Clone inayokubaliana ya DIY Arduino: Hatua 21 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Arduino ni chombo cha mwisho katika safu ya silaha ya Mtengenezaji. Unapaswa kuwa na uwezo wa kujenga yako mwenyewe! Katika siku za mwanzo za mradi, mnamo 2005, muundo huo ulikuwa sehemu zote za shimo na mawasiliano ilikuwa kupitia kebo ya RS232. Faili bado zinapatikana, kwa hivyo unaweza kutengeneza yako mwenyewe, na nina, lakini sio kompyuta nyingi zilizo na bandari za zamani za serial.

Toleo la USB la Arduino lilifuata muda mfupi, na labda lilichangia sana kufanikiwa kwa mradi huo kwa sababu iliruhusu unganisho rahisi na mawasiliano. Ilifanya, hata hivyo ilikuja kwa gharama: Chip ya mawasiliano ya FTDI ilikuja tu kwenye kifurushi cha uso. Mipango bado inapatikana kwa hiyo pia, lakini uso wa mlima soldering ni zaidi ya Kompyuta nyingi.

Bodi mpya za Arduino hutumia chips 32U4 zilizojengwa katika USB (Leonardo), au tenga chips za Atmel za USB (UNO), ambazo zote zinatuacha katika eneo la milima ya uso. Wakati mmoja kulikuwa na "TAD" kutoka kwa Vifaa Hatari ambavyo vilitumia PIC ya shimo kufanya USB, lakini siwezi kupata chochote kilichobaki kwenye wavuti yao.

Kwa hivyo tuko hapa. Ninaamini kabisa mwanzoni, kama Jedi Knight, anapaswa kuwa na uwezo wa kujenga Arduino yao (saber nyepesi). "Silaha nzuri kutoka kwa umri wa ustaarabu zaidi". Suluhisho langu: tengeneza chip ya kupitia-shimo ya FTDI ukitumia kifurushi cha uso! Hiyo inaniruhusu kufanya mlima wa uso, na kutoa mradi uliobaki kama DIY kupitia-shimo! Niliibuni pia katika Kiwanda cha Open KiCad, ili uweze kusoma faili za muundo, kuzirekebisha, na kuzungusha toleo lako mwenyewe.

Ikiwa unafikiri hii ni wazo la kijinga, au penda uso wa kutengeneza soldering, angalia Leonardo Clone yangu, vinginevyo, soma…

Hatua ya 1: Sehemu na Vifaa

Muswada kamili wa vifaa uko katika

Sehemu za kipekee za hii ni bodi za mzunguko, moja ya Arduino, na moja ya chip ya FTDI. Unaweza kuwa na OSH Park kukutengenezea, au tumia faili za muundo na nyumba yako ya bodi unayopenda.

Vifaa vya mradi huu vinapatikana kwenye Tindie.com. Kununua kit kunaokoa wakati na gharama ya kuagiza kutoka kwa wachuuzi kadhaa tofauti na epuka malipo ya chini ya utaratibu wa PCB. Pia itakupa kipimo kilichopimwa cha uso wa FDTI kupitia shimo na Atmega iliyoangaziwa mapema.

Zana na Ugavi: Kwa semina zangu, ninatumia ToolKit ya Kompyuta ya SparkFun ambayo ina mengi ya unayohitaji:

• Chuma cha kulehemu.
• Solder
• Chuchu za waya
• Kusuka suka (kwa matumaini haihitajiki, lakini haujui).

Hatua ya 2: Mabibi na Mabwana, Anzisheni vyuma vyenu

Sitajaribu na kukufundisha kuuza. Hapa kuna video kadhaa ninazozipenda ambazo zinaonyesha bora zaidi kuliko ninavyoweza:

• Carrie Ann kutoka Geek Girl Diaries.
• Colin kutoka Adafruit

Kwa ujumla:

• Pata eneo kwenye PCB kwa kutumia alama za skrini ya hariri.
• Kunja sehemu hiyo inaongoza kwa kutoshea uchapishaji wa mguu.
• Solder inaongoza.
• Punguza mwongozo

Hatua ya 3: Resistors

Wacha tuanze na vipinga kwani ni viti vingi, vya chini kabisa, na rahisi kutengenezea. Wao ni sugu zaidi ya joto na itakupa nafasi ya kusugua mbinu yako. Pia hawana polarity, kwa hivyo unaweza kuziweka kwa njia yoyote.

• Anza na 10m ohm tatu (kahawia - nyeusi - rangi ya machungwa-dhahabu), ambazo ziko katika maeneo kadhaa ubaoni (angalia picha). Hizi ni vizuiaji vya "kuvuta" ambavyo vinaweka ishara kwenye 5V isipokuwa vivutiwe chini.
• Jozi ya 22 ohm (nyekundu - nyekundu - nyeusi - dhahabu) ziko kwenye kona ya juu kushoto. Hizi ni sehemu ya mzunguko wa mawasiliano wa USB.
• Jozi ya 470 ohm (Njano, Violet, Kahawia, Dhahabu) ndio inayofuata chini. Hizi ni vipingamizi vya sasa vya taa za RX / TX LEDs.
• Single 4.7K ohm (Njano, Violet, Nyekundu, Dhahabu). Mpira isiyo ya kawaida kwa ishara ya FTDI VCC.
• Na mwishowe, jozi ya 1K ohm (Kahawia, Nyeusi, Nyekundu, Dhahabu). Hizi ni vipingamizi vya sasa vya nguvu na taa za D13 (330 ohm zingefanya kazi, lakini sizipendi ziwe mkali sana).

Hatua ya 4: Diode

Ifuatayo tuna diode ambayo inalinda mzunguko kutoka kwa sasa ya nyuma kutoka kwa jack ya nguvu. Zaidi, lakini sio vifaa vyote vitachukua hatua vibaya kubadili polarity.

Ina polarity ambayo imewekwa na bendi ya fedha upande mmoja.

Ilinganishe na kuashiria skrini ya hariri na solder mahali.

Hatua ya 5: Mdhibiti wa Voltage (5V)

Kuna vidhibiti mbili vya voltage, na moja kuu ni 7805 ambayo itasimamia volts kumi na mbili kutoka jack hadi volts 5 ambazo Atmega 328 inahitaji. Kuna huduma kubwa za shaba kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa kusaidia kutawanya joto. Pindisha vielelezo ili nyuma iguse ubao na shimo lililofanana na shimo kwa sehemu na solder mahali.

Hatua ya 6: Soketi

Soketi huruhusu chips za IC kuingizwa na kuondolewa bila kutengenezea. Ninazifikiria kama bima kwa sababu ni za bei rahisi na hukuruhusu kuchukua nafasi ya chip iliyopigwa au kurekebisha IC ikiwa imewekwa nyuma. Wana divot katika mwisho mmoja kuonyesha mwelekeo wa chip, kwa hivyo inafanana na skrini ya hariri. Solder pini mbili na kisha uhakikishe kuwa imeketi vizuri kabla ya kuuza pini zilizobaki.

Hatua ya 7: Kitufe

Arduino kawaida huwa na kitufe cha kuweka upya kuanza tena chip ikiwa inaning'inia au inahitaji kuanza upya. Yako iko kona ya juu kushoto. Bonyeza kwa mahali na solder.

Hatua ya 8: LEDs

Kuna idadi ya LED kuonyesha hali. LED zina polarity. Mguu mrefu ni anode, au chanya, na huenda kwenye pedi ya duara na "+" karibu nayo. Mguu mfupi ni cathode, au hasi, na huenda kwenye pedi ya mraba.

Rangi ni ya kiholela, lakini mimi hutumia:

• Njano kwa RX / TX ambayo hupepesa wakati chip inawasiliana au kusanidiwa.
• Kijani kwa D13 LED ambayo inaweza kutumiwa na programu kuonyesha hafla.
• Nyekundu kuonyesha nguvu ya volt 5 inapatikana ama kupitia USB au jack ya nguvu.

Hatua ya 9: Capacitors kauri

Kauri capacitors hawana polarity.

Nguvu za kulainisha nguvu hutumiwa kawaida kuondoa vipindi kutoka kwa usambazaji wa nguvu hadi chips. Thamani kawaida huainishwa kwenye laha ya data ya sehemu hiyo.

Kila chip ya IC katika muundo wetu ina 0.1uF capacitor ya kulainisha nguvu.

Kuna capacitors mbili za 1uF kwa nguvu ya kulainisha karibu na mdhibiti wa volt 3.3.

Kwa kuongezea, kuna 1uF capacitor ambayo husaidia wakati wa programu upya kazi.

Hatua ya 10: Capacitors Electrolytic

Capacitors ya Electrolytic wana polarity ambayo inapaswa kuzingatiwa. Kwa kawaida huwa na maadili makubwa kuliko kauri za kauri, lakini katika kesi hii tuna 0.33 uF capacitor ya nguvu ya kulainisha karibu na mdhibiti wa 7805.

Mguu mrefu wa kifaa ni mzuri na huenda kwenye pedi ya mraba iliyowekwa alama "+". Hizi huwa na kwenda "pop" ikiwa imewekwa nyuma, kwa hivyo ipate sawa au utahitaji mbadala.

Hatua ya 11: Udhibiti wa Voltage ya 3.3

Wakati chip ya Atmega inaendesha volts 5, chip ya FTDI USB inahitaji volts 3.3 kufanya kazi kwa usahihi. Ili kutoa hii, tunatumia MCP1700 na kwa kuwa inahitaji sasa kidogo sana, iko kwenye kifurushi kidogo cha TO-92-3 kama transistors badala ya kifurushi kikubwa cha TO-220 kama 7805.

Kifaa kina uso wa gorofa. Ilinganishe na skrini ya hariri na urekebishe urefu wa sehemu karibu robo inchi juu ya ubao. Solder mahali.

Hatua ya 12: Vichwa vya habari

Uzuri wa Arduino ni alama ya mguu na pinout. Vichwa vinaruhusu kuziba "ngao" ambazo zinaruhusu kubadilisha mipangilio ngumu kama inahitajika.

Kwa kawaida mimi huuza pini moja ya kila kichwa na kisha nithibitishe usawa kabla ya kuuza pini zilizobaki.

Hatua ya 13: Resonator

Chips za Atmega zina resonator ya ndani ambayo inaweza kukimbia kwa masafa tofauti hadi 8 Mhz. Chanzo cha majira ya nje kinaruhusu chip kukimbia hadi 20 Mhz, lakini, Arduino ya kawaida hutumia 16 Mhz ambayo ilikuwa kasi ya juu ya chips za Atmega8 zilizotumiwa katika muundo wa asili.

Fuwele nyingi za matumizi ya Arduino, ambazo ni sahihi zaidi, lakini zinahitaji capacitors za ziada. Niliamua kutumia resonator, ambayo ni sahihi kwa kazi nyingi. Haina polarity, lakini kawaida hukabili kuashiria nje kwa hivyo watengenezaji wenye hamu ya kukuambia unaendesha usanidi wa kawaida.

Hatua ya 14: Fuse

Arduino nyingi hazina fyuzi, lakini Muundaji yeyote anayejifunza mara nyingi (angalau katika kesi yangu) ataunganisha vitu vibaya. Fuse rahisi inayoweza kuweka upya itasaidia kuzuia kutolewa kwa "moshi wa uchawi" unaohitaji uingizwaji wa chip. Fuse hii itafunguliwa ikiwa sasa nyingi imevutwa, na itajiweka upya wakati itapoa. Haina polarity, na kinks kwenye miguu huishikilia juu ya bodi.

Hatua ya 15: Vichwa vya habari

Vichwa viwili zaidi, hivi vyenye pini za kiume. Karibu na kiunganishi cha USB kuna pini tatu ambazo huruhusu ubadilishaji kati ya nguvu ya USB na jack kwa kutumia jumper. UNO ina mzunguko wa kufanya hivi moja kwa moja, lakini sijaweza kuiga hiyo kwa njia ya shimo.

Kichwa cha pili ni pini sita "katika programu ya mfumo" kichwa. Hii inaruhusu kuunganisha programu ya nje kupanga tena Atmega moja kwa moja ikiwa inahitajika. Ikiwa unanunua kit yangu, chip tayari ina firmware iliyobeba, au Atmega inaweza kuondolewa kutoka kwenye tundu na kuwekwa moja kwa moja kwenye tundu la programu, kwa hivyo kichwa hiki hakitumiwi sana na kwa hivyo hiari.

Hatua ya 16: Nguvu Jack

Badala ya USB, kawaida 5.5 x 2.1 mm jack inaweza kutumika kuleta nguvu ya nje. Hii inasambaza pini iliyowekwa alama "Vin" na kuwezesha mdhibiti wa voltage 7805 ambayo hufanya volts 5. Pini ya katikati ni nzuri na pembejeo inaweza kuwa hadi 35V, ingawa 12V ni kawaida zaidi.

Hatua ya 17: USB

Arduinos mpya kama vile Leonardo hutumia muunganisho mdogo wa USB, lakini unganisho asili la USB B ni dhabiti na la bei rahisi na labda una nyaya nyingi zilizowekwa. Tabo mbili kubwa hazijaunganishwa kwa umeme, lakini zinauzwa kwa nguvu ya mitambo.

Hatua ya 18: Chips

Wakati wa kufunga chips. Thibitisha mwelekeo. Ikiwa tundu liko nyuma, hakikisha tu chip inalingana na alama za skrini ya hariri. Katika mwelekeo ambao tumekuwa tukifanya kazi nao, chips mbili za chini zime chini chini.

Ingiza chip ili miguu iwe sawa na vishikilia. ICs hutoka kwa utengenezaji na miguu imepigwa kidogo, kwa hivyo itahitaji kuinama kwa wima. Hii kawaida tayari imefanywa kwako katika vifaa vyangu. Mara tu unapokuwa na uhakika wa mwelekeo, bonyeza kwa upole pande zote za chip. Angalia kuhakikisha kuwa hakuna miguu iliyokunjwa kwa bahati mbaya.

Hatua ya 19: Kuangaza Bootloader

Bootloader ni nambari ndogo kwenye chip ambayo inaruhusu kupakia nambari kwa urahisi kupitia USB. Inatumika kwa sekunde chache za kwanza kwenye nguvu juu kutafuta visasisho, na kisha kuzindua nambari iliyopo.

IDE ya Arduino hufanya firmware inayowaka iwe rahisi, lakini inahitaji programu ya nje. Ninatumia Programu yangu ya AVR, na kwa kweli nitakuuzia kit kwa hiyo. Ikiwa unayo programu, hauitaji Arduino kwani unaweza kusanikisha chip moja kwa moja. Aina ya kitu cha kifaranga-na-yai.

Chaguo jingine ni kununua Atmega na bootloader tayari juu yake:

Nitakuelekeza maagizo rasmi ya Arduino kwani inaweza kugeuka kwa urahisi kuwa ya kufundisha ikiwa hatutakuwa waangalifu:

Hatua ya 20: Sakinisha Jumper ya Nguvu na Unganisha

Jumper ya nguvu ni njia ya mwongozo ya kuchagua chanzo cha nguvu kati ya volts 5 kutoka USB au jack ya nguvu. Kiardu Arduinos zina mzunguko wa kubadili kiotomatiki, lakini sikuweza kutekeleza kwa urahisi kupitia sehemu za shimo.

Ikiwa jumper haijawekwa, hakuna nguvu. Ikiwa unachagua jack, na hauna chochote kilichochomekwa ndani, hakuna nguvu. Ndio sababu kuna taa nyekundu ya kukuonyesha ikiwa una nguvu.

Hapo awali, unataka kuona ikiwa Arduino inawasiliana kupitia USB, kwa hivyo weka jumper kwenye mpangilio huo. Chomeka Arduino yako kwenye kompyuta yako kwa kutazama kwa uangalifu. Ikiwa unapata "kifaa kisichotambulika cha USB", ondoa na uanze shida ya kupiga risasi.

Vinginevyo, tumia Arduino IDE yako kupakia mchoro wa msingi wa kupepesa. Tumia "Arduino UNO" kama bodi. Fuata maagizo hapa:

Hatua ya 21: Utatuzi

Kwa nguvu ya awali, unatafuta dalili za kufanikiwa au kutofaulu, na uko tayari kuchomoa bodi haraka ikiwa mambo hayaendi kama inavyotarajiwa. Usifungue moyo ikiwa mafanikio sio ya haraka. Katika warsha zangu, ninajaribu kuhimiza:

• Uvumilivu, hii sio rahisi kila wakati, lakini kawaida ina thamani yake.
• Uvumilivu, hautasuluhisha shida ikiwa utakata tamaa.
• Mtazamo mzuri, unaweza kugundua hii, hata ikiwa unahitaji msaada wa kufanya hivyo.

Wakati wowote ninapokuwa nikipambana na shida, siku zote huwa ninajiambia ni ngumu kusuluhisha, tuzo au ujifunzaji utakuwa mkubwa zaidi wa kuutatua.

Kwa kuzingatia, anza na vitu rahisi:

• Kagua viungo vya solder nyuma ya ubao, ukirudisha nyuma kiungo chochote kinachoonekana mtuhumiwa.
• Angalia ikiwa chips za IC ziko kwenye mwelekeo sahihi na kwamba hakuna kiongozi anayeingia ndani wakati ameingizwa.
• Je! LED nyekundu inawashwa wakati imechomekwa? Ikiwa sio hivyo, angalia jumper yako ya nguvu na viungo vya solder vya USB.
• Angalia kuwa vifaa vingine ambavyo vina polarity vinaelekezwa kwa usahihi.
• Tafuta vidokezo vingine kama ujumbe wa makosa au vifaa vinawaka moto.

Ikiwa bado una shida, uliza msaada. Ninaandika Maagizo kwa sababu nataka kufundisha na kusaidia wale ambao wanataka kujifunza. Toa ufafanuzi mzuri wa nini dalili na ni hatua gani umefanya kupata makosa. Picha ya azimio kubwa mbele na nyuma ya bodi inaweza kusaidia pia. Usikate tamaa. Kila mapambano ni somo.