DIY Arduino-ga mos keladigan klon: 21 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:25

Arduino - bu Maker arsenalidagi eng yaxshi vosita. Siz o'z qo'llaringiz bilan qurishingiz kerak! Loyihaning dastlabki kunlarida, taxminan 2005 yilda, dizayn barcha teshikli qismlardan iborat edi va aloqa RS232 seriyali kabel orqali amalga oshirildi. Fayllar hali ham mavjud, shuning uchun siz o'zingiz qilishingiz mumkin, lekin menda, lekin ko'pgina kompyuterlarda eski ketma -ket portlar yo'q.

Arduino USB versiyasi tez orada amalga oshdi va loyihaning muvaffaqiyatiga katta hissa qo'shdi, chunki u oson ulanish va muloqotga imkon berdi. Biroq, bu qimmatga tushdi: FTDI aloqa chipi faqat erga o'rnatiladigan paketda edi. Bu borada hali ham rejalar mavjud, biroq sirtdan payvandlash yangi boshlanuvchilarning ko'pchiligidan tashqarida.

Yangi Arduino platalarida USB (Leonardo) o'rnatilgan 32U4 chiplari yoki USB uchun alohida Atmel chiplari (UNO) ishlatiladi, bu ikkalasi ham bizni er usti tog 'hududida qoldiradi. Bir paytlar Xavfli qurilmalardan "TAD" bor edi, u USB orqali PIC teshigidan foydalangan, lekin men ulardan hech narsa topa olmadim.

Shunday qilib, biz shu erdamiz. Ishonchim komilki, yangi boshlovchi, xuddi Jedi ritsari, o'z Arduino (engil qasr) ni qurishi kerak. "Madaniyatli yoshdan beri eskirgan qurol". Mening yechimim: sirtdan o'rnatish to'plami yordamida teshikli FTDI chipini yarating! Bu menga sirtni o'rnatishga imkon beradi va qolgan loyihani teshik orqali DIY sifatida taklif qiladi! Men uni Open Source KiCad -da ham yaratganman, shuning uchun siz dizayn fayllarini o'rganishingiz, ularni o'zgartirishingiz va o'z versiyangizni aylantirishingiz mumkin.

Agar siz bu ahmoqona fikr yoki erga payvandlashni yaxshi ko'rsangiz, mening Leonardo Klonimni tekshiring, aks holda o'qing…

1 -qadam: ehtiyot qismlar va materiallar

To'liq hisob -kitoblar https://github.com/aspro648/Arduino/tree/master/D… manzilida joylashgan.

Buning o'ziga xos qismlari Arduino va FTDI chiplari uchun mo'ljallangan elektron platalardir. Siz ularni OSH Park -dan tayyorlab qo'yishingiz yoki dizayn fayllarini sevimli taxta uyingiz bilan ishlatishingiz mumkin.

Ushbu loyiha uchun to'plam Tindie.com saytida mavjud. To'plamni sotib olish sizga turli xil sotuvchilardan buyurtma berish vaqtini va xarajatlarini tejaydi va PCB buyurtmasining minimal mukofotidan qochadi. Bundan tashqari, u sizga sinovdan o'tgan teshikli FDTI chipini va oldindan yonib ketgan Atmega-ni taqdim etadi.

Asboblar va materiallar: Mening ustaxonalarim uchun sizga kerak bo'lgan narsalarning ko'pi bor SparkFun boshlanuvchilar asboblar to'plamidan foydalanaman:

• Lehimlash temir.
• Lehim
• Tel -nayzalar
• Sochni olib tashlash (umid qilamanki kerak emas, lekin siz hech qachon bilmaysiz).

2 -qadam: Xonimlar va janoblar, dazmollaringizni boshlang

Men sizni lehimlashga o'rgatmayman. Mana men yoqtirgan videolardan bir nechtasi, buni men ko'rsatganimdan ko'ra yaxshiroq ko'rsataman:

• Kerri Enn qizlarning kundaliklaridan.
• Adafruitdan Kolin

Umuman:

• Ipak ekranli belgilar yordamida PCBdagi joyni toping.
• Oyoq iziga mos kelish uchun komponent svetoforlarini buking.
• Qo'rg'oshinlarni lehimlang.
• Qatlamlarni kesib oling

3 -qadam: rezistorlar

Keling, rezistorlardan boshlaylik, chunki ular eng ko'p, eng past o'rindiqlar va lehimlash oson. Ular issiqlikka bardoshli va sizga texnikani takomillashtirish imkoniyatini beradi. Ularda ham qutb yo'q, shuning uchun ularni har qanday yo'l bilan qo'yish mumkin.

• Taxtaning bir nechta joylarida joylashgan uchta 10K ohmdan (jigarrang - qora - to'q sariq - oltin) boshlang (rasmga qarang). Bu "pastga tortuvchi" rezistorlar, agar ular faol ravishda pastga tortilmasa, signalni 5V da ushlab turadi.
• 22 ohmli juftlik (qizil - qizil - qora - oltin) yuqori chap burchakda joylashgan. Bular USB aloqa sxemasining bir qismidir.
• Keyingi 470 ohmli juftlik (sariq, binafsha, jigarrang, oltin). Bu RX/TX LEDlari uchun oqim cheklovli rezistorlar.
• Yagona 4.7K ohm (sariq, binafsha, qizil, oltin). FTDI VCC signali uchun g'alati to'p.
• Va nihoyat, 1K ohmli juft (jigarrang, qora, qizil, oltin). Bu kuch va D13 LEDlari uchun joriy cheklovli rezistorlar (330 ohm ishlaydi, lekin men ularni juda yorqin yoqtirmayman).

4 -qadam: Diod

Keyinchalik bizda kontaktlarning zanglashiga olib keladigan teskari oqimdan himoya qiladigan diod mavjud. Ko'pchilik, lekin hamma komponentlar ham qutbni teskari yo'naltirishga yomon ta'sir qilmaydi.

U bir uchida kumush tasma bilan belgilangan qutbga ega.

Ipak ekranining markirovkasi va joyidagi lehim bilan moslang.

5 -qadam: Voltaj regulyatori (5V)

Ikkita voltaj regulyatori mavjud va ularning asosiysi 7805 bo'lib, u uyadan 12 voltni Atmega 328 uchun 5 voltgacha boshqaradi. Issiqlikni yo'qotishga yordam beradigan bosilgan elektron platada katta mis xususiyatlari mavjud. Qo'rg'oshinlarni egib oling, shunda orqa qismi teshikka qisilgan va lehim bilan taxtaga tegadi.

6 -qadam: rozetkalar

Soketlar IC chiplarini lehimsiz joylashtirish va olib tashlash imkonini beradi. Men ularni sug'urta deb hisoblayman, chunki ular arzon va portlatilgan chipni almashtirishga yoki orqaga qo'yilsa ICni qayta yo'naltirishga imkon beradi. Ularda chipning yo'nalishini ko'rsatish uchun bir uchi bor, shuning uchun uni ipak ekranga moslang. Qolgan pimlarni lehimlashdan oldin ikkita pimni lehimlang va keyin uning to'g'ri joylashtirilganligini tekshiring.

7 -qadam: tugma

Odatda Arduino -da chip o'chib qolsa yoki qayta ishga tushishi kerak bo'lsa, uni qayta ishga tushirish uchun reset tugmasi mavjud. Sizniki yuqori chap burchakda. Uni joyiga bosing va lehimlang.

8 -qadam: LEDlar

Vaziyatni ko'rsatish uchun bir nechta LEDlar mavjud. LEDlar qutbga ega. Uzun oyoq - bu anod yoki musbat, yonidagi "+" belgisi bilan dumaloq yostiqqa kiradi. Qisqa oyoq katod yoki manfiy bo'lib, kvadrat yostig'iga kiradi.

Rang o'zboshimchalik bilan, lekin men odatda ishlataman:

• RX/TX uchun sariq, chip aloqa qilganda yoki dasturlashda yonadi.
• Voqealarni ko'rsatish uchun dastur tomonidan ishlatilishi mumkin bo'lgan D13 LED uchun yashil rang.
• 5 voltli quvvatni ko'rsatish uchun qizil rang USB yoki quvvat ulagichi orqali mavjud.

9 -qadam: Seramika kondansatkichlari

Seramika kondansatörlerinin qutblari yo'q.

Quvvatni yumshatuvchi kondansatkichlar, odatda, elektr ta'minotidan chiplarga o'tuvchi o'tlarni olib tashlash uchun ishlatiladi. Odatda qiymatlar komponentning ma'lumotlar varaqasida ko'rsatiladi.

Bizning dizayndagi har bir IC chipida quvvatni yumshatish uchun 0,1uF kondansatör mavjud.

3,3 voltli regulyator atrofida quvvatni yumshatish uchun ikkita 1uF kondansatör mavjud.

Bundan tashqari, dasturiy ta'minotni tiklash funktsiyasini bajarishga yordam beradigan 1uF kondansatör mavjud.

10 -qadam: Elektrolitik kondansatkichlar

Elektrolitik kondansatkichlarning kutupluluğu bor, ularni kuzatish kerak. Ular odatda keramik kondansatkichlarga qaraganda kattaroq qiymatga ega, lekin bu holda bizda 7805 regulyator atrofida quvvatni yumshatish uchun 0,33 uF kondansatör mavjud.

Qurilmaning uzun oyog'i ijobiy va "+" belgisi qo'yilgan kvadratchaga kiradi. Agar ular orqaga tashlansa, "pop" ga aylanadi, shuning uchun uni to'g'rilang yoki sizga almashtirish kerak bo'ladi.

11 -qadam: 3.3 Voltaj regulyatori

Atmega chipi 5 voltda ishlasa, FTDI USB chipining to'g'ri ishlashi uchun 3,3 volt kerak. Buni ta'minlash uchun biz MCP1700-dan foydalanamiz va u juda kam tokni talab qiladi, shuning uchun u 7805 kabi katta TO-220 to'plami o'rniga tranzistorlar kabi kichik TO-92-3 paketida.

Qurilmaning yuzi tekis. Uni ipak ekranga moslang va komponent balandligini taxtadan chorak dyuym balandlikda rostlang. Lehim joyida.

12 -qadam: sarlavhalar

Arduino -ning go'zalligi - standartlashtirilgan oyoq izi va pinout. Sarlavhalar kerak bo'lganda qattiq konfiguratsiyalarni tezda o'zgartirishga imkon beradigan "qalqonlarni" ulash imkonini beradi.

Men odatda har bir sarlavhadan bitta pinni lehimlayman va qolgan pimlarni lehimlashdan oldin hizalamani tekshiraman.

13 -qadam: rezonator

Atmega chiplarida 8 MGts gacha turli chastotalarda ishlay oladigan ichki rezonator mavjud. Tashqi vaqt manbai chip 20 MGts gacha ishlashiga imkon beradi, lekin standart Arduino 16 MGts chastotasini ishlatadi, bu asl dizayndagi Atmega8 chiplarining maksimal tezligi edi.

Ko'pchilik Arduino kristallarini ishlatadi, ular aniqroq, lekin ular qo'shimcha kondansatkichlarni talab qiladi. Men rezonatordan foydalanishga qaror qildim, bu ko'pchilik ish uchun etarlicha aniq. U qutbga ega emas, lekin men odatda tashqi belgiga duch kelaman, shuning uchun qiziquvchan ishlab chiqaruvchilar sizga standart sozlash ishlayotganini aytishadi.

14 -qadam: sug'urta

Ko'pgina Arduino -da sigortalar yo'q, lekin o'rganayotgan har qanday ishlab chiqaruvchi tez -tez (hech bo'lmaganda mening holatimda) narsalarni noto'g'ri bog'lab qo'yadi. Qayta o'rnatiladigan oddiy sug'urta chipni almashtirishni talab qiladigan "sehrli tutun" chiqishiga yo'l qo'ymaydi. Bu sug'urta juda ko'p oqim tortilganda ochiladi va u soviganida o'zini tiklaydi. Uning qutblari yo'q va oyoqlari burishib, uni taxtaning tepasida ushlab turadi.

15 -qadam: Sarlavhalar

Yana ikkita sarlavha, bu erkak pinli. USB ulagichi yonida uchta pin bor, ular USB -quvvat va ulagichni o'tish moslamasi yordamida almashtirishga imkon beradi. Birlashgan Millatlar Tashkiloti buni avtomatik ravishda bajarishi mumkin, lekin men buni teshik shaklida takrorlay olmadim.

Ikkinchi sarlavha "tizimli dasturlashda" oltita pinli sarlavha. Bu kerak bo'lganda tashqi dasturchini Atmega dasturini to'g'ridan -to'g'ri qayta ulashga imkon beradi. Agar siz mening to'plamimni sotib olsangiz, chipda allaqachon dasturiy ta'minot o'rnatilgan yoki Atmega rozetkadan chiqarilishi va to'g'ridan -to'g'ri dasturlash rozetkasiga joylashtirilishi mumkin, shuning uchun bu sarlavha kamdan -kam ishlatiladi va shuning uchun ixtiyoriy.

16 -qadam: Quvvat jeki

USB o'rniga, tashqi quvvat olish uchun standart 5,5 x 2,1 mm raz'emdan foydalanish mumkin. Bu "Vin" bilan belgilangan pinni etkazib beradi va 5 voltli 7805 kuchlanish regulyatorini quvvatlaydi. Markaziy pin ijobiy va kirish 35 V gacha bo'lishi mumkin, garchi 12V odatiyroq bo'lsa.

17 -qadam: USB

Leonardo kabi yangi Arduinolar USB mikro ulanishdan foydalanadilar, lekin asl USB B ulanishi mustahkam va arzon, ehtimol sizda juda ko'p kabel yotqizilgan. Ikkita katta yorliq elektrga ulanmagan, lekin mexanik kuch uchun lehimlangan.

18 -qadam: chiplar

Chiplarni o'rnatish vaqti keldi. Yo'nalishni tasdiqlang. Agar rozetka orqada bo'lsa, chipning ipak ekran belgilariga mos kelishiga ishonch hosil qiling. Biz ishlagan yo'nalishda pastki ikkita chip teskari.

Oyoqlari tutqichlar bilan bir xil bo'lishi uchun chipni joylashtiring. IClar ishlab chiqarishdan, oyoqlari bir oz ochilgan holda keladi, shuning uchun ularni vertikal holda bukish kerak. Bu odatda siz uchun mening to'plamlarimda qilingan. Yo'nalishga ishonch hosil qilganingizdan so'ng, chipning ikkala tomonini sekin bosing. Oyoqlarning tasodifan bukilmasligini tekshiring.

19 -qadam: Bootloader -ning yonishi

Bootloader - bu chipdagi kichik kod, bu USB orqali kodni osongina yuklashga imkon beradi. Dastlabki bir necha soniya davomida u yangilanishlarni qidiradi va keyin mavjud kodni ishga tushiradi.

Arduino IDE yonib -o'chadigan dasturiy ta'minotni osonlashtiradi, lekin unga tashqi dasturchi kerak bo'ladi. Men o'z AVR dasturchimdan foydalanaman va, albatta, buning uchun sizga komplekt sotaman. Agar sizda dasturchi bo'lsa, sizga Arduino kerak emas, chunki siz chipni to'g'ridan -to'g'ri dasturlashingiz mumkin. Tovuq va tuxumga o'xshash narsa.

Boshqa variant - Atmega -ni yuklash vositasi bilan sotib olish:

Men sizga Arduino rasmiy ko'rsatmalarini ko'rsataman, chunki agar biz ehtiyot bo'lmasak, u osonlikcha o'z ko'rsatmasiga aylanishi mumkin:

20 -qadam: Power Jumper -ni o'rnating va ulang

Quvvat ulagichi - bu USB yoki quvvat ulagichidan 5 voltli quvvat manbasini tanlashning qo'lda usuli. Standart Arduinos -da avtomatik o'tish sxemasi mavjud, lekin men uni teshik qismlari yordamida osonlik bilan amalga oshira olmadim.

Agar o'tish moslamasi o'rnatilmagan bo'lsa, unda quvvat yo'q. Agar siz rozetkani tanlasangiz va hech narsa ulanmagan bo'lsa, quvvat yo'q. Shuning uchun sizda kuch borligini ko'rsatadigan qizil LED bor.

Dastlab, siz Arduino USB orqali aloqa qiladimi -yo'qligini ko'rishni xohlaysiz, shuning uchun o'tish moslamasini shu sozlamaga joylashtiring. Ehtiyotkorlik bilan soatiga Arduino -ni kompyuteringizga ulang. Agar sizda "tanib bo'lmaydigan USB qurilmasi" bo'lsa, tarmoqdan uzing va muammoni hal qilishni boshlang.

Aks holda, miltillashning asosiy eskizini yuklash uchun Arduino IDE -dan foydalaning. Kengash sifatida "Arduino UNO" dan foydalaning. Bu erdagi ko'rsatmalarga amal qiling:

21 -qadam: Muammolarni bartaraf etish

Dastlabki yoqilgandan so'ng, siz doimo muvaffaqiyat yoki muvaffaqiyatsizlik belgilarini qidirasiz va agar ishlar kutilganidek ketmasa, taxtani uzib qo'yishga tayyormiz. Muvaffaqiyat darhol bo'lmasa, yuragingizni yo'qotmang. Seminarlarda men rag'batlantirishga harakat qilaman:

• Sabr -toqat, bu har doim ham oson emas, lekin odatda bunga arziydi.
• Qat'iylik, agar siz taslim bo'lsangiz, muammoni hal qila olmaysiz.
• Ijobiy munosabat, buni tushunishingiz mumkin, hatto sizga yordam kerak bo'lsa ham.

Qachonki muammo bilan kurashsam, men har doim o'zimga aytamanki, uni hal qilish qanchalik qiyin bo'lsa, uni hal qilish uchun mukofot yoki o'rganish shunchalik katta bo'ladi.

Buni yodda tutib, oddiy narsalardan boshlang:

• Taxtaning orqa qismidagi lehim bo'g'inlarini tekshiring, shubhali ko'rinadigan bo'g'inlarni rötuşla.
• IC mikrosxemalari to'g'ri yo'nalishda ekanligini tekshiring va joylashtirgichlarning hech biri bukilmasligini tekshiring.
• Elektr chiroqqa ulanganda qizil chiroq yonadimi? Agar yo'q bo'lsa, quvvat ulagichini va USB lehim birikmalarini tekshiring.
• Polarlikka ega bo'lgan boshqa komponentlar to'g'ri yo'naltirilganligini tekshiring.
• Xato xabari yoki komponentlarning qizib ketishi kabi boshqa maslahatlarni qidiring.

Agar siz hali ham muammoga duch kelsangiz, yordam so'rang. Men "Instructables" ni yozaman, chunki men o'rgatmoqchiman va o'rganmoqchi bo'lganlarga yordam berishni xohlayman. Semptomlar nima ekanligini va xatolarni topish uchun qanday choralar ko'rganingiz haqida yaxshi tavsif bering. Kengashning old va orqa qismidagi yuqori aniqlikdagi fotosurat ham yordam berishi mumkin. Hech qachon taslim bo'lmaslik. Har bir kurash - bu dars.