UDuino: Συμβατός πίνακας ανάπτυξης Arduino με πολύ χαμηλό κόστος: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:38

Οι πίνακες Arduino είναι εξαιρετικοί για την πρωτοτυπία. Ωστόσο, γίνονται αρκετά ακριβά όταν έχετε πολλά ταυτόχρονα έργα ή χρειάζεστε πολλούς πίνακες ελεγκτών για ένα μεγαλύτερο έργο. Υπάρχουν μερικές εξαιρετικές, φθηνότερες εναλλακτικές λύσεις (Boarduino, Freeduino), αλλά το κόστος συνεχίζει να αυξάνεται όταν τα χρειάζεστε πολλά. Αυτός είναι ένας τρόπος, μετά από περίπου 25-30 $ αρχική επένδυση, για να χτίσετε υποστρώματα συμβατά με Arduino κάτω των 10 $ με πολύ λίγα επένδυση επιπλέον χρόνου στο καθένα. Σημειώστε ότι η βασική ιδέα εδώ (Arduino σε ένα breadboard) έχει γίνει εδώ και αρκετό καιρό (π.χ. οδηγίες ITP Arduino Breadboard). Ωστόσο, οι οδηγίες κατασκευής και χρήσης του προσαρμογέα καλωδίου βοηθούν στην απόλυτη ελαχιστοποίηση του αριθμού εξαρτημάτων για κάθε πυρήνα. Αυτό το έργο απαιτεί γνώσεις συγκόλλησης και βασικών ηλεκτρονικών και θα πρέπει να έχετε τουλάχιστον κάποια εμπειρία ήδη με την ανάπτυξη Arduino. Δεν το προτείνω ως πρώτο έργο ηλεκτρονικής. είδος βασικού αναλυτή λογικής. Το ανέπτυξα για την αντιμετώπιση προβλημάτων συνδέσμων επικοινωνίας. Χρειάζεται μια διεπαφή gui, αλλά αμφιβάλλω ότι θα το αντιμετωπίσω σύντομα. Εξακολουθεί να είναι χρήσιμο στα σωστά χέρια. Προστέθηκε 06-23-09: Θα ήθελα να επισημάνω τα RBBB από τη σύγχρονη συσκευή για όποιον θέλει κάτι με κόλληση, αλλά και εξαιρετικά φθηνό-ειδικά αν παίρνετε γυμνά σανίδια και αγοράζετε μέρη χύμα. Επίσης το USB-BUB τους είναι μια φθηνότερη εναλλακτική λύση στο καλώδιο FT232.

Βήμα 1: Συλλέξτε εξαρτήματα για τον προσαρμογέα καλωδίου

Προτείνω να πάρετε εξαρτήματα από ένα μείγμα Mouser, Radio Shack και Ada Fruit Industries. δείτε το τελευταίο βήμα για πηγές ανταλλακτικών. Μη διστάσετε να αντικαταστήσετε εξαρτήματα από το junk box σας και με την αντίσταση/πυκνωτές μπορείτε να αποκλίνετε από τις τιμές και να συνεχίσετε να λειτουργείτε καλά (αντίσταση θα πρότεινα μεταξύ περίπου 3.3k και 20k. Πυκνωτές που γενικά δεν θα ήθελα πηγαίνετε για μικρότερες τιμές αλλά μεγαλύτερες έως περίπου.47uF θα πρέπει να είναι εντάξει).

Για τον προσαρμογέα καλωδίου θα χρειαστείτε: - μικρό κομμάτι πλακέτας υπολογιστή (8 οπές με 2 τρύπες) - πυκνωτή.1uf - κεφαλίδα διαστήματος 1x8.1 ", ευθεία - κεφαλίδα διαστήματος 1x8.1", ορθή γωνία - κάποια σύνδεση σύρμα

Βήμα 2: Κάντε τον προσαρμογέα καλωδίου προγραμματισμού

Κυρίως ο προσαρμογέας καλωδίου προγραμματισμού χρειάζεται μόνο να δρομολογήσει σήματα από το καλώδιο USB FTDI στις σωστές ακίδες στα τσιπ ATmega168. Ωστόσο, ο πυκνωτής προστίθεται σε ένα σύνολο ακίδων για να επιτρέψει στο λογισμικό Arduino να επαναφέρει τις μάρκες (ο πυκνωτής επιτρέπει έναν σύντομο παλμό να περάσει στην επαναφορά του τσιπ όταν το λογισμικό Arduino αναστρέψει τον πείρο RTS).

Για να ξεκινήσετε, κόψτε ένα κομμάτι πλακέτας υπολογιστή με 9 οπές κατά 2 τρύπες. Στη συνέχεια, κόψτε ένα σετ 8 ακίδων από την ευθεία ταινία κεφαλίδας και ένα σετ 8 ακίδων από την ταινία κεφαλίδας ορθής γωνίας (υποθέτοντας ότι αγοράσατε τις μεγαλύτερες λωρίδες). Δείτε την εικόνα των τμημάτων για να δείτε πώς θα πρέπει να καταλήξουν να μοιάζουν. Μέσα από τα παρακάτω βήματα, δείτε τις συνημμένες φωτογραφίες και τα διαγράμματα για τη σύνδεση των ακίδων. Τα διαγράμματα δείχνουν πολύ καλύτερα πού πρέπει να πάνε οι συνδέσεις, αλλά οι φωτογραφίες βοηθούν να διευκρινιστεί ο προσανατολισμός του πίνακα κ.λπ. Εάν έχετε ερωτήσεις, στείλτε μου μήνυμα και θα προσπαθήσω να διευκρινίσω οτιδήποτε δεν έχει νόημα. Αναποδογυρίστε την πλακέτα του υπολογιστή ανάποδα για να δείτε τον χαλκό γύρω από τις τρύπες, με μία από τις μακριές πλευρές προς το μέρος σας. Εάν, όπως έκανα εδώ, χρησιμοποιήσατε ένα κομμάτι πλακέτας PC από την άκρη του πρωτοτύπου, προτείνω να τοποθετήσετε την πλευρά με το επιπλέον υλικό της σανίδας προς το μέρος σας. Περάστε το κάτω μέρος (κοντή πλευρά) της ευθείας κεφαλίδας μέσα από τις τρύπες που βρίσκονται πιο μακριά από εσάς, αφήνοντας μια τρύπα κενή στα αριστερά σας και κολλήστε τις καρφίτσες στη θέση τους (δείτε την εικόνα). Στη συνέχεια, σπρώξτε το κάτω μέρος (με την κάμψη) της κεφαλίδας ορθής γωνίας μέσα από τις κοντινότερες οπές, αφήνοντας πάλι κενή την τρύπα στα αριστερά και κολλήστε τις καρφίτσες στη θέση τους. Τραβήξτε τους αγωγούς πυκνωτή.1uf μέσα από τις κενές οπές στα αριστερά και κολλήστε τον πυκνωτή στη θέση του. Κόψτε τα καλώδια. Στη συνέχεια, συγκολλήστε καθένα από τα 2 καλώδια στον πινέλο κεφαλίδας που είναι πιο κοντά σε αυτόν. το ένα θα συνδεθεί στον αριστερό πείρο της ευθείας κεφαλίδας, το άλλο στον αριστερό πείρο της κεφαλίδας δεξιάς γωνίας. Το πιο εύκολο είναι πιθανώς να δημιουργήσετε απλώς μια γέφυρα συγκόλλησης (λιώστε αρκετή συγκόλληση για να ρέει μεταξύ του πείρου του πυκνωτή και του πείρου δίπλα του, όπως στην εικόνα). Εάν χρειάζεται, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα μικρό μήκος σύρματος και να το κολλήσετε σε κάθε μία από τις επαφές. Δημιουργήστε μια άλλη γέφυρα ή σύνδεση μεταξύ της 6ης και της 7ης καρφίτσας που είναι πιο κοντά σας (τρίτη και τέταρτη από τα δεξιά). Αυτό γίνεται για να συνδέσετε τον ακροδέκτη "CTS" του καλωδίου στη γείωση. Και δημιουργήστε μια άλλη γέφυρα συγκόλλησης/σύνδεση μεταξύ των δύο κεφαλίδων στη δεύτερη καρφίτσα στα δεξιά (συνδέστε την καρφίτσα που είναι πιο κοντά σας με αυτήν που βρίσκεται πιο μακριά, μόλις μία ακίδα από τα δεξιά). Αυτό συνδέει αυτό που θα είναι ο βραχυκυκλωτήρας VCC USB με τον πείρο VCC του τσιπ. Αυτή η σύνδεση τροφοδοσίας θα είναι ενεργή μόνο όταν είναι εγκατεστημένος ένας βραχυκυκλωτήρας. Χρησιμοποιήστε ένα μικρό μήκος σύρματος για να συνδέσετε τον πιο δεξιό πείρο που βρίσκεται πιο κοντά σε εσάς με τον πέμπτο πείρο πλησιέστερου σε εσάς (είναι πέμπτο είτε μετράει από τα δεξιά είτε από τα αριστερά). Αυτό θα συνδέσει +5 βολτ από το καλώδιο USB στον άλλο πείρο του συνδέσμου βραχυκυκλωτήρα. Τώρα συνδέστε ένα άλλο μικρό μήκος σύρματος μεταξύ του δεξιού πείρου της σειράς που βρίσκεται πιο μακριά από εσάς στον 3ο από τον δεξιό πείρο στη σειρά που βρίσκεται πιο κοντά σας. Αυτό συνδέει τη γείωση του καλωδίου με τη γείωση του τσιπ. Δύο ακόμη σύντομα καλώδια για προσθήκη: ένα από το δεύτερο από το αριστερό πείρο στην κεφαλίδα δεξιάς γωνίας στο τρίτο από το αριστερό πείρο στην ευθεία κεφαλίδα (σημείωση: αφού στις πιο αριστερές τρύπες έχει εγκατασταθεί ο πυκνωτής σε αυτά, θα είναι η τρίτη από την αριστερή τρύπα που είναι πιο κοντά σας στην τέταρτη από την αριστερή τρύπα στη σειρά που βρίσκεται πιο μακριά από εσάς). Το δεύτερο κοντό σύρμα θα περάσει ακριβώς πάνω από το πρώτο: από τον τρίτο από τον αριστερό πείρο στην κεφαλίδα δεξιάς γωνίας έως τον δεύτερο από τον αριστερό πείρο στην ευθεία κεφαλίδα (τέταρτη από την αριστερή τρύπα στον τρίτο -από την αριστερή τρύπα). Αυτά τα καλώδια συνδέουν τις ακίδες TX και RX του καλωδίου με αυτές του τσιπ. Δυστυχώς, η παραγγελία είναι αντίθετη στο καλώδιο από το τσιπ, γι 'αυτό πρέπει να έχουμε σταυρωμένα καλώδια. Τώρα απλά πρέπει να συνδέσετε το καλώδιο FTDI FT232RL, με το πράσινο σύρμα να συνδέεται με τον πείρο στα πιο αριστερά (το μαύρο καλώδιο θα συνδεθεί με τον τρίτο πείρο από τα δεξιά). Οι υπόλοιπες δύο ακίδες στα δεξιά είναι για άλτη. εάν ο βραχυκυκλωτήρας είναι εγκατεστημένος, η πλακέτα θα τροφοδοτείται από το καλώδιο USB, εξαλείφοντας την ανάγκη για μπαταρίες ή τροφοδοτικό. Αυτός ο βραχυκυκλωτήρας ΔΕΝ ΠΡΕΠΕΙ να συνδεθεί όταν είναι δυνατή η άλλη τροφοδοσία στην πλακέτα ή εάν είναι δυνατή η ζημιά σε κάτι (πλακέτα, καλώδιο, υπολογιστής). Αυτό είναι! Είστε έτοιμοι να φτιάξετε μερικούς πυρήνες uDuino για προγραμματισμό με το καλώδιο. (Όταν χρησιμοποιείτε τον προσαρμογέα προγραμματισμού, ο πείρος δίπλα στον πυκνωτή συνδέεται με τον πείρο 1 του τσιπ)

Βήμα 3: Αποφασίστε αν θα φτιάξετε απολύτως ελάχιστες σανίδες ή σανίδες με βάση εξωτερικούς ταλαντωτές

Η απόφαση για το αν θα κατασκευαστεί ένας πίνακας με ταλαντωτές βασίζεται σε μερικά πράγματα. Πρώτον, έχετε πρόσβαση σε έναν προγραμματιστή AVR και χρόνο να προγραμματίσετε έναν ειδικό bootloader στις μάρκες ATmega168; δύο, μπορείτε να κάνετε χωρίς ακριβή σειριακή επικοινωνία με το τσιπ; τρεις, η εφαρμογή σας είναι αρκετά χαμηλή, ώστε ο πίνακας να μπορεί να λειτουργεί μισός πιο γρήγορα και όλα θα λειτουργήσουν ακόμα καλά;

Τα τσιπ ATmega168 διαθέτουν εσωτερικό ταλαντωτή ο οποίος μπορεί να ενεργοποιηθεί. λειτουργεί στα 8mHz περίπου, που είναι η μισή ταχύτητα των περισσότερων πλακέτες Arduino (με εξαίρεση τα Lilypads). Ο εσωτερικός ταλαντωτής είναι εγγυημένος ότι βαθμονομείται εντός 10% (κάτι που δεν είναι αρκετά σφιχτό ανοχής για εγγυημένες καλές σειριακές επικοινωνίες). Από την εμπειρία μου, η βαθμονόμηση του εργοστασίου στα 5v ήταν πάντα καλή για τη μεταφόρτωση προγραμμάτων, αλλά YMMV. Δεν θα χρησιμοποιούσα τον εσωτερικό ταλαντωτή για σημαντικά πράγματα που πρέπει να μιλήσουν σειριακά, ωστόσο. Για τα blinkylights θα πρέπει να είναι μια χαρά όμως. Τα τσιπ Arduino με προεγκατεστημένο το bootloader που έχω βρει πάντα να τρέχουν στα 16mHz και αυτά θα απαιτούν εξωτερικό ταλαντωτή. Εάν δεν έχετε πρόσβαση σε προγραμματιστή AVR, πιθανότατα θα θέλετε να αγοράσετε ένα προφορτωμένο τσιπ Arduino. Προτείνω ιδιαίτερα την Ada Fruit Industries ως πηγή. Σημειώστε ότι οι ταλαντωτές δεν είναι πραγματικά τόσο ακριβοί (γενικά $ 0,50-$ 75 στο Mouser). είναι απλώς ένα άλλο μέρος που συχνά δεν είναι απαραίτητο, και η διάταξη των καρφιτσών είναι χάλια για πραγματικά καθαρές διατάξεις Arduino.

Βήμα 4: Εξωτερική κατασκευή ταμπλό με βάση τον ταλαντωτή

Συλλέξτε τα μέρη που θα χρειαστείτε:- Breadboard (μπορείτε, φυσικά, να το χτίσετε και απευθείας σε έναν προγεμισμένο πίνακα PC)- τσιπ ATmega168 με προφορτωμένο bootloader-. Πυκνωτή. 1uf (κεραμικό, πολυεστέρα κ.λπ. δεν έχει σημασία) πολύ. η τιμή.047uf-.47uf πρέπει να είναι καλή)- αντίσταση 10Κ (οι τιμές ~ 3.3k-20k πρέπει να λειτουργούν καλά)- κεραμικός ταλαντωτής 3 ακίδων 16mHz (κατά προτίμηση με μακρόστενο, π.χ. 1/2 ίντσα, αγωγούς)- Μικρά μήκη σύρμαΤοποθετήστε το ATmega168 στο breadboard, περιμετρικά στο κέντρο. Για καθεμία από τις ακόλουθες συνδέσεις, χρησιμοποιήστε την τρύπα σε κάθε ακίδα ATmega168 που είναι η πλησιέστερη στο τσιπ που είναι ανοιχτό. αυτό θα αφήσει την τελευταία τρύπα σε κάθε μία από τις σειρές 1-8 ανοιχτή για να συνδεθεί το καλώδιο προγραμματισμού. Συνδέστε τους πείρους 7 και 20 με μήκος σύρματος (VCC σε AVCC) Συνδέστε τους πείρους 8 και 22 με μήκος σύρματος (GND σε AGND) Συνδέστε την αντίσταση 10K από τον πείρο 1 στον πείρο 7 (RES σε VCC) Συνδέστε τον πυκνωτή.1uf από τον πείρο 7 στον ακροδέκτη 8 Συνδέστε τους εξωτερικούς πείρους του ταλαντωτή στις ακίδες 9 (XTAL1) και 10 (XTAL2) του ATmega168. Δεν έχει σημασία ποια από τις καρφίτσες συνδέεται με ποια καρφίτσα ATmega. Συνδέστε την κεντρική καρφίτσα του ταλαντωτή στην ακίδα 8 (GND) Εάν έχετε γραμμές διαύλου τροφοδοσίας στο ψωμί σας, προτείνω να συνδέσετε τη ράγα + (κόκκινη) στην καρφίτσα 20 και η σιδηροτροχιά (μπλε) στον πείρο 22. Αυτή είναι κάπως κακή μορφή (σύνδεση με την αναλογική πλευρά για συνδέσεις ρεύματος για άλλα πράγματα), αλλά αν το ψωμί σας έχει το ίδιο μέγεθος με το δικό μου, έχετε ήδη γεμίσει όλες τις διαθέσιμες τρύπες για τον πείρο 7. Αν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τροφοδοσία USB, μπορείτε απλά να συνδέσετε το καλώδιο προγραμματισμού και να ανεβάσετε σκίτσα στον πίνακα (βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τις ακίδες επιλογής ισχύος στον προσαρμογέα καλωδίου με έναν βραχυκυκλωτήρα για να τροφοδοτήσετε το τσιπ από USB). Διαφορετικά θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μπαταρία/ρυθμιστή τάσης/κλπ. για παροχή ρεύματος.

Βήμα 5: Internal Κατασκευή πίνακα εσωτερικού ταλαντωτή

Συλλέξτε τα μέρη που θα χρειαστείτε:- Breadboard- τσιπ ATmega168-. Πυκνωτής. 1uf (κεραμικός, πολυεστέρας κ.λπ. δεν έχει τόση σημασία. Η τιμή.047uf-.47uf πρέπει να είναι καλή)- αντίσταση 10K (τιμές ~ 3.3k- 20k θα λειτουργήσει καλά)- Μικρά μήκη καλωδίου Προγραμματίστε το πρόγραμμα εκκίνησης με τον προγραμματιστή AVR: Θα θέλετε να χρησιμοποιήσετε το bootloader του lilypad (περιλαμβάνεται στην έκδοση Arduino-0010, στο υλικό/bootloaders/lilypad). Χρησιμοποιώντας τον προγραμματιστή AVR, αναβοσβήνετε το πρόγραμμα εκκίνησης. Για παράδειγμα, στο σύστημα OSX μου: cd/Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C/Applications/Arduino-0010/ hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock: w: 0x3f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash: w: LilyPadBOOT_168.hex -Ulock: w: 0x0f: mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pme88 -Pusb -u -Χρήση: w: 0x00: m -Συνεργασία: w: 0xdd: m -Λάθος: w: 0xf2: m Ρυθμίστε το breadboard: Τοποθετήστε το ATmega168 στο breadboard, τοποθετώντας το κέντρο. Για καθεμία από τις ακόλουθες συνδέσεις, χρησιμοποιήστε το τρύπα σε κάθε καρφίτσα ATmega168 που είναι το πλησιέστερο στο τσιπ που είναι ανοιχτό. αυτό θα αφήσει την τελευταία τρύπα σε κάθε μία από τις σειρές 1-8 ανοιχτή για να συνδεθεί το καλώδιο προγραμματισμού. Συνδέστε τους πείρους 7 και 20 με μήκος σύρματος (VCC σε AVCC) Συνδέστε τους πείρους 8 και 22 με μήκος σύρματος (GND σε AGND) Συνδέστε την αντίσταση 10K από τον πείρο 1 στον πείρο 7 (RES σε VCC) *Συνδέστε τον πυκνωτή.1uf από τον πείρο 7 στον ακροδέκτη 8 Εάν έχετε γραμμές διαύλου τροφοδοσίας στο ψωμί σας, προτείνω να συνδέσετε τη ράγα + (κόκκινη) στην καρφίτσα 20 και η σιδηροτροχιά (μπλε) στον πείρο 22. Αυτή είναι κάπως κακή μορφή (συνδέεται με την αναλογική πλευρά για συνδέσεις ρεύματος για άλλα πράγματα), αλλά αν το ψωμί σας έχει το ίδιο μέγεθος με το δικό μου, έχετε ήδη γεμίσει όλες τις τρύπες διαθέσιμο για την καρφίτσα 7. Εάν σκοπεύετε να χρησιμοποιήσετε τροφοδοσία USB, μπορείτε τώρα απλά να συνδέσετε το καλώδιο προγραμματισμού και να ανεβάσετε σκίτσα στον πίνακα (βεβαιωθείτε ότι έχετε συνδέσει τις ακίδες επιλογής ισχύος στον προσαρμογέα καλωδίου με έναν βραχυκυκλωτήρα για να τροφοδοτήσετε το τσιπ από USB). Διαφορετικά θα χρειαστεί να χρησιμοποιήσετε μπαταρία/ρυθμιστή τάσης/κλπ. για παροχή ρεύματος. Σημειώστε ότι θα θέλετε να χρησιμοποιείτε πάντα 5v για προγραμματισμό μέσω λογισμικού Arduino. άλλες τάσεις θα προκαλέσουν σημαντική μεταβολή της ταχύτητας του ρολογιού και πιθανότατα θα προκαλέσει αποτυχία στην επικοινωνία (και συνεπώς τον προγραμματισμό). Όταν πηγαίνετε για να ανεβάσετε σκίτσα σε αυτό το στυλ του σκάφους που χρησιμοποιεί τον εσωτερικό ταλαντωτή, επιλέξτε "Lilypad Arduino" από το Tools/Board μενού.

2008 10-02 ΔΙΟΡΘΩΘΗΚΕ-τοποθετήθηκε λανθασμένα ως ακίδα 1 στην καρφίτσα 10 στο πρωτότυπο

Βήμα 6: Συνδέσεις για ανάπτυξη Arduino

Σημειώστε ότι οι ακίδες σε ένα ATmega168 δεν αντιστοιχούν προφανώς στα ονόματα Arduino.

atmega168 Arduino 2 Digital 0 3 Digital 1 4 Digital 2 5 Digital 3 6 Digital 4 11 Digital 5 12 Digital 6 13 Digital 7 14 Digital 8 15 Digital 9 16 Digital 10 17 Digital 11 18 Digital 12 19 Digital 13 23 Analog 0 24 Analog 1 25 Αναλογική 2 26 Αναλογική 3 27 Αναλογική 4 28 Αναλογική 5

Βήμα 7: Ορισμένες πηγές μέρους

Σημειώστε ότι δεν χρησιμοποίησα τους συγκεκριμένους πυκνωτές και κεφαλίδες που αναφέρονται παρακάτω σε αυτό το διδακτικό, οπότε η εμφάνισή τους μπορεί να διαφέρει ελαφρώς από τις οδηγίες εδώ. Εάν αντιμετωπίζετε προβλήματα, ενημερώστε με.- Καλώδιο USB FT232RL- Ποντίκι: κεφαλίδες.1 ", 36 ακίδες, ευθεία- διακόψτε 8 ακίδες για προσαρμογέα καλωδίου & χρησιμοποιήστε ανάπαυση για άλλα έργα- Ποντίκι:.1" κεφαλίδες, 36 ακίδες, ορθή γωνία- σπάστε 8 ακίδες για προσαρμογέα καλωδίου- Πίνακας υπολογιστή για προσαρμογέα καλωδίου- Συσκευή: 10K Resistors- Συσκευή:.1uF Πυκνωτές- ψωμί Pololu ή Ada Fruit- ATmega168 chips Mouser: unprogrammed or Ada Fruit: preprogrammed - Mouser: Ταλαντωτές 16Mhz