Плата печатная arduino: Делаем собственный аналог Ардуино Уно своими руками
Делаем собственный аналог Ардуино Уно своими руками
В уроке мы покажем вам, как сделать свою собственную плату Arduino Uno своими руками, используя микроконтроллер ATmega328p IC. В итоге вы сможете понимать как в дальнейшем делать аналоги любых плат, плюс создавать свои. Может быть вы даже откроете свою компанию по производству плат и микроконтроллеров.
Так как Ардуино является платформой с открытым исходным кодом, довольно легко узнать о внутренностях и деталях всего того, что делает Arduino тем, чем она является. Таким образом, в этом уроке мы рассмотрим схему Arduino Uno, немного изменим ее в соответствии с нашими потребностями, изготовим под нее печатную плату и припаяем необходимые компоненты для создания финального продукта.
Мы не будем использовать какие-либо SMD-компоненты для создания своей версии Arduino Uno, потому что не у всех есть паяльная станция, а иногда найти SMD-компоненты очень сложно. Кроме того, наш метод в большинстве случаев дешевле, чем компоненты SMD. Для тех кто, только начинает разбираться в электронике — технологию поверхностного монтажа печатных плат также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (англ. surface mount technology) и SMD-технология (от англ. surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность), а компоненты для поверхностного монтажа также называют «чип-компонентами».
Шаг 1. Изменения в оригинальной версии
Прежде всего давайте поговорим об изменениях, которые собираемся внести в оригинальную схему Arduino Uno, которую вы можете увидеть выше или скачать ниже.
Изменения будут следующими:
- Мы не будем использовать какие-либо компоненты SMD. Все элементы будут в формате сквозных отверстий.
- Мы не нашли ни одного чипа FTDI в формате сквозного отверстия, поэтому преобразование USB в TTL не будет выполняться. Для программирования нового Arduino будет использоваться отдельная отладочная плата FTDI.
- Оригинальный Arduino использует компаратор Mosfet, чтобы определить, подключаем ли мы плату с помощью источника питания USB или постоянного тока. Но в нашей версии мы будем вручную переключать это с помощью перемычки.
- Традиционно используется микросхема LP2985 от Texas Instruments, чтобы получить источник питания 3,3 В на борту. Но из-за недоступности платы в формате TH мы будем использовать простой линейный регулятор. Таким образом, LM1117 должен быть очевидным выбором, но чтобы сохранить стоимость изготовления еще ниже, мы будем использовать LM317 с R1 и R2 как 240E и 390E соответственно.
- Последнее, что нужно на плате, — это достаточное количество линий питания и два разъема для каждого порта IO ввода-вывода. Поэтому мы будем размещать ряд разъемов папа и мама вокруг платы, что поможет подключить большее количество устройств непосредственно к Arduino.
Учитывая все изменения, мы можем записать окончательный список компонентов.
Шаг 2. Необходимые компоненты
Компоненты, которые вам нужны для этого проекта. Везде, где количество не указано, считайте его единственным.
- Микроконтроллер Atmel Atmega328p-pu
- 28-контактная база IC
- 16 МГц кварцевый генератор
- конденсатор 22 пФ — 2 шт.
- конденсатор 100 нФ — 4 шт.
- Электролитический конденсатор 100 мкФ — 3 шт.
- 3 мм красный светодиод — 2 шт.
- 330E 1/4W резистор — 2 шт.
- 240E 1/4W резистор — 1 шт.
- 390E 1/4W резистор — 1 шт.
- 10K 1/4W резистор — 1 шт.
- Кнопка для сброса
- Диод общего назначения 1N4007
- Линейный регулятор напряжения 7805
- Линейный регулятор переменного напряжения LM317
- DC разъем мама
- 2-контактный винтовой клеммный блок
- много разъемов «папа» и «мама»
Кроме всего вышеперечисленного для своей собственной Arduino Uno вам также понадобится паяльное оборудование и некоторые аппаратные средства, чтобы облегчить жизнь.
Вам также понадобится программатор USBASP ICSP или конвертер USB в TTL, такой как FTDI для программирования Arduino с вашего компьютера.
Вот проектная спецификация от компании Easyeda:
Собираем все компоненты и переходим к следующему шагу.
Шаг 3. Рисуем окончательную схему
Чтобы нарисовать окончательную схему, использовали Easyeda, набор инструментов EDA на основе веб-технологий. На этом портале очень просто рисовать большие схемы. Также это онлайн сервис. Таким образом, благодаря удобству использования что-то лучшее найти сложно. Рекомендуем вам использовать в своих проектах. Схема, которая разработана может быть скачена по ссылке ниже, PDF документ:
Шаг 4. Создаем печатную плату
Как только схема завершена, пришло время сделать печатную плату. Мы использовали веб-сайт JLCPCB (ссылка), чтобы сделать печатную плату. Эти ребята являются одними из лучших в производстве печатных плат в последние дни.
После завершения проектирования схемы преобразуйте ее в печатную плату и спроектируйте печатную плату на веб-сайте easyEDA (ссылка). Будьте терпеливы. Ошибка на этом шаге испортит вашу печатную плату. Проверьте несколько раз перед генерацией файла gerber. Вы также можете проверить 3d модель вашей платы здесь. Нажмите на создание файла gerber и оттуда вы можете напрямую заказать эту плату через JLCPCB. Загрузите файлы gerber, выберите правильную спецификацию, ничего не меняйте в этом разделе. Оставьте как есть. Это достаточно хорошие настройки для старта. Разместите заказ. Вы получите его через 1-2 недели.
Шаг 5. Пайка компонентов
После того, как вы получили печатную плату, пришло время припаять компоненты на неё, чтобы сделать конечный продукт. В этом нет ничего сложного. Просто держите распечатку схемы перед собой и начинайте размещать компоненты по одному на печатной плате. Убедитесь, что после завершения этого шага нет короткого замыкания по питанию и заземлению.
Одна вещь, которую стоит пояснить, заключается в том, что значения конденсаторов не обязательно должны быть идеальными. Нечто близкое к тем величинам, что мы обсуждали выше, вполне будет работать. То же самое касается резисторов. Но сохраните значения R1 и R2 LM317.
Одна вещь, которую вы можете найти странной, что у arduino, который мы сделали, есть две кнопки сброса. На самом деле, когда разрабатывали макет, использовали четырехконтактную кнопку для справки. Но во время пайки стало понятно, что у нас её нет. Поэтому мы припаяли 2 двухполюсных переключателя сброса на место. Там нет ничего особенного.
Шаг 6. Запуск загрузчика на микроконтроллере
Если вы используете конвертер USB — TTL для программирования микроконтроллера, тогда загрузчик Arduino должен быть установлен в новый чип atmega328p. Об этом мы сделаем следующий большой урок. После этого процесс загрузки кода будет точно таким же, как и в обычной Arduino.
Если вы используете программатор ICSP, то есть программатор USBASP, тогда этот шаг не нужен. Но процесс загрузки кода немного отличается.
Шаг 7. Программируем Ардуино
Подключите коммутационную плату к Arduino и подключите её к компьютеру. Откройте диспетчер устройств и наблюдайте за com-портом конвертера usb — ttl. В Arduino IDE выберите com-порт и плату правильно. Теперь здесь начинается сложная часть.
Если ваша плата FTDI имеет вывод DTR и она подключена для сброса, просто сохраните программу и загрузите ее в Arduino как обычно. Ошибки не будет. Но если у вас нет пина DTR, как у нас, то, прежде чем нажать кнопку загрузки, удерживайте кнопку сброса на плате, а затем нажмите кнопку загрузки. Удерживайте кнопку до тех пор, пока программа не скомпилируется, когда IDE говорит «загрузка», затем отпустите переключатель сброса. Затем код будет загружен.
Шаг 8. Итоговый результат
Здесь вы можете увидеть, что мы загрузили 3-контактный код в новую arduino, и все работает, как и предполагалось. Используя только 3 контакта, мы контролируем 6 светодиодов с промежутком 200 мс между ними. Мы проверяли другие программы, все они работают без нареканий.
схема, как сделать контроллер [Амперка / Вики]
В этот статье мы расскажем как своими руками собрать Arduino на обычной макетной плате.
Для этого нам понадобится микроконтроллер ATmega328 — такой же как и в оригинальной Arduino Uno.
Распиновка ATmega328
В начале работы с любым микроконтроллером необходимо изучить его распиновку. После этого уже можно приступать к сборке необходимой обвязки.
Ниже представлена распиновка микроконтроллера ATmega328.
Сборка Arduino на макетной плате
Необходимые компоненты
Для работы с микроконтроллером понадобятся:
Конденсатор 22 пф
Схема сборки
Соберите на макетной плате компоненты по следующей схеме:
Эксперимент «маячок» из Матрёшки
Добавьте к схеме светодиод на 13 пине. Для этого повторите первый эксперимент из набора Матрёшка Z — маячок.
Обратите внимание, 13 пин Arduino, это не 13 ножка микроконтроллера. Чтобы найти нужный пин, воспользуйтесь распиновкой ATmega328
Схема эксперимента собрана. Осталось прошить нашу Arduino.
Прошивка ATmega328
У микроконтроллера нет собственного USB-порта. К компьютеру его можно подключить одним из двух способов:
Рассмотрим их подробнее.
Прошивка ATmega328 через USB-UART преобразователь
Для сборки программатора нам понадобится:
Собранная в предыдущем эксперименте схема
Соберите следующую схему
Аппаратная часть готова. Теперь скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE и прошейте свой контроллер.
Прошивка ATmega328 через Arduino Uno
Для сборки программатора нам понадобится:
Собранная в предыдущем эксперименте схема
Порядок сборки:
Аккуратно извлеките из платы Arduino Uno микросхему ATMega328P. Не беспокойтесь, вы сможете вставить её обратно позднее.
Соберите следующую схему
Аппаратная часть готова. Теперь скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE и прошейте свою плату.
Собираем Arduino UNO своими руками
Мастер называет этот модуль Freeduino (Фридуино). По сути это та же плата Arduino UNO, но собранная самостоятельно навесным монтажом. Конечно, можно купить готовую плату, но искусство ради искусства присуще не только художникам, но радиолюбителям.
Инструменты и материалы:
-Паяльные принадлежности;
-Латунная проволока;
-Маркер;
-Бумага;
Об остальных материалах, дабы ничего не напутать, будет рассказано по ходу статьи.
Шаг первый: понимание схемы Arduino UNO
Прежде чем приступить к пайке, нужно было понять, что именно находится на плате Arduino UNO. Мастер разделил схему на 4 блока:
ATmega328 MCU
ATmega328P PDIP
16 МГц кварцевый генератор
Конденсаторы
Цепь питания
Регулятор от 7-12 В до 5В
Регулятор от 5 В до 3,3 В
USB / входной разъем, схема автоматического выбора
защита от обратного тока
Схема USB-UART
Разъем USB
Чип последовательного преобразователя (ATMEGA8U2-MU) с осциллятором и разделительными конденсаторами
Сигнальные светодиоды
индикатор питания
светодиод по умолчанию (D13)
Светодиоды TX / RX
Шаг второй: ATmega328 MCU и дорожки
Монтаж мастер начинает с микроконтроллера ATmega328 и дорожек цифрового и аналогового ввода / вывода. Arduino UNO имеет продуманную компоновку дорожек, которая хорошо соответствует компоновке 28 контактного DIP-пакета ATMEGA328. Дорожки не пересекаются, а идут параллельно друг другу. Мастер делает бумажный шаблон дорожек с оригинальной платы Ардуино и из проволоки изготавливает дорожки аналогичной формы. Припаивает и к микроконтроллеру.
Единственный внешний компонент для ATmega328, после монтажа которого устройство может работать, — это внешний генератор с частотой 16 МГц. Для его работы нужны два конденсатора 22 пФ. Мастер монтирует детали согласно семы. Минимальное аппаратное обеспечение для ATmega328P готово. Теперь можно сделать первый тест с программатором USBasp через интерфейс AVR ISCP.
Шаг третий: цепь питания
Мастер сделал для проекта рамку из монтажной платы, которая удерживает детали на месте, оставляя достаточно места для пайки.
ATmega328 питается от 5В. Arduino UNO имеет два источника питания — 7-12В и 5В через разъем USB. Он также обеспечивает источник питания 3,3 В для внешних компонентов. Т.е на устройстве размещены два регулятора мощности. Сначала нужно преобразовать 7-12 В в 5 В, а затем преобразовать 5 В в 3,3 В. Мастер использовал два регулятора AMS1117 5 В и 3,3 В. В схеме так же присутствуют конденсаторы смонтированные в соответствии с рекомендациями в технических описаниях.
Мастер спаял силовую цепь отдельно, а затем смонтировал ее на устройство. Мастер не устанавливал элементы автоматического выбора, и элементы защиты от обратного тока, чтобы не усложнять сему. При правильном и внимательном подключении устройства к источнику питания, они не нужны.
Шаг четвертый: схема USB-UART
Эта деталь важна, если вы хотите загружать свои наброски через Arduino IDE. Оригинальный Arduino UNO R3 использует ATMEGA8U2-MU, который хорош, но слишком мал. Я решил установить чип Ch440C. Он имеет подходящий пакет SOP-16 и требует только 4 внешних компонента — разделительный конденсатор, конденсатор сброса и два линейных резистора Tx / Rx. Тот факт, что внешний кристалл не нужен, значительно упрощает всю схему.
Шаг пятый: сигнальные светодиоды
Мастер устанавливает светодиоды SMD 1206 для сигнализации питания, L, Tx, Rx. Монтаж SMD компонентов достаточно сложен. Сначала мастер припаял к светодиодам резисторы, тоже форм-фактора SMD, а затем установил их на плату.
Затем мастер проверяет и работу.
Сначала он подключил внешний источник питания для проверки светодиодов питания. Все сигнализаторы напряжения были в порядке, и мастер подключил программатор USBasp. Все заработало с первой попытки, значит кварцевый генератор работает и все контакты подключены правильно. Последним шагом было подключение USB-кабеля, и попытка загрузить моргающий эскиз. Результат можно посмотреть на видео.
Шаг шестой: основание
Модуль Freeduino получился довольно красиво, но неустойчивым. Тогда мастер решил сделать для него основание, а чтобы это было красиво, основание будет сделано из эпоксидной смолы.
На 3D-принтере он напечатал форму, установил в форму устройство и залил эпоксидкой. После отверждения смолы он убрал форму и отполировал основание.
Все готово.
Источник (Source)
Становитесь автором сайта, публикуйте собственные статьи, описания самоделок с оплатой за текст. Подробнее здесь.
Разводка печатной платы Arduino-проекта во Fritzing
Сегодня я продолжу серию публикаций, посвященных среде разработки Fritzing. Я уже разбирал в одной из своих публикаций как создать схему соединений, а в другой создание на ее основе принципиальной схемы нашего Arduino-проекта. Следующим шагом будет создание схемы печатной платы.
Схема печатной платы
По-английски печатная плата звучит как PCB — printed circuit board и, именно, аббревиатура PCB часто встречается как термин.
В прошлый раз я остановился на том, что получилась примерно такая принципиальная схема
Прнципиальная схема
Переключаемся на вкладку мы увидим, что наши компоненты расположены хаотично, но уже в рамках серого прямоугольника, который и является макетом нашей будущей печатной платы.
Вкладка Печатная плата
Следующим шагом будет уменьшение размеров нашей платы, ведь она должна быть как можно меньшего размера в большинстве случаев. Для этого просто выделяем контур платы
Изменение размеров печатной платы
и, схватившись за контур, уменьшаем его до необходимой величины. Забегая вперед скажу, что я оставил немного места для того, чтобы впоследствии разместить еще некоторую графическую информацию.
Так же как мы делали это и на принципиальной схеме, разместим компоненты так, чтобы будущие соединительные токопроводящие дорожки проходили, по-возможности, под прямым углом и не пересекались. Напомню, что мы може поворачивать компоненты, используя меню, выпадающее при нажатии правой кнопки мыши на выделенном элементе.
Размещаем компоненты на печатной плате
Чтобы сделать следующий шаг, щелкните на контур печатной платы и нижней правой части экрана в разделе , выберете количество слоев, которые будут использоваться на нашей печатной плате. Мы делаем простой проект, поэтому нам будет достаточно одного слоя, поэтому выбираем .
Выбираем количество слоев
После этого нажимаем в нижней части экрана Fritzing
Автотрассировка
и видим результат
Результат автотрассировки
Fritizng помог нам в преобразовании соединительных линий в потенциальные медные дорожки, но сделал это не совсем чисто. Придется ему помочь в доведениии токопроводящих дорожек «до ума».
Очищаем печатную плату от лишнего
Автотрассировщик создал для нас несколько лишних изгибов дорожек. Наведите курсор мыши на любой из крошечных оранжевых кругов, на проводе.
Выбираем точку изгиба
Когда наша точка изгиба «посинеет», щелкните правой кнопкой мыши и выберите .
Удаляем точку изгиба
Удалим все лишние точки изгиба и получим в итоге что-то типа этого
Дорожки без лишних линий изгиба
Выберите соединительную дорожку и переместите курсор мыши в нижнюю часть панели инструментов в правой части экрана Fritzing.
Выделите токопроводящую дорожку
В разделе выберем самое большое значение из доступных. У нас небольшая плата с маленьким количеством деталей, а более широкая дорожка позволит нам допустить больше погрешностей в процессе травления печатной платы.
Выбираем ширину проводника
Повторим этот процесс со всеми имеющимися у нас на плате дорожками и получим уже, практически готовую, печатную плату.
Все проводники нужной толщины
На сегодня у меня все. Не забываем сохранить наш файлик.
В следующей публикации, посвященной Fritzing я расскажу как добавить некоторые элементы дизайна на нашу печатную плату.
Разрабатываем Arduino-проекты во Fritzing
Принципиальная схема на Fritzing
Дорабатываем дизайн печатной платы во Fritzing
Fritzing — экспортируем макет печатной платы
Библиотека компонентов Fritzing
Создаем свой компонент Fritzing — часть 1
Создаем свой элемент Fritzing — часть 2
Еще по этой теме
Урок 4. Как использовать макетную плату
Из Википедии: Макетная плата — универсальная печатная плата для сборки и моделирования прототипов электронных устройств. Макетные платы подразделяются на два типа: для монтажа посредством пайки и без таковой.
Макетная плата — важный элемент при работе с Arduino. Это устройство позволяет вам создавать прототипы вашего проекта Arduino без необходимости непрерывной пайки схем. Использование макета позволяет создавать временные прототипы и экспериментировать с различными схемами. Внутри отверстий (точек крепления) пластикового корпуса находятся металлические зажимы, которые соединены друг с другом полосками из проводящего материала.
Следует отметить, что макетная плата не работает сама по себе и нуждается в подаче питания на нее от платы Arduino с помощью перемычек. Эти провода также используются для формирования схемы путем соединения резисторов, переключателей и других компонентов вместе.
Вот изображение того, как выглядит законченная схема Arduino при подключении к макету.
Макеты позволяют нам создавать временные электрические соединения между компонентами, чтобы мы могли проверить цепи, прежде чем мы окончательно спаяем их вместе. Всё что мы будем делать дальше в этом курсе будет на макете, чтобы мы могли повторно использовать компоненты и быстро вносить изменения в схему.
Как я уже сказал выше — макеты имеют ряды отверстий, в которые можно подключить провода или другие электрические компоненты. Некоторые из этих отверстий электрически связаны друг с другом с помощью металлических полос на нижней стороне макета. Ниже поговорим о том, как работают соединения.
На каждой стороне макета два ряда отверстий соединены по всей длине платы (изображения выше и ниже).
Как правило, вы подключаете эти длинные «рельсы» к 0 В (также называется «земля») и к любому напряжению, которое вы используете для питания (в этом курсе мы будем использовать 5 В от Arduino), чтобы эти подключения были доступны везде на плате. В этом случае первое, что вы хотите сделать, это подключить эти соединения к вашему Arduino, как показано на рисунке ниже.
Обратите внимание, как я подключил заземление к ряду, помеченному «—», и 5 В к ряду, помеченному «+». Плюс и минус я более четко отметил на изображении ниже. Но стоит заметить, что на вашем макете может не быть отмеченных плюсов и минусов.
Замечание! Иногда горизонтальные полосы могут в длинных макетах соединять только половину отверстий и в таком случае используйте провода-перемычки для завершения всех соединений (см. изображение ниже).
Остальные отверстия в макете сгруппированы в пять рядов в центре макета:
Здесь вы будете соединять электрические компоненты друг с другом, образуя цепи. В любом случае, в следующих уроках, когда мы будем собирать реальные устройства, мы сможем более детально поработать с макетной платой и увидим все плюсы её использования.
Плата Arduino Uno — описание, схема, распиновка
Arduino Uno – плата от компании Arduino, построенная на микроконтроллере ATmega 328.
Плата имеет на борту 6 аналоговых входов, 14 цифровых выводов общего назначения (могут являться как входами, так и выходами), кварцевый генератор на 16 МГц, два разъема: силовой и USB, разъем ISCP для внутрисхемного программирования и кнопку горячей перезагрузки устройства. Для стабильной работы плату необходимо подключить к питанию либо через встроенный USB Разъем, либо подключив разъем питания к источнику от 7 до 12В. Через переходник питания плата также может работать и от батареи формата Крона.
Основное отличие платы от предыдущих – для взаимодействия по USB Arduino Uno использует отдельный микроконтроллер ATmega8U2. Прошлые версии Arduino использовали для этого микросхему программатора FTDI.
Несложно догадаться, что благодаря своему итальянскому происхождению, слова “Arduino” и “Uno” взяты именно из этого языка. Компания назвалась “Arduino” в честь короля Италии 11 века Ардуина, а Уно переводится с итальянского как “первый”.
Печатная плата Arduino Uno является Open-Hardware, поэтому все ее характеристики доступны в открытом доступе.
Длина и ширина платы составляют 69 мм x 53 мм.
Силовой и USB разъемы выступают за границы печатной платы на 2 мм.
Расстояние между выводами соответствует стандарту 2.54 мм, однако расстояние между 7 и 8 контактами составляет 4 мм.
Плата Arduino Uno имеет на борту 3 способа подключения питания: через USB, через внешний разъем питания и через разъем Vin, выведенный на одну из гребенок сбоку. Платформа имеет на борту встроенный стабилизатор, позволяющий не только автоматически выбирать источник питания, но и выравнивать ток до стабильных 5 вольт, необходимых контроллеру для работы.
Внешнее питание можно подавать как напрямую от USB порта компьютера, так и от любого AC/DC блока питания через разъем питания или USB.
На плате предусмотрено несколько выводов, позволяющих запитывать от нее подключенные датчики, сенсоры и актуаторы. Все эти выводы помечены:
- Vin – вход питания, используется для получения питания от внешнего источника. Через данных вывод происходит только подача питания на плату, получить оттуда питание для внешних устройств невозможно. На вход Vin рекомендуется подавать напряжение в диапазоне от 7В до 20В, во избежании перегрева и сгорания встроенного стабилизатора.
- 5V – источник пятивольтового напряжения для питания внешних устройств. При получении питания платой из любых других источников (USB, разъем питания или Vin) на этом контакте вы всегда сможете получить стабильное напряжение 5 вольт. Его можно вывести на макетную плату или подать напрямую на необходимое устройство.
- 3V3 – источник 3.3 вольтового напряжения для питания внешних устройств. Работает по такому-же принципу, что и контакт 5V. С данной ножки также можно вывести напряжение на макетную плату, либо подать на необходимый датчик/сенсор напрямую.
- GND – контакт для подключения земли. Необходим для создания замкнутой цепи при подключении к контактам Vin, 5V или 3V3. Во всех случаях ножку GND необходимо выводить как минус, иначе цепь не будет замкнута и питание (что внешнее, что внутреннее) не подасться.
Платформа Arduino Uno имеет на борту микроконтроллер ATmega328, который обладает Flash, SRAM и EEPROM памятью.
- FLASH – 32kB, из которых 0.5kB используется для хранения загрузчика
- SRAM (ОЗУ) – 2kB
- EEPROM – 1kB (доступна с помощью библиотеки EEPROM)
На плате выведены 14 цифровых пинов (контактов), любой из которых может работать как на вывод информации, так и на ввод. Для этого в коде программ применяются специальные функции:
Функция pinMode служит для задания режима работы контакта, будет-ли он работать на выход или на вход. В данной функции задается номер контакта, которым мы в дальнейшем собираемся управлять.
digitalRead()
Функция считывает текущее значение с заданного контакта – его значение может быть HIGH или LOW.
digitalWrite()
Функция передает определенное значение на заданный контакт – оно может быть HIGH или LOW.
Все выводы обладают пятивольтовой логикой, то есть выдают логическую единицу как напряжение 5В.
Каждый вывод платы имеет нагрузочный резистор номиналом 20-50 кОм и может пропускать до 40 мА, но по умолчанию все они отключены.
Также, на контактных площадках Arduino Uno выведены специальные интерфейсы подключения различных цифровых устройств:
Arduino Uno имеет на своей платформе 6 аналоговых входов с разрешением 10 Бит на каждый вход. Данное разрешение говорит нам о том, что сигнал, приходящий на него, можно оцифровать в диапазоне от 0 до 1024 условных значений.
Считывать значения с данных контактов можно функцией analogRead(), а передавать значения – функцией analogWrite().
Так как Arduino Uno обладает пятивольтовой логикой, то и значение будет находиться в диапазоне от 0 до 5 вольт, однако при помощи функции analogReference() можно изменять верхний предел.
Данные выводы используются для обмена данными по протоколу UART. Контакт RX используется для получения данных, а контакт TX – для их отправки. Эти выводы подключены к соответствующим контактам последовательной шины схемы ATmega8U2 USB-to-TTL, выступающей в данном контексте в роли программатора.
Данные контакты могут конфигурироваться на вызов различных прерываний, когда программа останавливает выполнение основного кода и производит выполнение кода прерывания.
Вызов прерывания может быть задан по-разному:
- на младшем значении
- на переднем или заднем фронте
- при изменении значения
Более подробно прерывания описаны в отдельной статье нашей Вики.
С помощью данных контактов происходит подключение периферии, работающей через интерфейс SPI. Для работы с данным интерфейсом в среде Arduino IDE предусмотрена отдельная библиотека с одноименным названием.
При помощи данных контактов к Arduino можно подключать внешние цифровые устройства, умеющие общаться по протоколу I2C. Для реализации интерфейса в среде Arduino IDE присутствует библиотека Wire.
Для проверки вашего кода по ходу его написания, самый удобный способ индикации – встроенный светодиод. Подав значение HIGH на 13 контакт, он загорается на плате красным цветом, тем самым показывая, что условие вашей программы выполнилось (или наоборот, что-то пошло не так). 13 контакт удобно использовать в коде программы для проверки ошибок и отладки.
Кстати, хотим заметить, что последовательно к 13-ому контакту подключен резистор на 220 Ом, поэтому не стоит использовать его для вывода питания ваших устройств.
Помимо всех вышеперечисленных, на платформе Uno имеется еще 2 дополнительных контакта.
AREF
Данный контакт отвечает за определение опорного напряжения аналоговых входов платформы. Используется только с функцией analogReference().
RESET
Данный контакт необходим для аппаратной перезагрузки микроконтроллера. При подаче сигнала низкого уровня (LOW) на контакт Reset, происходит перезагрузка устройства.
Данный контакт обычно соединен с аппаратной кнопкой перезагрузки, установленной на плате.
Для осуществления связи с внешними устройствами (компьютером и другими микроконтроллерами) на плате существует несколько дополнительных устройств.
На контактах 0 (RX) и 1 (TX) контроллер ATmega328 поддерживает UART – последовательный интерфейс передачи данных. ATmega8U2, выполняющий на плате роль программатора, транслирует этот интерфейс через USB, позволяя платформе общаться с компьютером через стандартный COM-порт. Прошивка, установленная в контроллер ATmega8U2, имеет на борту стандартные драйверы USB-COM, поэтому для подключения не потребуется никаких дополнительных драйверов.
Внимание! На платах китайского производства, вместо контроллера ATmega8U2 используется другой программатор – Ch440G, который не распознается Windows в автоматическом режиме. Для него необходимо установить дополнительный драйвер, о чем подробно написано в нашем блоге – Установка драйверов микросхемы Ch440G для Arduino.
При помощи мониторинга последовательной шины, называемого Serial Monitor, среда Arduino IDE посылает и получает данные от Arduino. При обмене данными на плате видно мигание светодиодов RX и TX. При использовании UART-интерфейса через контакты 0 и 1, светодиоды не мигают.
Плата может взаимодействовать по UART-интерфейсу не только через аппаратным, но и через программным способом. Для этого в среде Arduino IDE предусмотрена библиотека SoftwareSerial.
Также, на плате предусмотрены выводы основных интерфейсов взаимодействия с периферией: SPI и I2C (TWI).
Платформа Arduino Uno, как и все другие Arduino-совместимые платформы, программируется в среде Arduino IDE. Для работы с ней в настройках программы необходимо выбрать нужную платформу. Это можно сделать в верхнем меню -> Tools -> Boards -> Arduino UNO.
Выбор микроконтроллера зависит от того, какой стоит именно на вашей плате. Обычно это ATmega328.
Плата как правило поставляется уже прошитая необходимым загрузчиком и должна определяться системой в автоматическом режиме (за исключением плат на основе программатора Ch440G). Связь микроконтроллера с компьютером осуществляется стандартным протоколом STK500.
Помимо обычного подключения, на плате также размещен разъем ISCP для внутрисхемного программирования, позволяющий перезаписать загрузчик или загрузить прошивку в контроллер в обход стандартного программатора.
Обычно, в микроконтроллерах перед загрузкой кода предусмотрен вход платы в специальный режим загрузки, однако Arduino Uno избавлена от данного действия для упрощения загрузки в нее программ. Стандартно, перед загрузкой каждый микроконтроллер получает сигнал DTR (digital reset), но в данной плате вывод DTR подключен к микроконтроллеру ATmega8U2 через 100 нФ конденсатор и программатор сам управляет процессом загрузки новой прошивки в контроллер. Таким образом, загрузка прошивки происходит моментально после нажания кнопки Upload в среде Arduino IDE.
Эта функция имеет еще одно интересное применение. Каждый раз при подключении платформы к компьютеру с OC Windows, MacOS или Linux, происходит автоматическая перезагрузка платы и в следующие полсекунды на плате работает загрузчик. Таким образом, для избежания получения некорректных данных, во время загрузки прошивок происходит задержка первых нескольких байтов информации.
Arduino Uno поддерживает отключение автоматической перезагрузки. Для этого необходимо разорвать линию RESET-EN. Еще один способ отключения автоматической перезагрузки – подключение между линиями RESET-EN и линией питания 5V резистора номиналом 110 Ом.
Для защиты USB порта компьютера от обратных токов, короткого замыкания и сверхнагрузки, на платформе Arduino Uno встроен автоматический самовостанавливающийся предохранитель. При прохождении тока питания более 500 мА через USB порт, предохранитель автоматически срабатывает и размыкает цепь питания до тех пор, пока значения тока не вернуться к нормальным.
ЛУТ на виниле или домашняя Arduino Mini / Хабр
Здравствуйте, изначально статья задумывалась как обзор плоттерного винила Oracal 651 в качестве замены фотобумаги для переноса тонера. Однако, в качестве примера я выбрал самодельную версию Arduino Mini (ATMega8) и решил довести статью до логического завершения.
Винил выгодно отличается от фотобумаги и разного рода подложек — процесс изготовления платы становится менее трудоемким и более экономичным, о самом ЛУТ можно почитать здесь.
Содержание
⇑ Печать платы
Для переноса тонера на плату я буду использовать винил Oracal 651 (подсмотрел здесь). Компания Oracal уже известна среди радиолюбителей за свою основу для самоклеющуюся пленки, она тоже подходит для ЛУТ и обладает похожими свойствами.
Данный материал можно купить в компаниях занимающихся печатью по винилу (рекламные агенства, стикеры и т.д.), либо заказать на ибее.
Самый важный плюс этого материала — он самоклеющийся.
Это свойство позволяет нам использовать ровно столько винила, сколько нам нужно, без необходимости выбрасывать мелкие обрезки, а так же не требует хитрых манипуляций для скармливания принтеру.
В результате мы можем смело изготавливать единичные устройства небольшого размера не заботясь о расходе материала.
Для начала я печатаю плату на обычной бумаге A4, затем ориентируясь на просвет наклеиваю кусочек винила.
И печатаю еще раз (не забываем выключить все опции экономии тонера).
Зачищаем печатную плату и накладываем отпечатанное изображение.
Перевод тонера утюгом делается по стандартной схеме: плата вкладывается в бумажный «конверт» для распределения давления, под конвет имеет смысл подложить металлический предмет для отвода тепла, дальше мы просто прижимаем горячий утют (я выставляю температуру на максимум) к плате на 10-15 секунд, аккуратно приглаживаем края платы и готово.
Заготовку стоит остудить в холодной или теплой воде, это поможет размягчить бумагу использованную в качестве подложки.
Дальнейшее очень обрадует любителей печатать с помощью фотобумаги — нет необходимости корпеть по несколько минут над платой стирая куски бумаги и подчищая дорожки, винил снимается безропотно и не оставляет следов. Первый раз я даже удивился столь черному тонеру. 🙂
Для ретуширования плохо переведенных дорожек я использую обыкновенную гелевую ручку. Перманентный маркер для этих целей подходит гораздо лучше, но ручкой получается аккуратнее (даже дорожки в 0.3-0.2 мм подкрашиваются без проблем). Особенность этого метода — гель сохнет достаточно долго, так что либо ждите, либо ищите фен для волос. 🙂
⇑ Травление платы
В качестве раствора используется подогретое хлорное железо, плата расположена «лицом вниз». Для ускорения процесса травления заготовку стоит периодически потряхивать. Раньше за меня эту работу делал вибро-моторчик от телефона Nokia, но, по моей неосторожности, он пал смертью храбрых и растворился.
Во время травления стоит прибрать рабочее место и подготовиться к паянию и сверлению.
⇑ Сверление, резка, «покраска»
Найти дома 24 вольта для моторчика оказалось проблематично, пришлось разогнать стандартные 5 используя микросхему MC34063 (подробнее на easyelectronics.ru).
Тесктолит достаточно тонкий, легко режется ножницами.
Либо из-за плохого растворителя либо из-за свойств текстолита (что более вероятно) у меня никак не получалось отмыть тонер не оставив разводы на плате, смотрится это очень неряшливо и оставляет неприятное чувство на душе. После долгих размышлений я решил не бороться с проблемой, а использовать её себе во благо. Красим плату маркером не пригодившимся для подкраски дорожек. После смываем излишки ацетоном.
⇑ Лужение
Для лужения нам понадобится толстое жало и много флюса. 🙂
⇑ Пайка SMD компонентов
Паять SMD компоненты можно множеством способов (простым паяльником, в печке, на прожекторе и т.д.), я предпочитаю использовать фен (благо купить неплохую паяльную станцию можно без проблем и за небольшие деньги).
Используя тонкое скошенное жало мы нанесем немного припоя на места где будут располагаться наши компоненты. По сути, это простая замена паяльной пасты.
Пинцетом располагаем компоненты в положенных им местам.
Прогреваем плату феном, пинцетом помогаем компонентам смотреть в нужное направление.
В качестве перемычек я использую провод из витой пары, он не очень толстый и хорошо держит форму.
Почти готовый продукт, осталось припаять ножки. Дабы исключить перекосы в будущем, плату можно установить на макетку и подпаять боковые выводы.
Готово, «грязная» работа позади, теперь платы нужно отмыть и прошить.
Я использую токопроводящий флюс, его можно смыть зубной щеткой под потоком теплой воды, а можно закинуть платы в ультразвуковую ванну и пойти пить чай (две нижние платы были изготовлены ранее, я решил что лишняя ванна им не повредит).
⇑ Программирование
Чтобы превратить микроконтроллер на куске текстолита в полноценную Ардуину нам потребуется прошить bootloader, для этого можно использовать любой программатор, но ради единичной операции я беру саму Ардуину и скетч ArduinoISP.
Для загрузки скетчей подойдет любой переходник USB-UART, лично я спаял свой, с линией reset (плата будет перезагружаться сама во время загрузки скетча).
Переходник сделан на основе FT232, плата двухсторонняя. Сделана с первого раза с помощью того же винила (нужно совместить шаблоны на просвет и склеить края).
⇑ Шаг назад
Во время мойки и других операций часть черного покрытия смылась, поэтому я повторил покраску уже на готовой плате.
⇑ Конец
Готовый продукт: слева располагаются две платы на ATMega8, справа две на ATMega16 (различие в дополнительном светодиоде на 5 (PWM) ножке, можно плавно регулировать яркость). Белая ворона сверху — самая первая версия платы.
Толщина дорожек 0.33 мм, внешняя граница 0.1 мм. Себестоимость одной платы в районе 2-х долларов, можно смело оставлять в готовом устройстве.
DipTrace версии плат
P.S. Для версий с ATMega168, ATMega328 и выше стоит добавить дроссель к ножке AVCC, для ATMega8 это бесполезно, т.к. внутреннее сопротивление между AVCC и VCC порядка 6Ом.
UPD 21.04.2013
Используя фоторезистивную технологию и однокомпонентную маску с eBay можно добиться лучших результатов:
Дизайн печатной платы
Arduino UNO для Proteus ARES
Здравствуйте, друзья, надеюсь, у вас все хорошо, и вы весело проводите время. Сегодняшний пост, как следует из названия, посвящен дизайну печатной платы Arduino UNO в Proteus ARES. Я уже опубликовал в своем блоге библиотеку Arduino для Proteus, с помощью которой можно довольно легко запустить моделирование Arduino в Proteus. Но что, если вы хотите создать дизайн платы Arduino UNO в Proteus, то вам повезло, что вы читаете этот пост. 🙂
В одном из моих проектов я должен спроектировать печатную плату для Arduino в Proteus, поэтому я решил также разместить ее здесь, чтобы другие могли ее загрузить.Обычно дизайн печатной платы не требуется для Arduino, и я обычно беру Atmega328 из Arduino и использую его отдельно, но иногда, в зависимости от требований вашего проекта, вам также может потребоваться разместить саму Arduino на печатной плате, поэтому в таких случаях Arduino UNO PCB Design требуется. Используя эту конструкцию, вы можете поместить Arduino на печатную плату в перевернутом направлении, а затем вынуть контакты и использовать их по своему усмотрению. Вам также стоит взглянуть на Как делать дизайн печатных плат в Proteus ARES.
Позвольте мне дать вам небольшое представление о Proteus ARES, так как я не публиковал много руководств по нему. Когда вы устанавливаете программное обеспечение Proteus на свой компьютер, вы получаете два exe-файла, один из которых называется Proteus ISIS, а другой — Proteus ARES. Если вам нужно протестировать какую-то электронную схему, то есть спроектировать симуляцию, вы используете Proteus ISIS, а когда вам нужно разработать дизайн печатной платы, это делается в Proteus ARES. Поскольку здесь мы говорим о конструкции платы Arduino UNO, поэтому мы используем Proteus ARES.Вот список 10 лучших программ для проектирования печатных плат. Итак, приступим.
Дизайн печатной платы Arduino UNO для Proteus ARES
- Прежде всего, загрузите этот дизайн платы Arduino UNO, который я разработал в Proteus ARES.
Скачать Proteus ARES Design
- После загрузки откройте файл и распакуйте его на рабочем столе.
- Теперь дважды щелкните файл, чтобы открыть его, убедитесь, что вы уже установили программное обеспечение Proteus.
- Когда вы его откроете, он будет выглядеть примерно так, как показано на рисунке ниже:
- Теперь выберите весь дизайн печатной платы, щелкните его правой кнопкой мыши и выберите Make package , как показано на рисунке ниже:
- Когда вы щелкните на Make Package откроется новое всплывающее окно, как показано на рисунке ниже:
- Теперь в New Package Name вы можете дать ему любое имя, так как я дал ему Arduino Shield и может выбрать любое Категория пакета.
- После выбора этих параметров нажмите кнопку ОК, и этот дизайн платы Arduino UNO сохранится в вашей библиотеке Proteus ARES под тем именем, которое вы ему дали. Как и мой, сохраняется как щит Arduino.
- Теперь, когда вы хотите его использовать, вам просто нужно найти его, и он появится.
- Вы также можете прикрепить его к вашему пакету Arduino в Proteus ISIS, чтобы вы могли просто спроектировать схему в Proteus ISIS, а затем спроектировать печатную плату в Proteus ARES.
На сегодня это все, надеюсь, вы кое-что поняли.Это было довольно просто, но возникли проблемы, спрашивайте в комментариях, и я вам помогу. Увидимся в следующем уроке. А пока береги себя :).
купить arduino pcb онлайн — купить arduino pcb со скидкой на AliExpress
Отличные новости! Вы находитесь в нужном месте для платы arduino. К настоящему времени вы уже знаете, что что бы вы ни искали, вы обязательно найдете это на AliExpress. У нас буквально тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.
Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.
AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене.Каждый день вы будете находить новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку эта лучшая печатная плата Arduino вскоре станет одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что приобрели плату Arduino на AliExpress. Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.
Если вы все еще не уверены в печатной плате Arduino и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место для сравнения цен и продавцов.Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь. И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе.Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца. Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.
А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет. Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести pcb arduino по самой выгодной цене.
У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы. На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.
.