Pagbuo ng isang DIY Arduino sa isang PCB at Ilang Mga Tip para sa Mga Nagsisimula: 17 Mga Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ito ay sinadya bilang isang gabay sa sinumang maghinang ng kanilang sariling Arduino mula sa isang kit, na maaaring mabili mula sa A2D Electronics. Naglalaman ito ng maraming mga tip at trick upang matagumpay itong mabuo. Malalaman mo rin ang tungkol sa kung ano ang ginagawa ng lahat ng iba't ibang mga bahagi.

Basahin at alamin kung ano ang kinakailangan upang mabuo ang iyong sariling Arduino!

Maaari mo ring tingnan ang proyektong ito sa aking website dito.

Hakbang 1: Mini USB Connector

Ang unang bahagi na maghinang ay ang mini USB konektor. Magbibigay ito ng lakas sa iyong arduino kapag nakumpleto, ngunit kailangan ng isang RS232 / USB sa Serial adapter para sa pag-program nito. Pumasok muna ang mini USB socket upang mailagay mo ito, i-flip ang board upang ang mga pin ay nakaharap paitaas, pagkatapos ay ilagay ito sa mesa. Bago ilagay ito, yumuko nang bahagya ang mini set ng 2 pin sa harap ng board upang magkasya ito sa mga butas sa PCB nang maayos. Ang bigat ng PCB ay hahawak sa konektor sa lugar, at maaari mo itong solder doon.

Hakbang 2: Mga Pin Header

Ang mga header ng pin ay ang mga susunod na piraso upang pumasok. Dapat ay mayroon kang mga babaeng header sa 6pin x2, 8pin x2, at 10pin x1. Ang isang male header na 3 × 2 ay kinakailangan din para sa header ng ICSP (In Circuit Serial Programming). Ang lahat ng ito ay pumupunta sa labas ng board, at ganap na magkakasya sa kanilang tamang mga lugar. I-solder ang mga ito gamit ang parehong pamamaraan tulad ng USB socket, ginagawa ang isang header nang paisa-isa. Ang mga header ay dapat na lahat perpektong patayo sa PCB. Upang makamit ito, maghinang lamang ng isang pin ng header, pagkatapos habang hawak ang header gamit ang iyong kamay, matunaw muli ang solder at muling iposisyon ang header sa patayo nitong posisyon. Siguraduhin na nakaupo din ito flush laban sa board para sa buong haba. Hawakan ito sa posisyon hanggang sa tumigas ang solder, pagkatapos ay ipagpatuloy ang paghihinang ng natitirang mga pin.

Hakbang 3: IC Socket

Mabilis na tip para sa paghihinang ng natitirang mga bahagi: Ang lahat ng mga lead bahagi ay maaaring ilagay sa pamamagitan ng board muna, pagkatapos ay baluktot sa gilid upang ang mga sangkap ay manatili sa board kapag flipping ito. Gagawa nitong mas madaling maghinang dahil ang mga sangkap ay hahawak sa kanilang sarili sa lugar.

Magsimula sa pamamagitan ng paglalagay ng 28pin IC socket. Siguraduhing pumila ang divot sa isang dulo na may pagguhit sa PCB. Ipapaalam sa iyo nito kung aling paraan upang maipasok ang AtMega328P microcontroller. Kahit na ang mga pin sa socket na ito ay mas maikli kaysa sa mga resistor o capacitor, maaari pa rin silang baluktot upang hawakan ang sangkap sa lugar habang hinihinang mo ito.

Hakbang 4: Mga Resistor

Ang 3 resistors ay maaaring sumunod. Hindi mahalaga kung aling paraan sila inilalagay - ang mga resistor ay hindi nai-polarised. Mayroong 2 1K ohm resistors bilang kasalukuyang nililimitahan ang mga resistor para sa mga LED, at isang 10K ohm resistors bilang isang pull-up risistor sa linya ng pag-reset. Ang 1K ohm resistors ay pinili para sa LED sa halip na mga karaniwang 220 ohm na sa gayon ang mga LED ay magkakaroon ng isang mas mababang kasalukuyang dumadaan sa kanila, kaya't kumikilos nang higit pa bilang mga tagapagpahiwatig kaysa sa isang flashlight.

Hakbang 5: Mga LED

Mayroong 2 LEDs, isa bilang isang tagapagpahiwatig ng kuryente, at ang isa pa sa pin 13 ng Arduino. Ang mas mahabang paa sa LEDs ay nagmamarka ng positibong bahagi (anode). Tiyaking ilagay ang mas mahabang binti sa gilid na minarkahan + sa PCB. Ang negatibong tingga ng bilang LED ay pipi din sa gilid, upang maaari mo pa ring maintindihan ang positibo (anode) at negatibong (cathode) na humantong kung sila ay pinutol.

Hakbang 6: Oscillator

Susunod ay ang kristal oscillator at ang 2 22pF ceramic capacitors. Hindi mahalaga kung aling paraan ang alinman sa mga ito ay mailagay - ang mga ceramic capacitor at kristal oscillator ay hindi nai-polarised. Ang mga sangkap na ito ay magbibigay sa Arduino ng isang 16MHz panlabas na signal ng orasan. Ang arduino ay maaaring gumawa ng isang 8MHz panloob na orasan, kaya ang mga sangkap na ito ay hindi mahigpit na kinakailangan, ngunit hayaan itong gumana nang buong bilis.

Hakbang 7: I-reset ang Switch

Ang reset switch ay maaaring sumunod sa susunod. Ang mga binti sa switch ay hindi kailangang baluktot, dapat itong hawakan mismo sa puwang.

Hakbang 8: Mga Ceramic Capacitor

4 100nF (nano Farad) ceramic capacitors ay maaaring sumunod sa susunod. Ang C3 at C9 ay makakatulong na pakinisin ang maliliit na mga spike ng boltahe sa mga linya ng 3.3V at 5V upang maihatid ang malinis na lakas sa Arduino. Ang C7 ay sunud-sunod sa panlabas na linya ng pag-reset upang payagan ang isang panlabas na aparato (USB sa Serial Converter) na i-reset ang Arduino sa tamang oras upang mai-program ito. Ang C4 ay nasa pin ng Aref (Sanggunian ng Analog) ng Arduino at GND upang matiyak na ang Arduino ay sumusukat ng tumpak na mga halagang analog sa mga input ng analog na ito. Nang walang C4, ang Aref ay isasaalang-alang 'lumulutang' (hindi kumonekta sa lakas o lupa), at magdudulot ng mga kawastuhan sa mga pagbasa sa analog dahil ang isang lumulutang na pin ay kukuha ng anumang boltahe sa paligid nito, kasama na ang maliit na AC signal sa iyong katawan na dumating mula sa mga kable sa paligid mo. Muli, ang mga ceramic capacitor ay hindi nai-polarised, kaya't hindi mahalaga kung aling paraan mo ilalagay ang mga ito.

Hakbang 9: PTC Fuse

Maaari mo na ngayong mai-install ang PTC (positibong temperatura coefficient) fuse. Ang PTC fuse ay hindi naka-polarize, kaya maaaring mailagay sa alinmang paraan. Napupunta ito sa likod mismo ng USB socket. Kung ang iyong circuit ay sumusubok na gumuhit ng higit sa 500mA ng kasalukuyang, ang PTC fuse na ito ay magsisimulang magpainit at tataas ang paglaban. Ang pagtaas ng pagtutol na ito ay magbababa ng kasalukuyang, at protektahan ang USB port. Ang proteksyon na ito ay nasa circuit lamang kapag ang Arduino ay pinalakas sa USB, kaya't kapag pinapagana ang Arduino sa pamamagitan ng DC jack o ng panlabas na lakas, tiyaking tama ang iyong circuit. Siguraduhin na hilahin ang mga binti sa lahat ng mga butas, kahit na lumipas ang mga bends. Ang isang pares ng pliers ay magiging kapaki-pakinabang dito.

Hakbang 10: Mga Electrolytic Capacitor

Ang 3 47uF (microFarad) electrolytic capacitors ay maaaring ilagay sa susunod. Ang mas mahabang paa sa mga ito ay ang positibong binti, ngunit ang mas karaniwang pagkakakilanlan ay ang pangkulay ng pambalot sa gilid ng negatibong binti. Tiyaking kapag inilagay mo ang mga ito, ang positibong binti ay papunta sa marka + sa pisara. Ang mga capacitor na ito ay makinis ang mas malaking iregularidad ng input boltahe, pati na rin ang mga linya ng 5V at 3.3V, upang ang iyong Arduino ay makakakuha ng isang matatag na 5V / 3.3V sa halip na isang pabagu-bago na boltahe.

Hakbang 11: DC Jack

Susunod ay ang DC input jack. Parehong deal tulad ng lahat ng iba pang mga bahagi, ilagay ito at i-flip ang board sa ibabaw nito upang manatili ito sa lugar habang hinihinang mo ito. Ang baluktot ng mga binti ay maaaring maging medyo mahirap, dahil ang mga ito ay makapal, kaya maaari mong panatilihin ang isang ito sa lugar sa parehong paraan tulad ng mini USB konektor na na-solder nang mas maaga. Ang isang ito ay pupunta lamang sa isang paraan - kasama ang jack na nakaharap sa labas ng board.

Hakbang 12: Mga Regulator ng Boltahe

Ngayon ang dalawang mga regulator ng boltahe. Tiyaking ilagay ang mga ito sa tamang mga spot. Pareho silang may label, kaya't itugma lamang ang pagsusulat sa pisara sa pagsulat sa mga regulator. Ang 3.3V regulator ay isang LM1117T-3.3 at ang 5V regulator ay isang LM7805. Parehong mga ito ay mga linear voltage regulator, nangangahulugang ang kasalukuyang pag-input at ang kasalukuyang output ay magiging pareho. Sabihin na ang input boltahe ay 9V, at ang output boltahe ay 5V, pareho sa 100mA ng kasalukuyang. Ang pagkakaiba-iba ng input at output voltages ay mawawala bilang init ng regulator. Sa sitwasyong ito, (9V-4V) x 0.1A = 0.4W ng init na mawawala ng regulator. Kung nalaman mong ang regulator ay naiinit habang ginagamit, normal iyon, ngunit kung ang pagguhit ng isang malaking kasalukuyang at mayroong isang malaking pagkakaiba sa boltahe, kung gayon kinakailangan na isang heatsink sa regulator. Ngayon upang maghinang ang mga ito papunta sa board, ang metal tab sa isang gilid ay dapat pumunta sa gilid sa board na may isang dobleng linya. Upang ma-secure ang mga ito sa lugar hanggang sa solder mo sila, yumuko ang isang binti sa isang paraan at ang dalawa pa sa kabilang paraan. Kapag na-solder sa lugar, yumuko ang 5V regulator patungo sa labas ng board at ang 3.3V regulator patungo sa loob ng board.

Hakbang 13: Pagpasok ng AtMega328P IC

Ang pangwakas na bahagi ay ilagay ang microcontroller sa socket nito. I-line up ang mga divot sa socket at sa IC, pagkatapos ay i-line up ang lahat ng mga pin. Kapag nasa lugar na, maaari mo itong itulak pababa. Kakailanganin ang kaunting lakas kaysa sa maaari mong asahan, kaya tiyaking maglapat ng presyon nang pantay-pantay upang hindi mo ibaluktot ang anuman sa mga pin.

Hakbang 14: Isang Ilang Tala ng Pag-iingat Sa Iyong Arduino

• HINDI kailanman ikonekta ang lakas ng USB at panlabas na lakas sa Arduino nang sabay. Kahit na ang mga ito ay maaaring parehong ma-rate sa 5V, madalas na hindi eksaktong 5V ang mga ito. Ang maliit na pagkakaiba ng boltahe sa pagitan ng dalawang mapagkukunan ng kuryente ay nagiging sanhi ng isang maikling circuit sa pamamagitan ng iyong board.
• HINDI kailanman gumuhit ng higit sa 20mA ng kasalukuyang mula sa anumang output pin (D0-D13, A0-A5). Iprito nito ang microcontroller.
• HINDI kailanman gumuhit ng higit sa 800mA mula sa 3.3V regulator, o higit sa 1A mula sa 5V regulator. Kung kailangan mo ng mas maraming lakas, gumamit ng isang panlabas na power adapter (gumagana nang maayos ang isang USB power bank para sa 5V). Karamihan sa mga Arduino ay bumubuo ng kanilang lakas na 3.3V mula sa USB hanggang sa Serial chip na nakasakay. May kakayahan lamang ang mga ito ng isang 200mA output, kaya kung gumamit ka ng ibang Arduino, tiyaking hindi ka nakakakuha ng higit sa 200mA mula sa 3.3V pin.
• HINDI kailanman ilagay ang 16V na iyon sa DC jack. Ang mga ginamit na electrolytic capacitor ay na-rate para sa 16V lamang.

Hakbang 15: Ilang mga Tip / Kagiliw-giliw na Katotohanan

• Kung nalaman mong ang iyong proyekto ay nangangailangan ng maraming mga pin, ang mga analog input pin ay maaari ding magamit bilang mga digital output pin. A0 = D14, hanggang sa A5 = D19.
• Ang utos na analogWrite () ay talagang isang PWM signal, hindi isang analog boltahe. Ang mga signal ng PWM ay magagamit sa mga pin 3, 5, 6, 9, 10, at 11. Ang mga ito ay kapaki-pakinabang para sa pagkontrol ng liwanag ng isang LED, pagkontrol ng mga motor, o pagbuo ng mga tunog. Upang makakuha ng isang audio signal sa mga PWM output pin, gamitin ang tone () function.
• Ang mga digital na pin na 0 at 1 ay ang mga signal ng TX at RX para sa AtMega328 IC. Kung maaari, huwag gamitin ang mga ito sa iyong mga programa, ngunit kung kinakailangan, maaaring kailanganin mong i-unplug ang mga bahagi mula sa mga pin na iyon habang pinaprograma ang Arduino.
• Ang mga SDA at SCL na pin para sa komunikasyon ng i2c ay talagang pin A4 at A5 ayon sa pagkakabanggit. Kung gumagamit ng isang komunikasyon sa i2c, ang mga pin A4 at A5 ay hindi maaaring gamitin para sa ibang mga layunin.

Hakbang 16: Pag-program ng Iyong Arduino

Unplug muna ang anumang panlabas na kapangyarihan upang maiwasan ang pag-ikli ng 2 magkakaibang mga supply ng kuryente. Maglakip ngayon ng isang USB sa Serial adapter sa header sa likod lamang ng mini USB power. Ikonekta ito ayon sa sumusunod:

Arduino USB sa Serial adapter

GND GND (ground)

VCC VCC (lakas)

DTR DTR (i-reset ang pin)

TX RX (data)

RX TX (data)

Oo, ang mga pin ng TX at RX ay napalitan. Ang TX ay ang nagpapadala na pin, at ang RX ang tumatanggap na pin, kaya't kung mayroon kang 2 ipadala na mga pin na konektado nang magkasama, hindi gaanong magaganap. Ito ay isa sa mga pinaka-karaniwang pitfalls para sa mga nagsisimula.

Tiyaking ang jumper sa USB sa Serial adapter ay nakatakda sa 5V.

I-plug ang USB sa Serial adapter sa computer, piliin ang naaangkop na COM port (ay depende sa iyong computer) at Board (Arduino UNO) sa menu ng Mga Tool ng Arduino IDE (na-download mula sa Arduino.cc), pagkatapos ay ipunin at i-upload ang iyong programa.

Hakbang 17: Pagsubok Sa Isang Blink Sketch

Ang unang bagay na dapat mong gawin ay upang magpikit ng isang LED. Malalaman ka nito ng Arduino IDE at wika ng programa, at matiyak na gumagana nang maayos ang iyong board. Pumunta sa mga halimbawa, hanapin ang halimbawa ng Blink, pagkatapos ay ipunin at i-upload sa Arduino board upang matiyak na gumagana ang lahat. Dapat mong makita ang LED na nakakabit sa pin 13 na nagsisimulang magpikit at mag-off sa mga agwat ng 1 segundo.