Zbuduj własną tablicę rozwojową: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:32

Ta instrukcja pokaże Ci, jak zbudować własną tablicę rozwojową od podstaw! Ta metoda jest prosta i nie wymaga żadnych zaawansowanych narzędzi, możesz to zrobić nawet przy kuchennym stole. Daje to również lepsze zrozumienie, jak naprawdę działają Ardruino i inne płyty programistyczne.

Możesz zaprojektować swoją płytkę rozwojową, aby pasowała do Twojego konkretnego celu. Ta płytka rozwojowa pokazana na zdjęciu służyła do sterowania prędkością obrotową silnika prądu stałego. Silnik prądu stałego był sterowany z komputera za pomocą portu szeregowego. Diody LED były używane do pomocy, gdy potrzebne było debugowanie.

W tej instrukcji pokażę, jak zbudować wszechstronną tablicę rozwojową, dlatego lista części nie będzie taka sama, jak ta pokazana na rysunku.

Krok 1: Części

Lista części:

• 1 Atmel ATmega88 (lub dowolny procesor, który najlepiej odpowiada Twoim potrzebom)
• 1 gniazdo zanurzeniowe IC 28
• 1 rezystor 10 kΩ
• 1 rezystor 100 omów
• 1 dioda
• 3 Kondensator 0,1 μF
• 1 kondensator 10 μF
• 1 dioda LED
• Rezystor 1 330 omów
• Niektóre bluzy
• Niektóre męskie szpilki (lub żeńskie)
• Kawałek stripboardu (użyj jednego z paskami, a nie matrycą, patrz zdjęcie)

Aby później móc zaprogramować swój mikrokontroler, będziesz potrzebować programatora ISP (programowanie w systemie). Użyłem AVRISP mkII (https://www.atmel.com/tools/avrispmkii.aspx). Do wyboru jest wielu różnych programistów ISP lub możesz stworzyć własnego. Istnieje również kilka sposobów na skonfigurowanie arduino do działania jako programista ISP.

Krok 2: Teori

Aby zbudować i zaprogramować płytę rozwojową od podstaw, będziesz musiał przeczytać kilka arkuszy danych. Czasami może być trudno znaleźć to, czego szukasz, ale zapewnię najważniejsze rzeczy.

Karta katalogowa ATmega88

Rozważania dotyczące projektu sprzętu

Najpierw musimy spojrzeć na pinout ATmega88, który można znaleźć w arkuszu danych.

Niektóre ważne porty, które wymagają dodatkowej uwagi, to:

• Pin 1. To jest pin resetujący, który zresetuje procesor, gdy będzie niski. Ten pin będzie wymagał podciągnięcia, więc pin zawsze jest wysoki, chyba że chcesz zresetować. (Zostanie to pokazane później)
• Pin 7 i 20 to miejsce, w którym należy podłączyć Vcc, 5V.
• Pin 9 i 10: Do tych pinów można podłączyć zewnętrzny kryształ, ale użyjemy wewnętrznego oscylatora. Możemy zatem traktować te piny jak zwykłe piny cyfrowe.
• Pin 17, 18 i 19: Będą używane do programowania (zostanie to pokazane później).

Krok 3: Układ Stripborad

Aby stworzyć schemat, użyjemy StripCAD, kliknij link, aby pobrać program.

Ten program może być nieco trudny w użyciu, ponieważ nie jest przyjazny dla użytkownika, ale jest skuteczny, gdy wiesz, jak go używać. Pobaw się nim trochę, a wkrótce go opanujesz. Oto kilka dobrych wskazówek.

• Naciśnij c, aby wyszukać komponenty
• Naciśnij v, aby uzyskać różne warianty
• Naciśnij lewy przycisk myszy między dwiema kropkami w poziomie, aby uzyskać zakłócenie
• Naciśnij lewy przycisk myszy między dwiema kropkami pionowo, aby uzyskać mostek lutowniczy

Podczas wyszukiwania komponentów:

• "DILxx" da ci Dual In-Line, a następnie liczbę pinów
• "SILxx" da ci pojedynczą linię, po której nastąpi liczba pinów

W przeciwnym razie po prostu wyszukaj ten komponent, którego szukasz.

Krok 4: Pull-up Reset Pin

Z dokumentu rozważań projektowych sprzętu na stronie 6 znajdujemy obwód na zdjęciu. Przeczytaj tekst w dokumencie, aby lepiej zrozumieć. To jest krok, w którym zajmujemy się podciąganiem pinu 1.

Dobrze może być wstawienie ręcznego resetu dla mikrokontrolera. Można to wykorzystać, podłączając SIL2 w linii z rezystorem 100 omów do uziemienia. Zewrzyj SIL2 zworką, a mikrokontroler się zresetuje. Rezystor 100 omów zapobiegnie zwarciu kondensatora. W przeciwnym razie po prostu postępuj zgodnie ze schematem obwodu z dokumentu.

Na drugim zdjęciu połączenie podciągające jest zilustrowane w StripCAD

Krok 5: Zasilanie

Aby uniknąć zakłóceń, w pobliżu wejścia napięciowego na płytce umieszczony jest kondensator 10 μF. Aby uniknąć zakłóceń powodowanych na płytce, pomiędzy pinami 7 i 8 oraz między pinami 20 i 22 umieszczony jest kondensator 0,1 μF. Kondensatory te będą działać jak filtr dolnoprzepustowy. Aby uzyskać jak najlepszy efekt, mały kondensator powinien być umieszczony jak najbliżej styków.

Możliwe jest również dodanie pewnego rodzaju regulatora napięcia, np. 78L05, aby działał na baterii.

Krok 6: Programista ISP

Do zaprogramowania procesora potrzebny będzie programista ISP. Dostępne są różne złącza, 6 pinów lub 10 pinów. Użyłem jednego z sześcioma pinami, spójrz na dokument sprzętowy, aby zobaczyć, jak należy zaprojektować połączenie.

ISP-programmer oznacza programowanie w systemie. Wygoda tego typu programatora polega na tym, że możesz programować swoje urządzenie, gdy jest zainstalowane w kompletnym systemie, zamiast instalować swój chip przed zainstalowaniem go w systemie. Jest również łatwy do przeprogramowania po zainstalowaniu go w systemie.

Zobacz następny krok, aby dowiedzieć się, jak należy nawiązać połączenie z usługodawcą internetowym.

Krok 7: Układ

Gdy projekt jest gotowy, naciśnij przycisk drukuj, aby zapisać go jako plik PDF (lub użyj załączonego pliku). Otwórz plik PDF i wydrukuj go. Należy pamiętać, że ustawienie drukarki powinno być ustawione na rzeczywisty rozmiar, w przeciwnym razie projekt nie będzie pasował do stripboardu.

Zawsze dobrym pomysłem jest dołączenie diody LED, która pokazuje, czy zasilanie płyty rozwojowej jest włączone. Ta prosta wskazówka może zaoszczędzić wiele niepotrzebnego debugowania.

Kroki do wyprodukowania własnej płytki rozwojowej:

1. Wydrukuj schemat obwodu i wytnij go nożyczkami.
2. Wytnij wystarczająco duży kawałek stripboardu, aby kawałek papieru zmieścił się na górze.
3. Umieść papier na stripboardzie tak, aby otwory się zgadzały, użyj zwykłego kleju w sztyfcie, aby przymocować papier do stripboardu. Przyklej papier do boku bez miedzianych pasków.
4. Zacznij od zakłócenia przy czerwonych krzyżach
5. Kontynuuj budowanie i lutowanie od najniższych komponentów do najwyższych, co ułatwi montaż.
6. Podłącz go do zasilania (5V) i rozpocznij programowanie.

Teraz sprzęt płyty rozwojowej jest gotowy!

Krok 8: Programowanie

Użyłem Atmel Studio do programowania w C. Pobierz program i zacznij tworzyć niesamowity projekt z własną płytką rozwojową. Możliwe będzie załadowanie arduino, ale jeśli chcesz lepiej zrozumieć, co kryje się głęboko poniżej w języku arduino, wypróbuj kilka przykładów w C. Na przykład przetestuj niektóre zegary, przerwania i odczyt analogowy.

W arkuszu danych ATmega88 można znaleźć wiele przykładowych kodów do różnych konkretnych zadań, które może wykonać Twój mikrokontroler.

Jak widać, jest to prosty sposób na konstruowanie różnych prototypów urządzeń elektronicznych. Jest łatwy, tani i nie wymaga specjalnych narzędzi.

Drugie miejsce w Konkursie Mikrokontrolerów 2017