Placă compatibilă Arduino: 13 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Dominați tehnologia Arduino? Dacă nu dominați, este probabil pentru că vă domină.

Cunoașterea Arduino este primul pas pentru a crea diferite tipuri de tehnologii, așa că primul pas este să stăpânești funcționarea completă a unei plăci Arduino.

În acest Instructables veți învăța pas cu pas să stăpâniți circuitele complete ale unei plăci compatibile Arduino.

Prin urmare, scopul nostru este de a învăța cum puteți să vă produceți propria placă compatibilă Arduino cu aceeași dimensiune și dimensiuni decât Arduino UNO prin intermediul proiectului cu placa compatibilă Arduino JLCPCB de 2 USD.

În continuare, vom oferi toate tipurile de materiale și vom explica modul în care funcționează circuitul și vom construi placa noastră compatibilă Arduino PCB utilizând software-ul EasyEDA.

Provizii

• 01 x Crystal 16 MHz
• 02 x 22pF Condensator ceramic
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x condensator eletrolitic 0,1 uF
• 02 x condensator eletrolitic 0,33 uF
• 01 x Conector jack 2,1 mm
• 01 x Condensator ceramic 100nF
• 04 x Rezistor 1kR
• 01 x Rezistor 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x antet pin 2x3 - 2,54 mm
• 01 x diodă 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x antet pin 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Buton comutator 6x6x5 mm

Pasul 1: Dominarea schemei electronice Arduino UNO

Primul pas pentru dominarea tehnologiei Arduino este cunoașterea schemei electronice Arduino. Din acest circuit electronic, vom învăța cum funcționează placa Arduino și cum să construim și propria noastră placă compatibilă Arduino.

În continuare, vom prezenta proiectul complet al plăcii compatibile Arduino.

În circuitul electronic Arduino, există mai multe circuite importante, prezentate mai jos:

• Alimentare electrică;
• Circuit de resetare;
• Circuit de programare;
• Circuitul oscilatorului;
• Circuitul microcontrolerului ATMEGA328P;
• Semnalizator de circuit alimentat cu LED;
• Conector pentru pinii Atmega328P.

Pe baza circuitelor, vom construi placa compatibilă Arduino.

Pasul 2: Schema electronică a plăcii compatibile Arduino

Circuitul electronic al plăcii compatibile Arduino este prezentat mai jos. Acest circuit are următoarele părți:

• Alimentare electrică;
• Circuit de resetare;
• Circuit de programare;
• Circuitul oscilatorului;
• Circuitul microcontrolerului ATMEGA328P;
• Semnalizator de circuit alimentat cu LED;
• Conector pentru pinii Atmega328P.

În continuare, vă vom prezenta cum funcționează fiecare parte a acestui circuit.

Pasul 3: Circuitul sursei de alimentare

Circuitul de alimentare este utilizat pentru a alimenta întreaga placă de circuite compatibilă Arduino. Acest circuit oferă 3 tensiuni diferite: Tensiune de intrare, 5V și 3,3V la pinii conectorului cardului compatibil Arduino.

Acest circuit poate fi alimentat cu o tensiune de 7V la 12V, cu toate acestea, vă recomandăm să alimentați maximum 9V.

După alimentarea circuitului cu un conector jack de 2,1 mm, tensiunea de intrare trece prin 2 circuite regulatoare de tensiune.

Tensiunea este reglată de un IC AMS1117 5V și de un IC AMS1117 3,3V. IC-ul AMS1117 5V este utilizat pentru a furniza o tensiune reglementată de 5V pentru alimentarea microcontrolerului ATMEGA328P. În timp ce AMS1117 CHIP este utilizat pentru a furniza o tensiune de 3,3V pe conectorul plăcii, acesta va alimenta unele module și senzori care folosesc această valoare de tensiune pentru a funcționa.

Pasul 4: Resetați și circuitul oscilatorului

Circuitul de resetare constă dintr-un buton și un rezistor care este conectat la pinul 1 al microcontrolerului ATMEGA328P. Când butonul este apăsat, pinul de resetare primește puterea de tensiune 0V. În acest fel, microcontrolerul este resetat manual de către buton.

Acum, circuitul oscilatorului constă dintr-un cristal și doi condensatori ceramici, așa cum se arată în schema electronică prezentată.

Pasul 5: Schema electronică ATMEGA328P

Circuitul ATMEGA328P este prezentat în figura de mai sus. Pentru ca microcontrolerul ATMEGA32P să funcționeze, sunt necesare trei lucruri:

• Resetați circuitul
• Circuitul oscilatorului de cristal de 16 MHz;
• Circuit de alimentare 5V.

Circuitul de resetare și oscilatorul au fost prezentate anterior. În cele din urmă, sursa de 5V se obține din ieșirea de tensiune a regulatorului de tensiune AMS1117 5V. El este responsabil pentru reglarea tensiunii și alimentarea microcontrolerului ATMEGA328P.

Acum vom prezenta circuitul de programare ATMEGA328P CHIP și LED-ul de semnalizare pe circuit.

Pasul 6: Circuitul de programare ATMEGA328P CHIP și LED-ul de semnalizare în circuit

În această placă compatibilă Arduino nu aveți un port USB. În acest fel, vom folosi modulul Convertor USB-TTL.

Modulul utilizat pentru programarea ATMEGA328P este FT232RL. Acest modul este utilizat deoarece are pinul DTR. Prin acest modul, îl vom conecta într-un pin masculin de antet și vom programa ATMEGA328P prin 5 pini.

Pinii utilizați pentru programare sunt VCC (+ 5V), GND, RX, TX și DTR.

În plus față de acest circuit, există un LED de semnalizare în circuit. Acest LED este utilizat pentru a semnaliza când placa dvs. compatibilă arduino este pornită.

Când placa de circuit este alimentată, tensiunea regulatorului de tensiune AMS1117 5V ajunge la acest LED și este alimentată.

În cele din urmă, avem conectorii de placă compatibili Arduino.

Pasul 7: Conector și Arduino UNO Shape

Pentru a crea o experiență bună de utilizare cu placa compatibilă Arduino, am folosit o formă similară cu placa Arduino UNO.

După cum este posibil, vezi, toți pinii microcontrolerului sunt conectați într-o formă Arduino UNO. În acest fel, placa noastră de circuite imprimate va avea forma Arduino UNO așa cum s-a menționat mai sus.

Prin formă, utilizatorul va avea o experiență bună similară cu Arduino UNO.

Prin urmare, cu această schemă electronică, am creat proiectul plăcii cu circuite imprimate.

Pasul 8: Proiectul plăcii de circuite imprimate

Pentru a crea placa compatibilă Arduino, acest proiect a fost dezvoltat prin EasyEDA PCB Project Enviroment.

În acest fel, toate componentele sunt organizate și posterior, se creează urmele. Prin urmare, PCB prezentat mai sus a fost creat cu o formă similară cu Arduino UNO așa cum este citat anterior.

În figurile de mai sus, placa de circuit este prezentată în modelul său schematic 2D și 3D.

În cele din urmă, după realizarea plăcii de circuite, fișierele Gerber au fost generate și livrate pentru fabricare la compania JLCPCB Electronic Circuit Board.

Pasul 9: Placă de circuite imprimate compatibile Arduino

Mai sus sunt prezentate rezultatul plăcii de circuite imprimate compatibile Arduino. După cum se poate vedea, placa cu circuite imprimate are o calitate bună, iar prototipul funcționează fără probleme.

După evaluarea tuturor circuitelor plăcii de circuite imprimate, asamblăm componentele plăcii de circuite imprimate în PCB.

Pasul 10: Montați placa de circuit imprimat

Placa compatibilă Arduino este foarte ușor de asamblat componentele. După cum se poate vedea în structura sa, are 29 de componente de lipit în structura dvs. În acest fel, doar 27 de componente sunt asamblate prin Pin Through Hole. Prin urmare, 93,1% din componentele utilizate pe această placă pot fi lipite pentru orice utilizator.

Celelalte 2 componente SMD sunt foarte ușor de lipit pe suprafața PCB.

În acest fel, este posibil să utilizați acest PCB pentru a învăța elevii despre cum să vă construiți propria placă compatibilă Arduino și să produceți alte activități.

În cele din urmă, ne vom construi cutia prin tăiere cu laser pentru a încadra placa noastră compatibilă Arduino.

Pasul 11: Cutie de cutie pentru placa compatibilă Arduino

Cutia tăiată cu laser este concepută pentru a stoca circuitul Arduino și a-l proteja. Această cutie poate fi realizată din fibră de densitate medie sau material acrilic și trebuie să fie construită dintr-un singur material.

Pentru producerea cutiei de incinte folosim software-ul online Maker Case. Prin urmare, prin intermediul acestui software este posibil să introduceți parametri precum lățimea, înălțimea și adâncimea.

În cele din urmă, avem placa noastră de circuite imprimate în incintă.

Pasul 12: Descărcați fișierele plăcii compatibile Arduino

În cazul în care trebuie să descărcați fișierele PCB pentru producerea PCB-ului, puteți descărca fișierele în următorul link:

Descărcați proiecte de fișiere PCB

Pasul 13: Mulțumiri

Mulțumim JLCPCB pentru a oferi proiectului open source pentru placa Arduino compatibilă PCB pentru a produce acest articol.