DIY Arduino ehitamine PCB -le ja mõned näpunäited algajatele: 17 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See on mõeldud juhiseks kõigile, kes joovad oma Arduino komplektist, mida saab osta A2D Electronicsist. See sisaldab palju näpunäiteid selle edukaks ülesehitamiseks. Samuti saate teada, mida kõik erinevad komponendid teevad.

Lugege edasi ja õppige, mida on vaja oma Arduino ehitamiseks!

Seda projekti saate vaadata ka minu veebisaidil siin.

Samm: mini -USB -pistik

Esimene osa jootmiseks on mini -USB -pistik. See annab teie arduinole toite, kui see on lõpetatud, kuid selle programmeerimiseks on vaja RS232 / USB -jadaadapterit. Mini -USB -pistikupesa läheb kõigepealt sisse, et saaksite selle sisse panna, keerake plaat ümber nii, et tihvtid jääksid ülespoole, ja pange see siis lauale. Enne selle sisestamist painutage 2 tihvtiga minikomplekti veidi plaadi esiosa poole, nii et see mahuks kenasti trükkplaadi aukudesse. PCB kaal hoiab pistikut paigas ja saate selle seal jootma.

2. samm: kinnitage päised

Järgmised osad, kuhu tuleb sisestada, on nööpnõelad. Naiste päised peaksid olema 6 -kordsed x2, 8 -pin x2 ja 10 -kordsed x1. 3 × 2 isane päis on vajalik ka päise ICSP (In Circuit Serial Programming) jaoks. Need kõik lähevad ümber plaadi väliskülje ja sobivad ideaalselt oma õigetele kohtadele. Jootke need sisse sama meetodiga nagu USB -pesa, tehes ühe päise korraga. Kõik päised peaksid olema PCB -ga täiesti risti. Selle saavutamiseks jootke ainult üks päise tihvt, seejärel hoidke päist käes hoides jootet uuesti üles ja asetage päis risti. Veenduge, et see istuks ka kogu pikkuse ulatuses vastu plaati. Hoidke seda asendis, kuni joodis kõveneb, seejärel jätkake ülejäänud tihvtide jootmist.

3. samm: IC -pesa

Kiire näpunäide ülejäänud komponentide jootmiseks: Kõik komponendijuhtmed saab kõigepealt plaadist läbi viia ja seejärel küljele painutada, nii et komponendid jäävad ümberpööramisel plaadile. See muudab jootmise palju lihtsamaks, kuna komponendid hoiavad end paigal.

Alustuseks pange 28 -pin IC pesa. Joondage kindlasti eraldusjoon ühes otsas PCB joonisega. See annab teile teada, kuidas sisestada AtMega328P mikrokontroller. Kuigi selle pistikupesa tihvtid on lühemad kui takistid või kondensaatorid, saab neid siiski painutada, et komponenti jootmise ajal paigal hoida.

Samm: takistid

3 takistit võivad edasi minna. Pole tähtis, millisel viisil need asetatakse - takistid pole polariseeritud. LED-ide jaoks on voolu piiravate takistitena 2 1K oomi takistit ja lähtestusliinil 10K oomi takisti. LED -i jaoks valiti tavaliste 220 -oomiste asemel 1K oomi takistid, nii et LED -id läbivad väiksema voolu, toimides seega rohkem indikaatoritena kui taskulamp.

Samm: LED -id

Seal on 2 LED -i, üks toiteindikaatorina ja teine Arduino tihvtil 13. LEDide pikem jalg tähistab positiivset külge (anood). Pange kindlasti pikem jalg trükkplaadil + märgitud küljele. LED -i negatiivne juhe on ka küljel lamestatud, nii et saate ikkagi dešifreerida positiivsed (anood) ja negatiivsed (katood) juhtmed, kui need on lõigatud.

6. samm: ostsillaator

Järgmine on kristallostsillaator ja 2 22 pF keraamilist kondensaatorit. Pole tähtis, millisel viisil mõni neist paigaldatakse - keraamilised kondensaatorid ja kristallostsillaatorid pole polariseeritud. Need komponendid annavad Arduinole 16MHz välise kella signaali. Arduino suudab toota 8MHz sisemist kella, seega pole need komponendid hädavajalikud, kuid laske sellel täiskiirusel töötada.

Samm: lähtestage lüliti

Lähtestuslüliti võib minna edasi. Lüliti jalad ei pea olema painutatud, see peaks end pesas kinni hoidma.

Samm: keraamilised kondensaatorid

Järgmisena võib minna 4 100 nF (nano Farad) keraamilist kondensaatorit. C3 ja C9 aitavad siluda 3.3V ja 5V liinide väikseid pingepiike, et pakkuda Arduinole puhast energiat. C7 on ühendatud välise lähtestusliiniga, mis võimaldab välisseadmel (USB -jadamuundur) Arduino õigel ajal lähtestada, et seda programmeerida. C4 on Arduino AREF (analoogviide) tihvtil ja GND -l, tagamaks, et Arduino mõõdab oma analoogsisenditel täpseid analoogväärtusi. Ilma C4 -ta loetaks AREF -i ujuvaks (mitte vooluvõrku või maandusega ühendatuks) ja see tekitaks analoognäitudes ebatäpsusi, kuna ujuvnõel võtab enda ümber mis tahes pinge, kaasa arvatud teie kehas olevad väikesed vahelduvvoolu signaalid juhtmestikust teie ümber. Jällegi ei ole keraamilised kondensaatorid polariseeritud, seega pole vahet, millisel viisil te need sisestate.

9. samm: PTC kaitse

Nüüd saate paigaldada PTC (positiivse temperatuurikoefitsiendi) kaitse. PTC kaitse pole polariseeritud, nii et seda saab paigaldada mõlemal viisil. See läheb otse USB -pesa taha. Kui teie vooluahel proovib tõmmata üle 500 mA voolu, hakkab see PTC -kaitse kuumutama ja suurendab takistust. See takistuse suurenemine vähendab voolu ja kaitseb USB -porti. See kaitse on vooluahelas ainult siis, kui Arduino töötab USB kaudu, seega veenduge, et Arduino toiteks alalisvoolu pesa või välise toite kaudu on õige. Tõmmake jalad kindlasti läbi aukude, isegi kurvidest mööda. Siin on abiks tangid.

Samm: elektrolüütkondensaatorid

Järgmisena saab sisse panna 3 47uF (microFarad) elektrolüütkondensaatorit. Nende pikem jalg on positiivne jalg, kuid tavalisem identifitseerimine on korpuse värvimine negatiivse jala küljel. Veenduge, et nende sisestamisel liiguks positiivne jalg tahvli + märgi poole. Need kondensaatorid siluvad sisendpinge suuremaid ebakorrapärasusi, samuti 5V ja 3.3V liine, nii et teie Arduino saab kõikuva pinge asemel stabiilse 5V/3.3V.

11. samm: alalisvoolu pistik

Järgmine on alalisvoolu sisendpesa. Sama tehing nagu kõigi teiste komponentidega, pange see sisse ja keerake plaat selle peale, et see jootmise ajal paigal püsiks. Jalade painutamine võib olla pisut keeruline, kuna need on paksud, nii et saate seda alati oma kohal hoida samamoodi nagu varem joodetud mini -USB -pistikut. See läheb ainult ühel viisil - tungrauaga laua väliskülje poole.

12. samm: pingeregulaatorid

Nüüd kaks pingeregulaatorit. Pange need kindlasti õigetesse kohtadesse. Mõlemad on märgistatud, seega sobitage lihtsalt tahvlil olev kiri regulaatoritega. 3.3 V regulaator on LM1117T-3.3 ja 5 V regulaator on LM7805. Mõlemad on lineaarsed pingeregulaatorid, mis tähendab, et sisendvool ja väljundvool on samad. Oletame, et sisendpinge on 9 V ja väljundpinge 5 V, mõlemad 100 mA voolu juures. Sisend- ja väljundpinge erinevus hajutatakse regulaatorina soojusena. Sellises olukorras (9V-4V) x 0,1A = 0,4W soojust, mida regulaator hajutab. Kui leiate, et regulaator läheb kasutamise ajal kuumaks, on see normaalne, kuid kui voolu tõmbamine on suur ja pinge erinevus on suur, võib regulaatori jahutusradiaator olla vajalik. Nüüd, et need plaadile joota, peaks ühel küljel olev metallist sakk minema tahvli poole, millel on topeltjoon. Nende kinnitamiseks kuni jootmiseni painutage ühte jalga ühel ja teist kahte teistpidi. Kui see on paika joodetud, painutage 5 V regulaator plaadi väliskülje poole ja 3,3 V regulaator plaadi sisepinna poole.

Samm 13: AtMega328P IC sisestamine

Viimane osa on mikrokontrolleri pistikupessa panemine. Joondage pistikupesa ja IC -i jaotused, seejärel joondage kõik tihvtid. Kui see on paigas, saate selle alla suruda. See võtab natuke rohkem jõudu, kui võite arvata, seega avaldage kindlasti ühtlast survet, et te ei painutaks ühtegi tihvti.

Samm: paar märkust oma Arduinoga ettevaatlikkuse kohta

• ÄRGE kunagi ühendage Arduinoga USB -toite ja välist toiteallikat korraga. Kuigi nende mõlema võimsus võib olla 5 V, ei ole need sageli täpselt 5 V. Väike pinge erinevus kahe toiteallika vahel põhjustab teie plaadil lühise.
• MITTE KUNAGI ei võta ühestki väljundpingest (D0-D13, A0-A5) rohkem kui 20 mA voolu. See praadib mikrokontrolleri.
• Ärge kunagi võtke 3.3V regulaatorist rohkem kui 800mA või 5V regulaatorist rohkem kui 1A. Kui vajate rohkem energiat, kasutage välist toiteadapterit (USB toitepank töötab hästi 5 V korral). Enamik Arduinosid toodab oma 3,3 V toite USB -liideselt jadakiibile. Nende väljundvõimsus on ainult 200 mA, nii et kui kasutate mõnda muud Arduinot, veenduge, et te ei võta 3,3 V kontaktist rohkem kui 200 mA.
• Ärge kunagi pange alalisvoolu pistikusse rohkem kui 16 V pinget. Kasutatavad elektrolüütkondensaatorid on mõeldud ainult 16V pingele.

Samm: mõned näpunäited / huvitavad faktid

• Kui leiate, et teie projekt vajab palju nööpnõelu, saab analoogsisendi tihvte kasutada ka digitaalsete väljundpistikutena. A0 = D14, kuni A5 = D19.
• Käsk analogWrite () on tegelikult PWM -signaal, mitte analoogpinge. PWM -signaalid on saadaval tihvtidel 3, 5, 6, 9, 10 ja 11. Need on kasulikud valgusdioodi heleduse reguleerimiseks, mootorite juhtimiseks või helide tekitamiseks. Helisignaali saamiseks PWM -väljundpistikutele kasutage tooni () funktsiooni.
• Digitaalsed tihvtid 0 ja 1 on AtMega328 IC TX- ja RX -signaalid. Kui võimalik, ärge kasutage neid oma programmides, kuid kui peate, peate võib -olla Arduino programmeerimisel osad nendest tihvtidest lahti ühendama.
• SDA- ja SCL -tihvtid i2c -side jaoks on tegelikult vastavalt A4 ja A5. Kui kasutate i2c -ühendust, ei saa tihvte A4 ja A5 kasutada muudel eesmärkidel.

16. samm: Arduino programmeerimine

Eemaldage esmalt igasugune väline toide, et vältida kahe erineva toiteallika lühist. Nüüd ühendage USB jadaadapteriga päisesse, mis asub otse mini -USB -toite taga. Ühendage see järgmiselt.

Arduino USB -jadaadapter

GND GND (maapind)

VCC VCC (võimsus)

DTR DTR (lähtestusnõel)

TX RX (andmed)

RX TX (andmed)

Jah, TX- ja RX -tihvtid pööratakse ümber. TX on edastav tihvt ja RX vastuvõttev tihvt, nii et kui teil oleks kaks edastusnõela omavahel ühendatud, ei juhtuks palju. See on algajatele üks levinumaid lõkse.

Veenduge, et USB -jadaadapteri hüppaja on seatud 5V -le.

Ühendage USB jadaadapter arvutiga, valige sobiv COM -port (sõltub teie arvutist) ja Arduino IDE -i menüüst Tööriistad (Arduino.cc -st alla laaditud) (Arduino UNO), seejärel kompileerige ja laadige oma programm üles.

17. samm: vilkuv visandiga testimine

Esimene asi, mida peaksite tegema, on LED -i vilkumine. See tutvustab teile Arduino IDE ja programmeerimiskeelt ning tagab, et teie plaat töötab korralikult. Minge näidete juurde, leidke Blinki näide, seejärel kompileerige ja laadige üles Arduino tahvlile, et veenduda, kas kõik töötab. Te peaksite nägema, et tihvti 13 külge kinnitatud LED hakkab 1 sekundi tagant vilkuma.