UDuino: ძალიან დაბალი ღირებულების Arduino თავსებადი განვითარების დაფა: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:20

Arduino დაფები შესანიშნავია პროტოტიპისთვის. თუმცა, ისინი საკმაოდ ძვირი ხდებიან, როდესაც თქვენ გაქვთ მრავალი პარალელური პროექტი ან გჭირდებათ დიდი კონტროლერი უფრო დიდი პროექტისათვის. არსებობს რამდენიმე დიდი, იაფი ალტერნატივა (Boarduino, Freeduino), მაგრამ ხარჯები მაინც იმატებს მაშინ, როდესაც ბევრი მათგანი დაგჭირდებათ. ეს არის გზა, დაახლოებით $ 25-$ 30 საწყისი ინვესტიციის შემდეგ, $ 10 Arduino- თან თავსებადი დაფების ასაშენებლად ძალიან ცოტა დამატებითი დროის ინვესტიცია თითოეულზე. გაითვალისწინეთ, რომ ძირითადი იდეა აქ (Arduino on breadboard) უკვე საკმაოდ დიდი ხანია კეთდება (მაგ. ITP Arduino Breadboard ინსტრუქცია); თუმცა საკაბელო ადაპტერის აგება და გამოყენების ინსტრუქცია აქ აბსოლუტურად ამცირებს თითოეული ნაწილის ნაწილების რაოდენობას. ეს პროექტი მოითხოვს შედუღების და ძირითადი ელექტრონიკის ცოდნას და თქვენ უნდა გქონდეთ მინიმუმ გამოცდილება Arduino– ს შემუშავებაში. მე არ ვთავაზობ ამას, როგორც ელექტრონიკის პირველ პროექტს. შენიშვნა: მე გამოვთქვამ uDuino "moo DWEE noh" დამატებულია 02-05-08: (საკმაოდ მოწინავე ხალხისთვის) ერთ-ერთი ინსტრუმენტი, რომელიც ამით ავაშენე, არის ლოგიკის გადაღების ინსტრუმენტი- ერთგვარი ძირითადი ლოგიკური ანალიზატორი. მე შევიმუშავე ეს საკომუნიკაციო კავშირების პრობლემის მოსაგვარებლად. სჭირდება გუის ინტერფეისი, მაგრამ ეჭვი მეპარება, რომ მას მალე შევეგუები. ჯერ კიდევ სასარგებლოა მარჯვენა ხელში. დამატებულია 06-23-09: მინდა აღვნიშნო RBBB თანამედროვე მოწყობილობიდან ყველასთვის, ვისაც სურს რაიმე შედუღებული, მაგრამ ასევე სუპერ იაფი-განსაკუთრებით თუ შიშველ დაფებს იღებთ და ყიდულობთ ნაწილები ნაყარი. ასევე მათი USB-BUB არის იაფი ალტერნატივა FT232 კაბელისთვის.

ნაბიჯი 1: შეაგროვეთ ნაწილები საკაბელო ადაპტერისთვის

მე ვთავაზობ ნაწილების მიღებას Mouser, Radio Shack და Ada Fruit Industries ნარევიდან; იხილეთ ბოლო ნაბიჯი ნაწილების წყაროებისთვის. თავისუფლად შეცვალეთ ნაწილები თქვენი უსარგებლო ყუთიდან, ხოლო რეზისტორთან/კონდენსატორებთან ერთად შეგიძლიათ გადახრათ ღირებულებებისგან და მაინც კარგად იმუშაოთ (რეზისტორი მე გირჩევთ დაახლოებით 3.3k– დან 20k– მდე; კონდენსატორებს მე საერთოდ არა წავიდეთ მცირე მნიშვნელობებზე, მაგრამ უფრო დიდი დაახლოებით.47uF უნდა იყოს კარგი).

საკაბელო ადაპტერისთვის დაგჭირდებათ: - მცირე ზომის კომპიუტერის დაფა (8 ხვრელი 2 ხვრელით) -.1uf კონდენსატორი - 1x8.1 "ინტერვალის სათაური, სწორი - 1x8.1" ინტერვალის სათაური, სწორი კუთხე - ზოგიერთი დამაკავშირებელი მავთული

ნაბიჯი 2: შექმენით პროგრამირების საკაბელო ადაპტერი

ძირითადად პროგრამირების საკაბელო ადაპტერს სჭირდება მხოლოდ სიგნალების გადატანა FTDI USB კაბელიდან ATmega168 ჩიპების მარჯვენა ქინძისთავებზე; თუმცა კონდენსატორი ემატება ქინძისთავების ერთ კომპლექტს, რომელიც საშუალებას აძლევს Arduino პროგრამულ უზრუნველყოფას გადატვირთოს ჩიპები (კონდენსატორი საშუალებას იძლევა მოკლე პულსი გადავიდეს ჩიპის გადატვირთვისას, როდესაც Arduino პროგრამული უზრუნველყოფა გადააქცევს RTS პინს).

დასაწყებად, გაჭერით კომპიუტერის დაფის ნაჭერი 9 ხვრელით 2 ხვრელით. შემდეგ გათიშეთ 8 ქინძისთავის ნაკრები სწორი სათაურის სათაურის ზოლიდან, ხოლო 8 ქინძისთავის ნაკრები მარჯვენა კუთხის სათაურის ზოლიდან (ვარაუდობენ, რომ თქვენ იყიდეთ გრძელი ზოლები). იხილეთ ნაწილების სურათი, რომ ნახოთ როგორი უნდა იყოს ეს. შემდეგი ნაბიჯების საშუალებით იხილეთ თანდართული ფოტოები და დიაგრამები ქინძისთავების დასაკავშირებლად. დიაგრამები ბევრად უკეთესად ჩანს, თუ სად უნდა წავიდეს კავშირები, მაგრამ ფოტოსურათები ხელს უწყობს დაფის ორიენტაციის გარკვევას და ა.შ. გადაატრიალეთ კომპიუტერის დაფა თავდაყირა, ასე რომ თქვენ ხედავთ სპილენძს ხვრელების გარშემო, ერთ – ერთი გრძელი მხარე თქვენსკენ. თუ, როგორც მე აქ გავაკეთე, თქვენ გამოიყენეთ კომპიუტერის დაფის ნაჭერი ორიგინალის პირიდან, მე გირჩევთ გვერდით მოათავსოთ დაფის დამატებითი მასალა თქვენსკენ. გაუშვით სწორი სათაურის ქვედა ნაწილი (მოკლე მხარე) თქვენგან ყველაზე შორს მდებარე ხვრელებში, დატოვეთ ერთი ხვრელი მარცხნივ და მიამაგრეთ ქინძისთავები ადგილზე (იხ. სურათი). შემდეგ მარჯვენა კუთხის სათაურის ქვედა ნაწილი (მოსახვევთან ერთად) თქვენთან უახლოეს ხვრელებში, კვლავ დატოვეთ მარცხენა ხვრელი ცარიელი და მიამაგრეთ ქინძისთავები ადგილზე. ამოიღეთ.1uf კონდენსატორის გამტარიანობა მარცხენა მხარეს ცარიელ ხვრელებში და შეაერთეთ კონდენსატორი ადგილზე. მოჭრილი ლიდერობს. შემდეგ შეაერთეთ თითოეული 2 სათაური თავთან ყველაზე ახლოს; ერთი დაუკავშირდება სწორი სათაურის მარცხენა პინს, მეორე კი მარჯვენა კუთხის სათაურის მარცხენა პინს. უადვილესი ალბათ არის უბრალოდ შესადუღებელი ხიდის შექმნა (დნება საკმარისი გამაგრება, რათა მიედინება კონდენსატორის საყრდენსა და მის გვერდით მყოფს შორის, როგორც სურათზეა). საჭიროების შემთხვევაში შეგიძლიათ გამოიყენოთ მოკლე სიგრძის მავთული და შეაერთოთ იგი თითოეულ კონტაქტზე. შექმენით კიდევ ერთი შემაერთებელი ხიდი ან კავშირი მე –6 და მე –7 ქინძისთავებს შორის თქვენთან ახლოს (მესამე და მეოთხე მარჯვნივ). ეს არის კაბელის "CTS" პინთან დასაკავშირებლად მიწასთან. და შექმენით კიდევ ერთი შემაერთებელი ხიდი/კავშირი ორ სათაურს შორის მეორე პინზე მარჯვნივ (შეაერთეთ თქვენთან ყველაზე ახლოს მდებარე პინი შორს, მარჯვნივ მხოლოდ ერთი პინით). ეს აკავშირებს იმას, რაც იქნება VCC USB დენის ჯუმპერი ჩიპის VCC პინთან. ეს დენის კავშირი აქტიური იქნება მხოლოდ მაშინ, როდესაც დამონტაჟებულია ჯუმპერი. გამოიყენეთ მოკლე სიგრძის მავთული, რომ დააკავშიროთ თქვენთან ყველაზე ახლოს მყოფი პინი მეხუთე უახლოეს პინთან (ეს მეხუთეა თუ ითვლის მარჯვნივ ან მარცხნივ). ეს დააკავშირებს +5 ვოლტს USB კაბელიდან ჯუმბერის კონექტორის სხვა პინთან. ახლა დააკავშირეთ მავთულის კიდევ ერთი მოკლე სიგრძე, რომელიც მდებარეობს თქვენგან ყველაზე შორს მიმავალ რიგის მარჯვენა საყრდენს შორის მე –3 რიგის მარჯვენა პინში თქვენთან ყველაზე ახლოს. ეს აკავშირებს კაბელის მიწას ჩიპის მიწასთან. კიდევ ორი მოკლე მავთულის დასამატებლად: ერთი მეორე მარცხენა პინიდან მარჯვენა კუთხის სათაურში მესამე მარცხენა პინზე პირდაპირ სათაურზე (შენიშვნა: ვინაიდან ყველაზე მარცხენა ხვრელებში დამონტაჟებულია კონდენსატორი, ეს იქნება მესამე-მარცხენა ხვრელი თქვენთან ყველაზე ახლოს მეოთხე-მარცხენა ხვრელში ზედიზედ თქვენგან ყველაზე შორს). მეორე მოკლე მავთული გადაკვეთს პირველს: მესამედან მარცხნიდან, მარჯვენა კუთხის სათაურზე, მეორე მარცხენა პინზე პირდაპირ სათაურზე (მეოთხე მარცხენა ხვრელიდან მესამეზე) -მარცხენა ხვრელიდან). ეს მავთულები აკავშირებს კაბელის TX და RX ქინძისთავებს ჩიპთან. სამწუხაროდ შეკვეთა საპირისპიროა კაბელზე ჩიპიდან, რის გამოც ჩვენ გვჭირდება გადაკვეთილი მავთულები. ახლა თქვენ უბრალოდ უნდა შეაერთოთ FTDI FT232RL კაბელი, მწვანე მავთული უკავშირდება პინს ყველაზე შორს მარცხნივ (შავი მავთული დაუკავშირდება მესამე პინს მარჯვენა მხრიდან). დანარჩენი ორი ქინძისთავი მარჯვნივ არის მხტუნავებისათვის; თუ ჯუმპერი დამონტაჟებულია, დაფა იკვებება USB კაბელიდან, გამორიცხავს ბატარეების ან კვების ბლოკის საჭიროებას. ეს მხტუნავი არ უნდა იყოს დაკავშირებული მაშინ, როდესაც სხვა დენი დაკავშირებულია დაფაზე ან შესაძლებელია რაიმე დაზიანდეს (დაფა, კაბელი, კომპიუტერი). Ის არის! თქვენ მზად ხართ გააკეთოთ uDuino ბირთვი საკაბელო პროგრამირებისთვის. (პროგრამირების ადაპტერის გამოყენებისას, კონდენსატორის გვერდით არსებული პინი უკავშირდება ჩიპის 1 პინს)

ნაბიჯი 3: გადაწყვიტეთ გააკეთოთ თუ არა აბსოლუტურად მინიმალური დაფები, თუ გარე ოსცილატორზე დაფები

გადაწყვეტილება იმის შესახებ, აშენდება თუ არა ოსცილატორზე დაფა დაფუძნებულია რამდენიმე საკითხზე. ერთი, გაქვთ თუ არა წვდომა AVR პროგრამისტთან და დრო გაქვთ სპეციალური ჩატვირთვის პროგრამირება თქვენს ATmega168 ჩიპებზე? ორი, შეგიძლია ჩიპთან ზუსტი სერიული კომუნიკაციის გარეშე? სამი, თქვენი განაცხადი იმდენად დაბალია, რომ დაფას შეუძლია იმუშაოს ნახევრად სწრაფად და ყველაფერი მაინც კარგად იმუშაოს?

ATmega168 ჩიპებს აქვთ შიდა ოსცილატორი, რომლის ჩართვაც შესაძლებელია; ის მუშაობს დაახლოებით 8 მჰც სიხშირით, რაც Arduino დაფების უმეტესობის სიჩქარის ნახევარია (ლილიპადების გარდა). შიდა ოსცილატორი გარანტირებულია 10% -მდე (რაც არ არის საკმარისად მკაცრი ტოლერანტობა გარანტირებული კარგი სერიული კომუნიკაციებისთვის). ჩემი გამოცდილებით, ქარხნის დაკალიბრება 5 ვ ყოველთვის კარგი იყო პროგრამების ასატვირთად, მაგრამ YMMV. მე არ გამოვიყენებ შიდა ოსცილატორს იმ მნიშვნელოვანი საქმეებისთვის, რომელთაც სერიული საუბარი სჭირდება. მოციმციმე შუქებისთვის ეს კარგად უნდა იყოს. Arduino ჩიპები ჩამტვირთავი წინასწარ ჩატვირთული, რომელიც მე აღმოვაჩინე, რომ ყოველთვის მუშაობს 16 მჰც სიხშირით და ამას დასჭირდება გარე ოსცილატორი. თუ თქვენ არ გაქვთ წვდომა AVR პროგრამისტზე, თქვენ ალბათ გსურთ შეიძინოთ წინასწარ ჩატვირთული Arduino ჩიპი. მე უაღრესად გირჩევთ ადა ხილის ინდუსტრიებს, როგორც წყაროს. გაითვალისწინეთ, რომ ოსცილატორები ნამდვილად არ არის ისეთი ძვირი (ზოგადად $.50-. $ 75 Mouser– ში); ისინი მხოლოდ სხვა ნაწილია, რომელიც ხშირად არ არის საჭირო და ქინძისთავების განლაგება ნამდვილად სუფთაა პურის დაფაზე არდუინოს განლაგებისთვის.

ნაბიჯი 4: გარე ოსცილატორზე დაფუძნებული დაფის აგება

შეაგროვეთ ის ნაწილები, რომლებიც დაგჭირდებათ:- პურის დაფა (თქვენ, რა თქმა უნდა, შეგიძლიათ ააწყოთ ის პირდაპირ წინასწარ დაფარული კომპიუტერის დაფაზეც)- ATmega168 ჩიპი ჩამტვირთავი ჩამტვირთვით წინასწარ დატვირთული-.1uf კონდენსატორით (კერამიკული, პოლიესტერი და ა.შ. ბევრი; მნიშვნელობა.047uf-.47uf უნდა იყოს ჯარიმა)- 10K რეზისტორი (ღირებულებები ~ 3.3k-20k უნდა მუშაობდეს კარგად)- 16mHz 3-პინიანი კერამიკული ოსცილატორი (სასურველია გრძელი, მაგ. 1/2 ინჩი, ლიდერი)- მოკლე სიგრძე მოათავსეთ ATmega168 breadboard- ში, ცენტრში. თითოეული შემდეგი კავშირისთვის გამოიყენეთ ხვრელი თითოეულ ATmega168 პინზე, რომელიც ყველაზე ახლოს არის ღია ჩიპთან; ეს დატოვებს ბოლო ხვრელს თითოეულ სტრიქონში 1-8 ღია პროგრამირების კაბელის ჩასართავად. დააკავშირეთ პინ 7 და 20 მავთულის სიგრძით (VCC AVCC) დააკავშირეთ პინი 8 და 22 სიგრძის მავთულით (GND AGND) შეაერთეთ 10K რეზისტორი pin 1 – დან pin 7 – მდე (RES– დან VCC– მდე) დააკავშირეთ.1uf კონდენსატორი pin– დან pin– დან 8 – მდე დააკავშირეთ ოსტელატორის გარე ქინძისთავები ATmega168– ის 9 (XTAL1) და 10 (XTAL2) ქინძისთავებთან. არ აქვს მნიშვნელობა რომელი ქინძისთავები უკავშირდება რომელ ATmega პინს. შეაერთეთ ოსცილატორის ცენტრალური პინი პინ 8 -თან (GND) თუ თქვენ გაქვთ დენის ავტობუსი ხაზები თქვენს პურის დაფაზე, მე გირჩევთ დააკავშიროთ + სარკინიგზო (წითელი) პინ 20 -თან და სარკინიგზო (ლურჯი) პინ 22 -ზე. ეს გარკვეულწილად ცუდი ფორმაა (სხვა მოწყობილობებთან დენის კავშირებისათვის ანალოგიურ მხარესთან დაკავშირება), მაგრამ თუ თქვენი პურის დაფა იგივე ზომისაა, როგორც მე, თქვენ უკვე შეავსეთ ყველა არსებული ხვრელი პინ 7. თუ თქვენ აპირებთ USB ენერგიის გამოყენებას, ახლა შეგიძლიათ უბრალოდ შეაერთოთ პროგრამირების კაბელი და ატვირთოთ ესკიზები დაფაზე (დარწმუნდით, რომ კაბელის ადაპტერზე დენის შერჩევის ქინძისთავები დააკავშირეთ ჯუმბერთან ჩიპიდან USB). წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ დაგჭირდებათ ბატარეის/ძაბვის რეგულატორის გამოყენება და ა.შ. ელექტროენერგიის მიწოდება.

ნაბიჯი 5: ან შიდა ოსცილატორის დაფის აგება

შეაგროვეთ ის ნაწილები, რომლებიც დაგჭირდებათ:- პურის დაფა- ATmega168 ჩიპი. 20k უნდა მუშაობდეს კარგად)- მავთულის მოკლე სიგრძე დაპროგრამეთ ჩატვირთვის პროგრამა თქვენს AVR პროგრამისტთან ერთად: თქვენ გინდათ გამოიყენოთ lilypad ჩამტვირთავი (მოყვება გამოშვების Arduino-0010, აპარატურაში/ჩამტვირთავებში/ლილიპადში). თქვენი AVR პროგრამისტის გამოყენებით, ჩამტვირთეთ ჩამტვირთავი. მაგალითად, ჩემს OSX სისტემაზე: cd/Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH = $ {PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C/Applications/Arduino-0010/ ტექნიკა/ინსტრუმენტები/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 -Uuse ხვრელი თითოეულ ATmega168 პინზე, რომელიც ყველაზე ახლოს არის ღია ჩიპთან; ეს დატოვებს ბოლო ხვრელს თითოეულ სტრიქონში 1-8 ღია პროგრამირების კაბელის ჩასართავად. დააკავშირეთ პინ 7 და 20 მავთულის სიგრძით (VCC AVCC) დააკავშირეთ პინი 8 და 22 სიგრძის მავთულით (GND AGND) შეაერთეთ 10K რეზისტორი pin 1 -დან pin 7 -მდე (RES to VCC) *შეაერთეთ.1uf capacitor pin 7 -დან pin 8 -მდე თუ თქვენ გაქვთ დენის ავტობუსი ხაზები თქვენს პურის დაფაზე, მე გირჩევთ დააკავშიროთ + სარკინიგზო (წითელი) pin- თან 20 და სარკინიგზო (ცისფერი) 22 – ის ჩასამაგრებლად. ეს არის გარკვეულწილად ცუდი ფორმა (დაკავშირება სხვა მოწყობილობებთან დენის კავშირების ანალოგურ მხარესთან), მაგრამ თუ თქვენი დაფა იგივე ზომისაა, როგორც მე, თქვენ უკვე შეავსეთ ყველა ხვრელი ხელმისაწვდომია პინ 7 -ისთვის. თუ თქვენ აპირებთ USB ენერგიის გამოყენებას, შეგიძლიათ უბრალოდ შეაერთოთ პროგრამირების კაბელი და ატვირთოთ ესკიზები დაფაზე (დარწმუნდით, რომ კაბელის ადაპტერზე დენის შერჩევის ქინძისთავები დააკავშირეთ ჯუმბერთან ჩიპის გასაძლიერებლად USB- დან). წინააღმდეგ შემთხვევაში თქვენ დაგჭირდებათ ბატარეის/ძაბვის მარეგულირებლის გამოყენება და ა.შ. ელექტროენერგიის მიწოდება. გაითვალისწინეთ, რომ თქვენ ყოველთვის გსურთ გამოიყენოთ 5v პროგრამირებისათვის Arduino პროგრამული უზრუნველყოფის საშუალებით; სხვა ძაბვები გამოიწვევს საათის სიჩქარის მნიშვნელოვნად განსხვავებას და სავარაუდოდ გამოიწვევს კომუნიკაციის (და ამით პროგრამირების) ჩავარდნას. როდესაც მიდიხართ ესკიზების ასატვირთად ამ სტილის დაფაზე, რომელიც იყენებს შიდა ოსცილატორს, აირჩიეთ "Lilypad Arduino" ინსტრუმენტებიდან/დაფებიდან მენიუ

2008 10-02 დაფიქსირდა-არასწორად იყო ჩასმული, როგორც pin 1 ორიგინალში, როგორც pin 10

ნაბიჯი 6: კავშირები არდუინოს განვითარებისათვის

გაითვალისწინეთ, რომ ATmega168- ის ქინძისთავები აშკარად არ ემთხვევა არდუინოს სახელებს.

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

ნაბიჯი 7: ზოგიერთი ნაწილის წყარო

გაითვალისწინეთ, რომ მე არ გამოვიყენე ქვემოთ მოცემულ ინსტრუქციებში ჩამოთვლილი კონკრეტული კონდენსატორები და სათაურები, ამიტომ მათი გარეგნობა შეიძლება ოდნავ განსხვავდებოდეს აქ არსებული მიმართულებებისაგან. თუ რაიმე პრობლემა გაქვთ, გთხოვთ შემატყობინოთ.- FT232RL USB კაბელი- მუსიკალი:.1 "ინტერვალიანი სათაურები, 36 პინიანი, სწორი- გათიშეთ 8 ქინძისთავი საკაბელო ადაპტერზე და გამოიყენეთ დანარჩენი სხვა პროექტებისთვის- მუსიკერი:.1" ინტერვალით სათაურები, 36 პინი, მარჯვენა კუთხე- კაბელის ადაპტერისათვის 8 ქინძისთავის დაშლა- კომპიუტერის დაფა საკაბელო ადაპტერისთვის- მუსიკალი: 10K რეზისტენტები- მუსიკერი:.1uF კონდენსატორები- პურის დაფები Pololu ან Ada Fruit- ATmega168 ჩიპები Mouser: დაუპროგრამებული ან ადა ხილი: წინასწარ დაპროგრამებული - მუსიკოსი: 16Mhz Oscillators