UDuino: bardzo tania płytka rozwojowa zgodna z Arduino: 7 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:33

Płytki Arduino świetnie nadają się do prototypowania. Jednak stają się one dość drogie, gdy masz wiele współbieżnych projektów lub potrzebujesz wielu kart kontrolerów do większego projektu. Istnieje kilka świetnych, tańszych alternatyw (Boarduino, Freeduino), ale koszty nadal się sumują, gdy potrzebujesz wielu z nich. Jest to sposób, po około 25-30 USD początkowej inwestycji, na zbudowanie płyt kompatybilnych z Arduino poniżej 10 USD przy bardzo małej dodatkowa inwestycja czasowa na każdy. Zwróć uwagę, że podstawowa idea tutaj (Arduino na płytce prototypowej) została wykonana od dłuższego czasu (np. Instrukcje ITP Arduino Breadboard); jednak instrukcje budowy i użytkowania adaptera kablowego pomagają absolutnie zminimalizować liczbę części dla każdego rdzenia. Ten projekt wymaga znajomości lutowania i podstawowej elektroniki, a powinieneś mieć już przynajmniej trochę doświadczenia z rozwojem Arduino. Nie sugeruję tego jako pierwszego projektu elektronicznego. Uwaga: wymawiam uDuino „moo DWEE noh” Dodano 08.02. rodzaj podstawowego analizatora logicznego. Opracowałem to, aby rozwiązywać problemy z łączami komunikacyjnymi. Potrzebuje interfejsu gui, ale wątpię, czy w najbliższym czasie się do niego zajmę. Wciąż przydatne we właściwych rękach. Dodano 23.06.09: Chciałbym zwrócić uwagę na RBBB od Modern Device dla każdego, kto chce coś z lutem, ale także super tanie - zwłaszcza jeśli kupisz gołe płyty i kupisz części luzem. Również ich USB-BUB jest tańszą alternatywą dla kabla FT232.

Krok 1: Zbierz części do adaptera kabla

Proponuję kupić części z mieszanki Mouser, Radio Shack i Ada Fruit Industries; zobacz ostatni krok dla źródeł części. Możesz jednak zastąpić części ze swojej skrzynki na śmieci, a dzięki rezystorowi/kondensatorom możesz odejść od wartości i nadal działać dobrze (rezystor sugerowałbym między około 3,3 k a 20 k; kondensatory generalnie nie idź na mniejsze wartości, ale większe do około.47uF powinny być w porządku).

Do adaptera kabla potrzebne są: - mały kawałek płytki drukowanej (8 otworów na 2 otwory) - kondensator.1uf - rozgałęźnik 1x8.1" prosty - rozgałęźnik 1x8.1" pod kątem prostym - niektóre połączenia drut

Krok 2: Przygotuj adapter kabla do programowania

Przeważnie adapter kabla do programowania musi tylko kierować sygnały z kabla USB FTDI do odpowiednich pinów w układach ATmega168; jednak kondensator jest dodawany na jednym zestawie pinów, aby umożliwić oprogramowaniu Arduino zresetowanie układów (kondensator umożliwia przejście krótkiego impulsu do resetowania układu, gdy oprogramowanie Arduino odwraca pin RTS).

Na początek wytnij kawałek płytki PC z 9 otworami na 2 otwory. Następnie oderwij zestaw 8 kołków z listwy prostej i zestaw 8 kołków z listwy pod kątem prostym (zakładając, że kupiłeś dłuższe paski). Zobacz zdjęcie części, aby zobaczyć, jak powinny wyglądać. W kolejnych krokach zapoznaj się z załączonymi zdjęciami i schematami podłączania pinów. Na diagramach dużo lepiej widać, gdzie mają iść połączenia, ale zdjęcia pomagają wyjaśnić orientację płytki itp. Jeśli masz pytania napisz do mnie, a postaram się wyjaśnić wszystko, co nie ma sensu. Odwróć płytkę PC do góry nogami, aby widzieć miedź wokół otworów, jednym z dłuższych boków do siebie. Jeśli, tak jak ja tutaj, użyłeś kawałka płyty PC od krawędzi oryginału, sugeruję umieszczenie strony z dodatkowym materiałem płyty w twoim kierunku. Przełóż spód (krótki bok) prostej głowicy przez otwory znajdujące się najdalej od ciebie, pozostawiając jeden otwór pusty po lewej stronie i przylutuj szpilki na miejscu (patrz rysunek). Następnie przełóż spód (strona z zagięciem) głowicy kątowej przez najbliższe otwory, ponownie pozostawiając otwór po lewej pusty i przylutuj kołki na miejscu. Przełóż przewody kondensatora.1uf przez puste otwory po lewej stronie i przylutuj kondensator na miejscu. Przytnij przewody. Następnie przylutuj każdy z 2 odprowadzeń do najbliższego pinu nagłówka; jeden połączy się z skrajnym lewym kołkiem głowicy prostej, drugi z skrajnym lewym kołkiem głowicy kątowej. Najprościej jest chyba po prostu stworzyć mostek lutowniczy (stop lutowia na tyle, by popłynął między pinem kondensatora a pinem obok, jak na zdjęciu). W razie potrzeby możesz użyć krótkiego przewodu i przylutować go do każdego ze styków. Utwórz kolejny mostek lutowniczy lub połączenie między szóstym a siódmym pinem najbliżej ciebie (trzecim i czwartym od prawej). Ma to na celu połączenie styku „CTS” kabla z masą. I utwórz kolejny mostek lutowniczy / połączenie między dwoma nagłówkami na drugim styku po prawej stronie (podłącz pin najbliżej ciebie do tego dalej, tylko jeden pin od prawej). Łączy to, co będzie zworką zasilania VCC USB z pinem VCC układu. To połączenie zasilania będzie aktywne tylko po zainstalowaniu zworki. Użyj krótkiego odcinka przewodu, aby połączyć prawy najbliższy kołek z piątym najbliższym kołkiem (piąty, niezależnie od tego, czy liczy się od prawej, czy od lewej). Spowoduje to podłączenie +5 V z kabla USB do drugiego styku złącza zworki. Teraz podłącz kolejny krótki odcinek drutu między skrajnym prawym kołkiem w rzędzie najdalej od ciebie do trzeciego od prawego kołka w rzędzie najbliżej ciebie. To łączy uziemienie kabla z uziemieniem chipa. Jeszcze dwa krótkie przewody do dodania: jeden od drugiego od lewej szpilki na prawym gnieździe do trzeciego od lewej szpilki na prostym gnieździe (uwaga: ponieważ w skrajnych lewych otworach jest zainstalowany kondensator, będzie to trzeci dołek od lewej najbliżej Ciebie do dołka czwartego od lewej w rzędzie najdalej od Ciebie). Drugi krótki przewód przetnie się tuż nad pierwszym: od trzeciego od lewej kołka na głowicy kątowej do drugiego od lewej kołka na głowicy prostej (czwarty od lewej otwór do trzeciego -od lewej dziury). Te przewody łączą piny TX i RX kabla z pinami układu. Niestety kolejność jest odwrotna na kablu z chipa, dlatego musimy mieć skrzyżowane przewody. Teraz wystarczy podłączyć kabel FTDI FT232RL, z zielonym przewodem podłączonym do pinu po lewej stronie (czarny przewód połączy się z trzecim pinem od prawej). Pozostałe dwa kołki po prawej są przeznaczone na zworkę; jeśli zworka jest założona, płytka będzie zasilana z kabla USB, eliminując konieczność stosowania baterii lub zasilacza. Ta zworka NIE MOŻE być podłączona, gdy do płyty jest podłączone inne zasilanie lub istnieje możliwość uszkodzenia czegoś (płyty, kabla, komputera). Otóż to! Jesteś gotowy do wykonania kilku rdzeni uDuino do zaprogramowania za pomocą kabla. (W przypadku korzystania z adaptera do programowania, pin obok kondensatora łączy się z pinem 1 chipa)

Krok 3: Zdecyduj, czy zrobić płytki absolutnie minimalne, czy płytki oparte na zewnętrznym oscylatorze

Decyzja, czy zbudować płytkę opartą na oscylatorze, opiera się na kilku rzeczach. Po pierwsze, czy masz dostęp do programatora AVR i czas na zaprogramowanie specjalnego bootloadera na chipy ATmega168? po drugie, czy można obejść się bez dokładnej komunikacji szeregowej z chipem? po trzecie, czy twoja aplikacja ma wystarczająco mały wpływ, aby płyta działała o połowę wolniej i wszystko nadal będzie działać poprawnie?

Układy ATmega168 mają wewnętrzny oscylator, który można włączyć; działa z częstotliwością około 8 MHz, co stanowi połowę prędkości większości płyt Arduino (z wyjątkiem Lilypadów). Wewnętrzny oscylator gwarantuje kalibrację z dokładnością do 10% (co nie jest wystarczająco wąską tolerancją dla zagwarantowania dobrej komunikacji szeregowej). Z mojego doświadczenia kalibracja fabryczna na 5v zawsze była w porządku do wgrywania programów, ale YMMV. Nie używałbym jednak wewnętrznego oscylatora do ważnych rzeczy, które muszą mówić seryjnie. W przypadku migających świateł powinno być jednak dobrze. Układy Arduino z fabrycznie załadowanym bootloaderem, który znalazłem, zawsze działają z częstotliwością 16 MHz, a te będą wymagały zewnętrznego oscylatora. Jeśli nie masz dostępu do programatora AVR, prawdopodobnie będziesz chciał kupić fabrycznie załadowany układ Arduino. Gorąco polecam Ada Fruit Industries jako źródło. Zauważ, że oscylatory naprawdę nie są aż tak drogie (zazwyczaj 0,50- 0,75 USD w Mouser); to tylko kolejna część, która często nie jest konieczna, a układ pinów jest do bani dla naprawdę czystych układów Arduino.

Krok 4: Budowa płytki z zewnętrznym oscylatorem

Zbierz potrzebne części: - Płytka do krojenia chleba (oczywiście można ją również zbudować prosto na wstępnie wywierconej płycie PC) - Układ ATmega168 z załadowanym bootloaderem - Kondensator 0,1 uf (ceramika, poliester itp. nie ma znaczenia dużo; wartość.047uf-.47uf powinna być dobra)- Rezystor 10K (wartości ~3,3k-20k powinny działać dobrze)- 3-pinowy oscylator ceramiczny 16mHz (najlepiej z długimi, np. 1/2 cala, przewodami)- Krótkie odcinki wireWłóż ATmega168 do płytki stykowej, rozkraczając środek. Dla każdego z poniższych połączeń użyj otworu na każdym styku ATmega168, który znajduje się najbliżej otwartego chipa; to pozostawi ostatni otwór w każdym z rzędów 1-8 otwarty na kabel do programowania. Połącz piny 7 i 20 długością przewodu (VCC do AVCC)Połącz piny 8 i 22 długością przewodu (GND do AGND)Podłącz rezystor 10K od pinu 1 do pinu 7 (RES do VCC)Podłącz kondensator.1uf od pinu 7 do pinu8Podłącz zewnętrzne piny oscylatora do pinów 9 (XTAL1) i 10 (XTAL2) ATmega168. Nie ma znaczenia który z pinów łączy się z którym pinem ATmega. Środkowy pin oscylatora podłączamy do pinu 8 (GND)Jeżeli masz linie magistrali zasilającej na swojej płytce stykowej to proponuję podpiąć szynę + (czerwona) do pinu 20 i szyna - (niebieska) do pinu 22. To trochę zła forma (podłączenie do strony analogowej w celu podłączenia zasilania dla innych rzeczy), ale jeśli twoja płytka stykowa jest tego samego rozmiaru co moja, wypełniłeś już wszystkie dostępne otwory dla pin 7. Jeśli planujesz korzystać z zasilania USB, możesz teraz po prostu podłączyć kabel do programowania i wgrać szkice na płytkę (pamiętaj, aby połączyć piny wyboru zasilania na adapterze kabla za pomocą zworki, aby zasilić układ z USB). W przeciwnym razie musisz użyć baterii/regulatora napięcia/itp. do zasilania.

Krok 5: LUB Budowa płytki oscylatora wewnętrznego

Zbierz potrzebne części:- Płytka do krojenia chleba - Układ ATmega168- Kondensator.1uf (ceramika, poliester itp. nie ma większego znaczenia; wartość.047uf-.47uf powinna być w porządku)- Rezystor 10K (wartości ~3,3k- 20k powinno działać dobrze)- Krótkie odcinki przewoduZaprogramuj bootloader za pomocą programisty AVR: będziesz chciał użyć bootloadera lilypad (dołączony do wydania Arduino-0010, w sprzęcie/bootloaderach/lilypad). Używając programatora AVR, sflashuj bootloader. Na przykład w moim systemie OSX: 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 -pm168 -Pusb -e -u -Uefuse:s:0x00:m -Uhfuse:s:0xdd:m -Ulfuse:s:0xf2:mSkonfiguruj płytkę stykową:Umieść ATmega168 w płytce stykowej, rozkraczając środek. Dla każdego z poniższych połączeń użyj otwór na każdym pinie ATmega168, który jest najbliżej otwartego chipa; to pozostawi ostatni otwór w każdym z rzędów 1-8 otwarty na kabel do programowania. Połącz piny 7 i 20 długością przewodu (VCC do AVCC)Połącz piny 8 i 22 długością przewodu (GND do AGND)Podłącz rezystor 10K z pinu 1 do pinu 7 (RES do VCC) *Podłącz kondensator.1uf z pinu 7 do pinu 8Jeśli masz linie magistrali zasilającej na swojej płytce stykowej, sugeruję podłączenie szyny + (czerwona) do pinu 20 i szyna - (niebieska) do pinu 22. To trochę zła forma (podłączenie do strony analogowej w celu podłączenia zasilania dla innych rzeczy), ale jeśli twoja płytka stykowa ma taki sam rozmiar jak moja, wypełniłeś już wszystkie otwory dostępne dla pin 7. Jeśli planujesz korzystać z zasilania USB, możesz teraz po prostu podłączyć kabel do programowania i wgrać szkice na płytkę (pamiętaj, aby połączyć piny wyboru zasilania na adapterze kabla zworką do zasilania układu z USB). W przeciwnym razie musisz użyć baterii/regulatora napięcia/itp. do zasilania. Pamiętaj, że zawsze będziesz chciał używać 5V do programowania za pomocą oprogramowania Arduino; inne napięcia spowodują znaczne zmiany prędkości zegara i prawdopodobnie spowodują niepowodzenie komunikacji (a tym samym programowania). menu.

2008 10-02 FIXED - został nieprawidłowo umieszczony jako pin 1 do pinu 10 w oryginale

Krok 6: Połączenia do rozwoju Arduino

Zauważ, że szpilki na ATmega168 nie są oczywiście mapowane na nazwy Arduino.

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

Krok 7: Niektóre źródła części

Zauważ, że nie użyłem konkretnych kondensatorów i nagłówków wymienionych poniżej w tej instrukcji, więc ich wygląd może się nieznacznie różnić od wskazówek tutaj. Jeśli masz jakieś problemy, daj mi znać.- Kabel USB FT232RL- Mouser: nagłówki z rozstawem 0,1", 36-pinowe, proste - oderwij 8 pinów do adaptera kabla i użyj reszty do innych projektów- Mouser: rozstaw 0,1" listwy, 36-pinowe, kątowe - oderwać 8 pinów do adaptera kabla- Płytka PC do adaptera kabla- Mouser:10K Rezystory- Mouser:.1uF Kondensatory- płytki stykowe Pololu lub Ada Fruit- Chipy ATmega168 Mouser:nieprogramowane lub Ada Fruit:programowane - Mouser: oscylatory 16 Mhz