UDuino: Papan Pengembangan Kompatibel Arduino Berbiaya Sangat Rendah: 7 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:58

Papan Arduino sangat bagus untuk membuat prototipe. Namun mereka menjadi agak mahal ketika Anda memiliki beberapa proyek bersamaan atau membutuhkan banyak papan pengontrol untuk proyek yang lebih besar. Ada beberapa alternatif yang bagus dan lebih murah (Boarduino, Freeduino) tetapi biayanya masih bertambah ketika Anda membutuhkan banyak dari mereka. Ini adalah cara, setelah sekitar $25-$30 investasi awal, untuk membangun papan yang kompatibel dengan Arduino di bawah $10 dengan sangat sedikit investasi waktu ekstra pada masing-masing. Perhatikan bahwa ide dasar di sini (Arduino pada papan tempat memotong roti) telah dilakukan cukup lama (misalnya instruksi Papan Tempat Memotong Roti Arduino ITP); namun instruksi pembuatan & penggunaan adaptor kabel di sini benar-benar membantu meminimalkan jumlah suku cadang untuk setiap inti. Proyek ini membutuhkan pengetahuan tentang penyolderan dan elektronik dasar, dan Anda harus memiliki setidaknya beberapa pengalaman dengan pengembangan Arduino. Saya tidak menyarankan ini sebagai proyek elektronik pertama. Catatan: Saya mengucapkan uDuino "moo DWEE noh"Ditambahkan 05-02-08: (untuk orang yang cukup mahir) Salah satu alat yang saya buat dengan ini adalah alat pengambil logika -- semacam penganalisa logika dasar. Saya mengembangkan ini untuk memecahkan masalah tautan komunikasi. Membutuhkan antarmuka gui, tetapi ragu saya akan melakukannya dalam waktu dekat. Masih berguna di tangan yang tepat. Ditambahkan 23-06-09: Saya ingin menunjukkan RBBB dari Perangkat Modern untuk siapa saja yang menginginkan sesuatu dengan solder, tetapi juga sangat murah -- terutama jika Anda mendapatkan papan kosong dan membeli bagian dalam jumlah besar. Juga USB-BUB mereka adalah alternatif yang lebih murah daripada kabel FT232.

Langkah 1: Kumpulkan Bagian untuk Adaptor Kabel

Saya sarankan mendapatkan bagian dari campuran Mouser, Radio Shack dan Ada Fruit Industries; lihat langkah terakhir untuk sumber suku cadang. Jangan ragu untuk mengganti suku cadang dari kotak sampah Anda, dan dengan resistor/kapasitor Anda dapat menyimpang jauh dari nilai-nilai dan masih berfungsi dengan baik (resistor saya sarankan antara sekitar 3.3k dan 20k; kapasitor saya biasanya tidak pergi untuk nilai yang lebih kecil tetapi lebih besar hingga sekitar.47uF seharusnya baik-baik saja).

Untuk adaptor kabel yang Anda perlukan: - sedikit papan PC (8 lubang kali 2 lubang) - kapasitor.1uf - header spasi 1x8,1", lurus - header spasi 1x8,1", sudut kanan - beberapa sambungan kabel

Langkah 2: Buat Adaptor Kabel Pemrograman

Biasanya adaptor kabel pemrograman hanya perlu mengarahkan sinyal dari kabel USB FTDI ke pin kanan pada chip ATmega168; namun kapasitor ditambahkan pada satu set pin untuk memungkinkan perangkat lunak Arduino mereset chip (kapasitor memungkinkan pulsa pendek untuk melewati reset chip ketika perangkat lunak Arduino membalik pin RTS).

Untuk memulai, potong sepotong papan PC dengan 9 lubang dengan 2 lubang. Kemudian putuskan satu set 8 pin dari strip header pin lurus, dan satu set 8 pin dari strip header sudut kanan (dengan asumsi Anda membeli strip yang lebih panjang). Lihat gambar bagian untuk melihat seperti apa akhirnya. Melalui langkah-langkah berikut, silakan lihat foto dan diagram terlampir untuk menghubungkan pin. Diagram menunjukkan jauh lebih baik ke mana koneksi harus pergi, tetapi foto-foto membantu memperjelas orientasi papan, dll. Jika Anda memiliki pertanyaan, silakan kirim email kepada saya dan saya akan mencoba mengklarifikasi apa pun yang tidak masuk akal. Balikkan papan PC sehingga Anda dapat melihat tembaga di sekitar lubang, dengan salah satu sisi panjang menghadap Anda. Jika, seperti yang saya lakukan di sini, Anda menggunakan sepotong papan PC dari tepi aslinya, saya sarankan menempatkan sisi dengan bahan papan tambahan ke arah Anda. Tusuk bagian bawah (sisi pendek) dari header lurus melalui lubang terjauh dari Anda, biarkan satu lubang kosong di sebelah kiri Anda dan solder pin di tempatnya (lihat gambar). Kemudian tusuk bagian bawah (sisi dengan tikungan) dari header sudut kanan melalui lubang yang paling dekat dengan Anda, sekali lagi biarkan lubang di sebelah kiri kosong, dan solder pin di tempatnya. Tusuk kabel kapasitor.1uf melalui lubang kosong di sebelah kiri dan solder kapasitor pada tempatnya. Pangkas lead. Kemudian solder masing-masing dari 2 lead ke pin header yang paling dekat dengannya; satu akan terhubung ke pin paling kiri dari header lurus, yang lain ke pin paling kiri dari header sudut kanan. Yang paling mudah mungkin hanya membuat jembatan solder (lelehkan cukup solder mengalir antara pin kapasitor dan pin di sebelahnya, seperti pada gambar). Jika perlu, Anda dapat menggunakan kawat pendek dan menyoldernya ke setiap kontak. Buat jembatan solder lain atau koneksi antara pin ke-6 dan ke-7 yang paling dekat dengan Anda (ketiga dan keempat dari kanan). Ini untuk menghubungkan pin "CTS" kabel ke ground. Dan buat jembatan/sambungan solder lain antara dua header di pin kedua ke kanan (hubungkan pin yang paling dekat dengan Anda ke yang lebih jauh, hanya satu pin dari kanan). Ini menghubungkan apa yang akan menjadi jumper daya USB VCC ke pin VCC chip. Sambungan listrik ini hanya akan aktif ketika jumper dipasang. Gunakan kabel pendek untuk menghubungkan pin paling kanan yang paling dekat dengan Anda ke pin kelima yang paling dekat dengan Anda (ini yang kelima apakah dihitung dari kanan atau kiri). Ini akan menghubungkan +5 volt dari kabel USB ke pin lain dari konektor jumper. Sekarang sambungkan kabel pendek lainnya antara pin paling kanan di baris terjauh dari Anda ke pin ke-3 dari pin kanan di baris yang paling dekat dengan Anda. Ini menghubungkan ground kabel ke ground chip. Dua kabel pendek lagi untuk ditambahkan: satu dari pin kedua dari kiri pada header sudut kanan ke pin ketiga dari kiri pada header lurus (catatan: karena lubang paling kiri memiliki kapasitor yang terpasang di dalamnya, itu akan menjadi lubang ketiga dari kiri yang paling dekat dengan Anda ke lubang keempat dari kiri di baris terjauh dari Anda). Kawat pendek kedua akan menyilang tepat di atas yang pertama: dari pin ketiga dari kiri pada header sudut kanan ke pin kedua dari kiri pada header lurus (lubang keempat dari kiri ke ketiga -dari-lubang-kiri). Kabel ini menghubungkan pin TX dan RX dari kabel ke pin chip. Sayangnya urutannya berlawanan pada kabel dari chip, itulah sebabnya kita perlu memiliki kabel yang disilang. Sekarang Anda hanya perlu mencolokkan kabel FTDI FT232RL, dengan kabel hijau terhubung ke pin paling kiri (kabel hitam akan terhubung ke pin ketiga dari kanan). Dua pin yang tersisa di sebelah kanan adalah untuk jumper; jika jumper dipasang, papan akan diberi daya dari kabel USB, sehingga tidak memerlukan baterai atau catu daya. Jumper ini TIDAK HARUS disambungkan ketika daya lain terhubung ke papan atau kerusakan pada sesuatu (papan, kabel, komputer) mungkin terjadi. Itu dia! Anda siap membuat beberapa inti uDuino untuk diprogram dengan kabel. (Saat menggunakan adaptor pemrograman, pin di sebelah kapasitor terhubung ke pin 1 chip)

Langkah 3: Putuskan Apakah Membuat Papan Benar-Benar Minimal, atau Papan Berbasis Osilator Eksternal

Keputusan apakah akan membangun papan berbasis osilator didasarkan pada beberapa hal. Satu, apakah Anda memiliki akses ke programmer AVR dan waktu untuk memprogram bootloader khusus ke chip ATmega168 Anda? dua, dapatkah Anda melakukannya tanpa komunikasi serial yang akurat dengan chip? tiga, apakah dampak aplikasi Anda cukup rendah sehingga papan dapat berjalan setengah lebih cepat dan semuanya akan tetap berfungsi dengan baik?

Chip ATmega168 memiliki osilator internal yang dapat diaktifkan; ini berjalan pada sekitar 8MHz, yang merupakan setengah kecepatan sebagian besar papan Arduino (dengan pengecualian Lilypads). Osilator internal dijamin untuk dikalibrasi dalam 10% (yang tidak cukup ketat untuk toleransi komunikasi serial yang baik). Dalam pengalaman saya, kalibrasi pabrik pada 5v selalu baik-baik saja untuk mengunggah program, tetapi YMMV. Namun, saya tidak akan menggunakan osilator internal untuk Hal-Hal Penting yang Perlu Berbicara Serial. Untuk blinkylights seharusnya baik-baik saja. Chip Arduino dengan bootloader yang telah dimuat sebelumnya yang saya temukan selalu berjalan pada 16mHz, dan ini akan membutuhkan osilator eksternal. Jika Anda tidak memiliki akses ke programmer AVR, Anda mungkin ingin membeli chip Arduino yang sudah dimuat sebelumnya. Saya sangat menyarankan Ada Fruit Industries sebagai sumber. Perhatikan bahwa osilator sebenarnya tidak terlalu mahal (umumnya $.50-$.75 di Mouser); mereka hanyalah bagian lain yang seringkali tidak diperlukan, dan tata letak pin menyebalkan untuk tata letak Arduino papan tempat memotong roti yang benar-benar bersih.

Langkah 4: Pembuatan Papan Berbasis Osilator Eksternal

Kumpulkan bagian-bagian yang Anda perlukan:- Papan tempat memotong roti (tentu saja Anda dapat membuatnya langsung di papan PC yang sudah dibor juga)- Chip ATmega168 dengan bootloader yang sudah dimuat sebelumnya- Kapasitor.1uf (keramik, poliester, dll. tidak masalah jadi banyak; nilai.047uf-.47uf harus baik-baik saja)- resistor 10K (nilai ~3.3k-20k harus bekerja dengan baik)- Osilator keramik 3-pin 16mHz (sebaiknya dengan longish, misalnya 1/2 inci, lead)- Panjang pendek wireLetakkan ATmega168 di breadboard, mengangkang di tengah. Untuk setiap koneksi berikut, gunakan lubang di setiap pin ATmega168 yang paling dekat dengan chip yang terbuka; ini akan meninggalkan lubang terakhir di setiap baris 1-8 terbuka untuk kabel pemrograman untuk dicolokkan. Hubungkan pin 7 dan 20 dengan panjang kabel (VCC ke AVCC)Hubungkan pin 8 dan 22 dengan panjang kabel (GND ke AGND)Hubungkan resistor 10K dari pin 1 ke pin 7 (RES ke VCC)Hubungkan kapasitor.1uf dari pin 7 ke pin 8Hubungkan pin luar osilator ke pin 9 (XTAL1) dan 10 (XTAL2) dari ATmega168. Tidak masalah pin mana yang terhubung ke pin ATmega mana. Hubungkan pin tengah osilator ke pin 8 (GND)Jika Anda memiliki jalur bus daya di papan tempat memotong roti, saya sarankan menghubungkan + rel (merah) ke pin 20 dan - rel (biru) ke pin 22. Ini adalah bentuk yang agak buruk (menghubungkan ke sisi analog untuk koneksi daya untuk hal-hal lain), tetapi jika papan tempat memotong roti Anda berukuran sama dengan milik saya, Anda telah mengisi semua lubang yang tersedia untuk pin 7. Jika Anda berencana untuk menggunakan daya USB, Anda sekarang dapat mencolokkan kabel pemrograman dan mengunggah sketsa ke papan (pastikan untuk menghubungkan pin pemilihan daya pada adaptor kabel dengan jumper untuk menyalakan chip dari USB). Jika tidak, Anda harus menggunakan baterai/pengatur tegangan/dll. untuk memasok listrik.

Langkah 5: ATAU Pembuatan Papan Osilator Internal

Kumpulkan bagian-bagian yang Anda perlukan:- Papan tempat memotong roti - Chip ATmega168- Kapasitor.1uf (keramik, poliester, dll. tidak terlalu penting; nilai.047uf-.47uf seharusnya baik-baik saja)- Resistor 10K (nilai ~3.3k- 20k akan berfungsi dengan baik)- Kabel pendek Program Bootloader dengan programmer AVR Anda: Anda akan ingin menggunakan bootloader lilypad (disertakan dengan rilis Arduino-0010, di perangkat keras/bootloader/lilypad). Menggunakan programmer AVR Anda, flash bootloader. Misalnya, pada sistem OSX saya: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:w:0x00:m -Uhfuse:w:0xdd:m -Ulfuse:w:0xf2:mMengatur papan tempat memotong roti:Letakkan ATmega168 di papan tempat memotong roti, mengangkang di tengah. Untuk setiap sambungan berikut, gunakan lubang pada setiap pin ATmega168 yang paling dekat dengan chip yang terbuka; ini akan meninggalkan lubang terakhir di setiap baris 1-8 terbuka untuk kabel pemrograman untuk dicolokkan. Hubungkan pin 7 dan 20 dengan panjang kabel (VCC ke AVCC)Hubungkan pin 8 dan 22 dengan panjang kabel (GND ke AGND)Hubungkan resistor 10K dari pin 1 ke pin 7 (RES ke VCC) *Hubungkan kapasitor.1uf dari pin 7 ke pin 8Jika Anda memiliki jalur bus daya di papan tempat memotong roti, saya sarankan menghubungkan + rel (merah) ke pin 20 dan - rel (biru) ke pin 22. Ini adalah bentuk yang agak buruk (menghubungkan ke sisi analog untuk koneksi daya untuk hal-hal lain), tetapi jika papan tempat memotong roti Anda berukuran sama dengan milik saya, Anda telah mengisi semua lubang tersedia untuk pin 7. Jika Anda berencana untuk menggunakan daya USB, Anda sekarang dapat mencolokkan kabel pemrograman dan mengunggah sketsa ke papan (pastikan untuk menghubungkan pin pemilihan daya pada adaptor kabel dengan jumper untuk memberi daya pada chip dari USB). Jika tidak, Anda harus menggunakan baterai/pengatur tegangan/dll. untuk memasok listrik. Perhatikan bahwa Anda ingin selalu menggunakan 5v untuk pemrograman melalui perangkat lunak Arduino; tegangan lain akan menyebabkan kecepatan clock bervariasi secara signifikan dan kemungkinan akan menyebabkan komunikasi (dan dengan demikian pemrograman) gagal. Saat Anda mengunggah sketsa ke papan gaya ini yang menggunakan osilator internal, pilih "Lilypad Arduino" dari Alat/Papan Tidak bisa.

2008 10-02 TETAP -- salah dimasukkan sebagai pin 1 ke pin 10 dalam aslinya

Langkah 6: Koneksi untuk Pengembangan Arduino

Perhatikan bahwa pin pada ATmega168 tidak memetakan dengan jelas ke nama Arduino.

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

Langkah 7: Beberapa Sumber Bagian

Perhatikan bahwa saya tidak menggunakan kapasitor & header khusus yang tercantum di bawah ini dalam instruksi ini, jadi penampilannya mungkin sedikit berbeda dari petunjuk di sini. Jika Anda memiliki masalah, beri tahu saya.- Kabel USB FT232RL- Mouser: header spasi.1", 36 pin, lurus -- putuskan 8 pin untuk adaptor kabel & gunakan sisanya untuk proyek lain- Mouser: spasi.1" header, 36 pin, sudut kanan -- putuskan 8 pin untuk adaptor kabel- papan PC untuk adaptor kabel- Mouser: Resistor 10K- Mouser: Kapasitor.1uF- papan tempat memotong roti Pololu atau Ada Buah- Chip ATmega168 Mouser: tidak terprogram atau Ada Buah: terprogram - Mouser: Osilator 16Mhz