„Pasidaryk pats“„Arduino“kūrimas ant PCB ir keletas patarimų pradedantiesiems: 17 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Tai skirta kaip vadovas visiems, kurie lituoja savo „Arduino“iš rinkinio, kurį galima įsigyti iš „A2D Electronics“. Jame yra daug patarimų ir gudrybių, kaip sėkmingai jį sukurti. Taip pat sužinosite, ką daro visi skirtingi komponentai.

Skaitykite toliau ir sužinokite, ko reikia norint sukurti savo „Arduino“!

Šį projektą taip pat galite peržiūrėti mano svetainėje čia.

1 veiksmas: mini USB jungtis

Pirmoji litavimo dalis yra mini USB jungtis. Tai suteiks jūsų „arduino“maitinimą, kai bus baigtas, tačiau jo programavimui reikės RS232 / USB į nuoseklųjį adapterį. Pirmiausia įkišamas mini USB lizdas, kad galėtumėte jį įdėti, apversti plokštę taip, kad kaiščiai būtų nukreipti į viršų, tada padėkite ant stalo. Prieš įdėdami, šiek tiek sulenkite mini kaištį 2 kaiščių link plokštės priekio, kad jis gerai tilptų į PCB skyles. PCB svoris palaikys jungtį vietoje, ir jūs galite ją lituoti.

2 žingsnis: pritvirtinkite antraštes

Smeigtuko antraštės yra kitos dalys. Turite turėti 6 kontaktų x2, 8 kontaktų x2 ir 10 kontaktų x1 moterų antraštes. Vyriška antraštė 3 × 2 taip pat reikalinga ICSP (In Circuit Serial Programming) antraštei. Visi jie eina aplink lentos išorę ir puikiai tinka savo vietose. Lituokite juos tuo pačiu metodu, kaip ir USB lizdas, darydami po vieną antraštę. Antraštės turi būti visiškai statmenos PCB. Norėdami tai pasiekti, lituokite tik vieną antraštės kaištį, tada, laikydami rankoje antraštę, vėl ištirpinkite lydmetalį ir perkelkite antraštę į statmeną padėtį. Įsitikinkite, kad ji taip pat priglunda prie lentos per visą ilgį. Laikykite jį tokioje padėtyje, kol lydmetalis sukietės, tada toliau lituokite kaiščius.

3 žingsnis: IC lizdas

Greitas patarimas likusiems komponentams lituoti: Visus komponentų laidus pirmiausia galima perkišti per plokštę, tada sulenkti į šoną, kad apversdami komponentai liktų plokštėje. Taip bus daug lengviau lituoti, nes komponentai laikysis savo vietose.

Pradėkite įdėdami 28 kontaktų IC lizdą. Įsitikinkite, kad viename gale esantis taškas yra sulygiuotas su piešiniu ant PCB. Tai leidžia jums žinoti, kaip įdėti „AtMega328P“mikrovaldiklį. Nors šio lizdo kaiščiai yra trumpesni nei rezistoriai ar kondensatoriai, jie vis tiek gali būti sulenkti, kad komponentas liktų vietoje, kol jį lituojate.

4 žingsnis: rezistoriai

Toliau gali eiti 3 rezistoriai. Nesvarbu, kokiu būdu jie yra išdėstyti - rezistoriai nėra poliarizuoti. Yra 2 1K omų rezistoriai, kaip šviesos diodų srovę ribojantys rezistoriai, ir 10K omų rezistoriai kaip ištraukiamas rezistorius atstatymo linijoje. Šviesos diodui vietoj įprastų 220 omų buvo pasirinkti 1K omų rezistoriai, kad šviesos diodų srovė eitų per juos mažesnė, taigi veiktų labiau kaip indikatoriai, o ne žibintuvėlis.

5 žingsnis: šviesos diodai

Yra 2 šviesos diodai, vienas kaip maitinimo indikatorius, o kitas - „Arduino“13 kaištyje. Ilgesnė šviesos diodų kojelė žymi teigiamą pusę (anodą). Būtinai įdėkite ilgesnę koją į šoną, pažymėtą + PCB. Šviesos diodo neigiamas laidas taip pat yra išlygintas šone, kad vis tiek galėtumėte iššifruoti teigiamus (anodus) ir neigiamus (katodinius) laidus, jei jie būtų supjaustyti.

6 žingsnis: Osciliatorius

Kitas yra kristalų osciliatorius ir 2 22pF keraminiai kondensatoriai. Nesvarbu, kokiu būdu jie bus įdėti - keraminiai kondensatoriai ir kristalų generatoriai nėra poliarizuoti. Šie komponentai suteiks „Arduino“16MHz išorinio laikrodžio signalą. „Arduino“gali sukurti 8 MHz vidinį laikrodį, todėl šie komponentai nėra būtini, tačiau leiskite jam veikti visu greičiu.

7 žingsnis: iš naujo nustatykite jungiklį

Atstatymo jungiklis gali eiti toliau. Kojos ant jungiklio nebūtinai turi būti sulenktos, jis turėtų save laikyti lizde.

8 žingsnis: keraminiai kondensatoriai

Toliau gali eiti 4 100 nF (nano Farad) keraminiai kondensatoriai. C3 ir C9 padeda išlyginti mažus įtampos šuolius 3,3 V ir 5 V linijose, kad „Arduino“gautų švarią energiją. „C7“yra serijinis su išorine atstatymo linija, kad išorinis įrenginys (USB į nuoseklųjį keitiklį) galėtų iš naujo nustatyti „Arduino“tinkamu laiku, kad galėtų jį užprogramuoti. „C4“yra ant „Arduino“AREF (analoginės atskaitos) kaiščio ir GND, kad užtikrintų, jog „Arduino“matuoja tikslias analogines įvesties analogines vertes. Jei nebūtų C4, AREF būtų laikomas „plaukiojančiu“(neprijungtas prie elektros tinklo ar žemės) ir sukels netikslumus analoginiuose rodmenyse, nes plūduriuojantis kaištis įgis bet kokią aplinką esančią įtampą, įskaitant mažus kintamosios srovės signalus jūsų kūne. nuo aplinkinių laidų. Vėlgi, keraminiai kondensatoriai nėra poliarizuoti, todėl nesvarbu, kokiu būdu juos įdėsite.

9 žingsnis: PTC saugiklis

Dabar galite įdiegti saugiklį PTC (teigiamas temperatūros koeficientas). PTC saugiklis nėra poliarizuotas, todėl jį galima įdėti bet kuriuo būdu. Tai yra tiesiai už USB lizdo. Jei jūsų grandinė bandys pritraukti daugiau nei 500 mA srovės, šis PTC saugiklis pradės įkaisti ir padidins atsparumą. Šis atsparumo padidėjimas sumažins srovę ir apsaugos USB prievadą. Ši apsauga yra tik grandinėje, kai „Arduino“yra maitinamas per USB, todėl maitindami „Arduino“per nuolatinės srovės lizdą arba naudodami išorinį maitinimą, įsitikinkite, kad jūsų grandinė yra teisinga. Būtinai traukite kojas iki galo per skylutes, net ir už lenkimų. Čia padės replės.

10 žingsnis: elektrolitiniai kondensatoriai

Toliau galima įdėti 3 47uF („microFarad“) elektrolitinius kondensatorius. Ilgesnė koja yra teigiama koja, tačiau dažniau identifikuojama korpuso spalva neigiamos kojos šone. Įsitikinkite, kad juos įdėjus teigiama kojelė eina link + žymos lentoje. Šie kondensatoriai išlygina didesnius įvesties įtampos, taip pat 5 V ir 3,3 V linijų pažeidimus, kad jūsų „Arduino“vietoj kintančios įtampos gautų pastovią 5 V/3,3 V įtampą.

11 žingsnis: DC lizdas

Kitas yra DC įvesties lizdas. Tas pats sandoris, kaip ir visi kiti komponentai, įdėkite jį ir apverskite lentą ant jos, kad ji liktų vietoje, kol lituosite. Sulenkti kojas gali būti šiek tiek sunku, nes jos yra storos, todėl visada galite laikyti šią vietą taip pat, kaip ir anksčiau prilituotą mini USB jungtį. Šis veiks tik vienu būdu - lizdas nukreiptas į lentos išorę.

12 žingsnis: įtampos reguliatoriai

Dabar du įtampos reguliatoriai. Būtinai padėkite juos į tinkamas vietas. Jie abu yra paženklinti, todėl tiesiog suderinkite užrašą ant lentos su užrašu ant reguliatorių. 3.3V reguliatorius yra LM1117T-3.3, o 5V reguliatorius yra LM7805. Abu jie yra linijiniai įtampos reguliatoriai, tai reiškia, kad įėjimo srovė ir išėjimo srovė bus vienodi. Tarkime, kad įėjimo įtampa yra 9 V, o išėjimo įtampa - 5 V, esant 100 mA srovei. Įėjimo ir išėjimo įtampos skirtumą reguliatorius išsklaidys kaip šilumą. Esant tokiai situacijai, (9V-4V) x 0,1A = 0,4W šilumos, kurią reguliatorius turi išsklaidyti. Jei pastebėsite, kad naudojimo metu reguliatorius įkaista, tai yra normalu, tačiau jei ištraukiama didelė srovė ir yra didelis įtampos skirtumas, gali prireikti radiatoriaus radiatoriaus. Dabar, norėdami juos lituoti ant lentos, metalinis skirtukas vienoje pusėje turėtų eiti link lentos pusės, kurioje yra dviguba linija. Norėdami juos pritvirtinti, kol lituosite, sulenkite vieną koją į vieną pusę, o kitas dvi - į kitą pusę. Lituodami vietoje, sulenkite 5 V reguliatorių į plokštės išorę ir 3,3 V reguliatorių į plokštės vidų.

13 veiksmas: „AtMega328P IC“įdėjimas

Paskutinė dalis yra įdėti mikrovaldiklį į lizdą. Sureguliuokite lizdus lizde ir IC, tada surinkite visus kaiščius. Įdėję į vietą, galite jį nuspausti žemyn. Tai užtruks šiek tiek daugiau jėgos, nei galite tikėtis, todėl būtinai tolygiai spauskite, kad nesulenktumėte nė vieno kaiščio.

14 žingsnis: keletas atsargumo pastabų su „Arduino“

• NIEKADA nejunkite USB maitinimo ir išorinio maitinimo prie „Arduino“vienu metu. Nors abu jie gali būti įvertinti 5 V įtampa, jie dažnai nėra tiksliai 5 V. Mažas įtampos skirtumas tarp dviejų maitinimo šaltinių sukelia trumpąjį jungimą per jūsų plokštę.
• NIEKADA neišimkite daugiau nei 20 mA srovės iš bet kurio išvesties kaiščio (D0-D13, A0-A5). Taip iškeps mikrovaldiklis.
• Niekada neimkite daugiau nei 800 mA iš 3,3 V reguliatoriaus arba daugiau nei 1 A iš 5 V reguliatoriaus. Jei jums reikia daugiau energijos, naudokite išorinį maitinimo adapterį (USB maitinimo blokas puikiai tinka 5 V įtampai). Dauguma „Arduinos“savo 3.3V galią generuoja iš USB į serijinę mikroschemą. Jie gali išvesti tik 200 mA srovę, todėl jei naudojate kitą „Arduino“, įsitikinkite, kad iš 3,3 V kaiščio nesitraukiate daugiau nei 200 mA.
• NIEKADA nejunkite daugiau kaip 16 V į nuolatinės srovės lizdą. Naudojami elektrolitiniai kondensatoriai yra skirti tik 16 V įtampai.

15 žingsnis: keletas patarimų / įdomių faktų

• Jei pastebėsite, kad jūsų projektui reikia daug kaiščių, analoginius įvesties kaiščius taip pat galima naudoti kaip skaitmeninius išvesties kaiščius. A0 = D14, iki A5 = D19.
• AnalogWrite () komanda iš tikrųjų yra PWM signalas, o ne analoginė įtampa. PWM signalus galima rasti 3, 5, 6, 9, 10 ir 11 kaiščiuose. Tai naudinga valdant šviesos diodo ryškumą, valdant variklius ar skleidžiant garsus. Norėdami gauti garso signalą ant PWM išvesties kaiščių, naudokite tono () funkciją.
• Skaitmeniniai kaiščiai 0 ir 1 yra „AtMega328 IC“TX ir RX signalai. Jei įmanoma, nenaudokite jų savo programose, tačiau, jei turite, programuojant „Arduino“gali tekti atjungti dalis nuo tų kaiščių.
• SDA ir SCL kaiščiai, skirti i2c ryšiui, iš tikrųjų yra atitinkamai A4 ir A5 kaiščiai. Jei naudojamas i2c ryšys, A4 ir A5 kaiščiai negali būti naudojami kitiems tikslams.

16 žingsnis: „Arduino“programavimas

Pirmiausia atjunkite bet kokį išorinį maitinimo šaltinį, kad netrūktų 2 skirtingų maitinimo šaltinių. Dabar prijunkite USB prie nuoseklaus adapterio prie antraštės, esančios už mini USB maitinimo šaltinio. Prijunkite jį taip:

„Arduino“USB į nuoseklųjį adapterį

GND GND (žemė)

VCC VCC (galia)

DTR DTR (atstatymo kaištis)

TX RX (duomenys)

RX TX (duomenys)

Taip, TX ir RX kaiščiai apverčiami. TX yra perduodantis kaištis, o RX - priėmimo kaištis, taigi, jei būtų prijungti 2 perdavimo kaiščiai, daug kas neatsitiktų. Tai yra viena iš dažniausiai pasitaikančių spąstų pradedantiesiems.

Įsitikinkite, kad USB jungties serijos adapterio jungiklis yra nustatytas į 5 V įtampą.

Prijunkite USB prie nuoseklausjo adapterio prie kompiuterio, pasirinkite tinkamą COM prievadą (priklausys nuo jūsų kompiuterio) ir plokštę („Arduino UNO“) „Arduino IDE“įrankių meniu (atsisiųstame iš „Arduino.cc“), tada sukompiliuokite ir įkelkite savo programą.

17 žingsnis: bandymas naudojant mirksėjimo eskizą

Pirmas dalykas, kurį turėtumėte padaryti, yra mirksėti LED. Tai supažindins jus su „Arduino IDE“ir programavimo kalba ir užtikrins, kad jūsų plokštė veikia tinkamai. Eikite į pavyzdžius, raskite „Blink“pavyzdį, tada sukompiliuokite ir įkelkite į „Arduino“plokštę, kad įsitikintumėte, jog viskas veikia. Turėtumėte matyti, kad šviesos diodas, pritvirtintas prie 13 kaiščio, pradeda mirksėti ir išsijungti 1 sekundės intervalu.