn nhất bên phải với chốt gần bạn thứ năm (nó là thứ năm cho dù tính từ bên phải hay bên trái). Điều này sẽ kết nối +5 volt từ cáp USB với chân khác của đầu nối jumper. Bây giờ kết nối một đoạn dây ngắn khác giữa chốt ngoài cùng bên phải ở hàng xa bạn nhất với chốt thứ 3 từ chốt bên phải ở hàng gần bạn nhất. Điều này kết nối mặt đất của cáp với mặt đất của chip. Thêm hai dây ngắn nữa: một dây từ chốt thứ hai từ bên trái trên tiêu đề góc bên phải đến chân thứ ba từ bên trái trên tiêu đề thẳng (lưu ý: vì các lỗ ngoài cùng bên trái có lắp tụ điện trong chúng, nó sẽ là lỗ thứ ba từ trái sang gần bạn nhất và lỗ thứ tư từ trái trong hàng xa bạn nhất). Dây ngắn thứ hai sẽ bắt chéo bên phải qua dây thứ nhất: từ chốt thứ ba từ-trái trên tiêu đề góc bên phải đến chốt thứ hai từ-trái trên tiêu đề thẳng (lỗ thứ tư từ trái sang lỗ thứ ba - lỗ từ bên trái). Các dây này kết nối các chân TX và RX của cáp với các chân của chip. Thật không may, thứ tự ngược lại trên cáp từ chip, đó là lý do tại sao chúng ta cần phải có dây chéo. Bây giờ bạn chỉ cần cắm cáp FTDI FT232RL vào, với dây màu xanh lá cây được kết nối với chân ở xa nhất bên trái (dây màu đen sẽ kết nối với chân thứ ba từ bên phải). Hai chân còn lại ở bên phải dành cho một jumper; nếu jumper được lắp đặt, bo mạch sẽ được cấp nguồn từ cáp USB, loại bỏ nhu cầu sử dụng pin hoặc nguồn điện. KHÔNG ĐƯỢC kết nối jumper này khi nguồn điện khác được kết nối với bo mạch hoặc có thể làm hỏng thứ gì đó (bo mạch, cáp, máy tính). Đó là nó! Bạn đã sẵn sàng tạo một số lõi uDuino để lập trình với cáp. (Khi sử dụng bộ điều hợp lập trình, chân bên cạnh tụ điện kết nối với chân 1 của chip)

Bước 3: Quyết định xem nên tạo bo mạch tối thiểu tuyệt đối hay bo mạch dựa trên bộ dao động bên ngoài

Quyết định có nên xây dựng một bảng dao động dựa trên một số điều. Một, bạn có quyền truy cập vào một lập trình viên AVR và thời gian để lập trình một bộ nạp khởi động đặc biệt trên các chip ATmega168 của bạn không? hai, bạn có thể làm gì mà không có giao tiếp nối tiếp chính xác với chip không? thứ ba, ứng dụng của bạn có tác động đủ thấp để bo mạch có thể chạy nhanh bằng một nửa và mọi thứ vẫn hoạt động tốt không?

Chip ATmega168 có bộ dao động bên trong có thể được kích hoạt; nó chạy ở khoảng 8mHz, bằng một nửa tốc độ của hầu hết các bo mạch Arduino (ngoại trừ Lilypad). Bộ dao động bên trong được đảm bảo được hiệu chuẩn trong phạm vi 10% (không đủ dung sai đủ chặt để đảm bảo truyền thông nối tiếp tốt). Theo kinh nghiệm của tôi, hiệu chuẩn nhà máy ở 5v luôn tốt cho việc tải lên các chương trình, nhưng YMMV. Tuy nhiên, tôi sẽ không sử dụng bộ dao động nội bộ cho những điều quan trọng cần nói nối tiếp. Đối với đèn nháy thì nó sẽ ổn thôi. Các chip Arduino với bộ nạp khởi động được tải sẵn mà tôi thấy luôn chạy ở tốc độ 16mHz và những chip này sẽ yêu cầu bộ dao động bên ngoài. Nếu bạn không có quyền truy cập vào một lập trình viên AVR, có thể bạn sẽ muốn mua một chip Arduino được tải sẵn. Tôi thực sự đề nghị Ada Fruit Industries là một nguồn. Lưu ý rằng các bộ dao động thực sự không đắt như vậy (thường là $ 0,5 - $. 75 tại Mouser); chúng chỉ là một phần khác thường không cần thiết và bố cục ghim sẽ không phù hợp với các bố cục Arduino có breadboarded thực sự sạch sẽ.

Bước 4: Xây dựng bảng dựa trên bộ dao động bên ngoài

Thu thập các bộ phận bạn sẽ cần: - Breadboard (tất nhiên bạn cũng có thể xây dựng nó ngay trên bảng PC đã được xếp sẵn) - Chip ATmega168 với bộ nạp khởi động được tải sẵn - tụ điện.1uf (gốm, polyester, v.v. không thành vấn đề nhiều; giá trị.047uf-.47uf nên ổn) - Điện trở 10K (giá trị ~ 3,3k-20k nên hoạt động tốt) - Bộ dao động gốm 3 chân 16mHz (tốt nhất là với dây dài, ví dụ 1/2 inch, dây dẫn) - Độ dài ngắn của wire Đặt ATmega168 trong breadboard, phân dải ở giữa. Đối với mỗi kết nối sau, hãy sử dụng lỗ ở mỗi chân ATmega168 là chân gần nhất với chip đang mở; Điều này sẽ để lại lỗ cuối cùng trong mỗi hàng từ 1-8 mở cho cáp lập trình cắm vào. Kết nối chân 7 và 20 với chiều dài dây (VCC với AVCC) Kết nối chân 8 và 22 với chiều dài dây (GND tới AGND) Kết nối điện trở 10K từ chân 1 đến chân 7 (RES đến VCC) Kết nối tụ điện.1uf từ chân 7 đến chân 8 Kết nối các chân bên ngoài của bộ dao động với chân 9 (XTAL1) và 10 (XTAL2) của ATmega168. Không quan trọng chân nào kết nối với chân ATmega. Kết nối chân trung tâm của bộ dao động với chân 8 (GND) Nếu bạn có đường dây bus nguồn trên breadboard, tôi khuyên bạn nên kết nối + rail (màu đỏ) với chân 20 và - rail (màu xanh lam) đến chân 22. Đây là hình thức hơi xấu (kết nối với mặt tương tự để kết nối nguồn cho những thứ khác), nhưng nếu breadboard của bạn có cùng kích thước với của tôi, bạn đã lấp đầy tất cả các lỗ có sẵn cho chân 7. Nếu bạn định sử dụng nguồn USB, bây giờ bạn có thể chỉ cần cắm cáp lập trình và tải các bản phác thảo lên bảng (đảm bảo kết nối các chân chọn nguồn trên bộ chuyển đổi cáp với một jumper để cấp nguồn cho chip từ USB). Nếu không, bạn sẽ cần sử dụng pin / bộ điều chỉnh điện áp / v.v. để cung cấp điện.

Bước 5: HOẶC Xây dựng bảng dao động nội bộ

Thu thập các bộ phận bạn sẽ cần: - Bo mạch chủ - chip ATmega168- Tụ điện.1uf (gốm, polyester, v.v. không quan trọng lắm; giá trị.047uf-.47uf sẽ ổn) - Điện trở 10K (giá trị ~ 3.3k- 20k nên hoạt động tốt) - Độ dài dây ngắn Lập trình Bootloader với lập trình AVR của bạn: Bạn sẽ muốn sử dụng bootloader lilypad (đi kèm với phiên bản Arduino-0010, trong phần cứng / bootloaders / lilypad). Sử dụng bộ lập trình AVR của bạn, flash bộ nạp khởi động. Ví dụ: trên hệ thống OSX của tôi: cd / Applications / Arduino-0010 / hardware / bootloaders / lilypadPATH = $ {PATH}: / Applications / Arduino-0010 / hardware / tools / avr / binavrdude -C / Applications / Arduino-0010 / phần cứng / công cụ / avr / etc / avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock: w: 0x3f: mavrdude -C /Application/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash: w: LilyPadBOOT_168.hex -Ulock: w: 0x0f: mavrdude -C /Application/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ufuse: w: 0x00: m -Uhfuse: w: 0xdd: m -Ulfuse: w: 0xf2: mThiết lập breadboard: Đặt ATmega168 vào breadboard, phân dải trung tâm. Đối với mỗi kết nối sau, hãy sử dụng lỗ ở mỗi chân ATmega168 gần nhất với chip đang mở; Điều này sẽ để lại lỗ cuối cùng trong mỗi hàng từ 1-8 mở cho cáp lập trình cắm vào. Kết nối chân 7 và 20 với chiều dài dây (VCC với AVCC) Kết nối chân 8 và 22 với chiều dài dây (GND tới AGND) Kết nối điện trở 10K từ chân 1 đến chân 7 (RES đến VCC) * Kết nối tụ điện.1uf từ chân 7 đến chân 8 Nếu bạn có đường dây bus nguồn trên bảng mạch của mình, tôi khuyên bạn nên kết nối + thanh ray (màu đỏ) với chân 20 và - rail (màu xanh lam) đến chân 22. Đây là hình thức hơi xấu (kết nối với mặt tương tự để kết nối nguồn cho những thứ khác), nhưng nếu breadboard của bạn có cùng kích thước với của tôi, bạn đã lấp đầy tất cả các lỗ có sẵn cho chân 7. Nếu bạn định sử dụng nguồn USB, bây giờ bạn có thể chỉ cần cắm cáp lập trình và tải các bản phác thảo lên bảng (đảm bảo kết nối các chân chọn nguồn trên bộ chuyển đổi cáp với một jumper để cấp nguồn cho chip từ USB). Nếu không, bạn sẽ cần sử dụng pin / bộ điều chỉnh điện áp / v.v. để cung cấp điện. Lưu ý rằng bạn sẽ muốn luôn sử dụng 5v để lập trình thông qua phần mềm Arduino; các điện áp khác sẽ làm cho tốc độ đồng hồ thay đổi đáng kể và có thể gây ra giao tiếp (và do đó lập trình) không thành công. thực đơn.

2008 10-02 CỐ ĐỊNH - đã được đặt không chính xác làm chân 1 thành chân 10 trong bản gốc

Bước 6: Kết nối để phát triển Arduino

Lưu ý rằng các chân trên ATmega168 không ánh xạ rõ ràng với tên Arduino.

atmega168 Arduino 2 Kỹ thuật số 0 3 Kỹ thuật số 1 4 Kỹ thuật số 2 5 Kỹ thuật số 3 6 Kỹ thuật số 4 11 Kỹ thuật số 5 12 Kỹ thuật số 6 13 Kỹ thuật số 7 14 Kỹ thuật số 8 15 Kỹ thuật số 9 16 Kỹ thuật số 10 17 Kỹ thuật số 11 18 Kỹ thuật số 12 19 Kỹ thuật số 13 23 Tương tự 0 24 Tương tự 1 25 Tương tự 2 26 Tương tự 3 27 Tương tự 4 28 Tương tự 5

Bước 7: Một số nguồn phần

Lưu ý rằng tôi không sử dụng các tụ điện & tiêu đề cụ thể được liệt kê bên dưới trong tài liệu hướng dẫn này, vì vậy hình thức của chúng có thể hơi khác so với hướng dẫn ở đây. Nếu bạn có bất kỳ sự cố nào, vui lòng cho tôi biết. - Cáp USB FT232RL- Mouser:. 1 "đầu cắm khoảng cách, 36 chân, thẳng - ngắt 8 chân cho bộ chuyển đổi cáp và sử dụng phần còn lại cho các dự án khác- Mouser:.1" khoảng cách đầu cắm, 36 chân, góc vuông - ngắt 8 chân cho bộ chuyển đổi cáp- Bảng PC cho bộ chuyển đổi cáp- Mouser: Điện trở 10K- Mouser:.1uF Tụ điện- breadboards Pololu hoặc Ada Fruit- Chip ATmega168 Mouser: chưa được lập trình hoặc Ada Fruit: được lập trình trước - Mouser: Bộ tạo dao động 16Mhz