Bou 'n DIY Arduino op 'n PCB en 'n paar wenke vir beginners: 17 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:27

Dit is bedoel as 'n gids vir almal wat hul eie Arduino soldeer uit 'n stel wat by A2D Electronics gekoop kan word. Dit bevat baie wenke en truuks om dit suksesvol te bou. U leer ook wat al die verskillende komponente doen.

Lees verder en leer wat nodig is om u eie Arduino te bou!

U kan hierdie projek ook op my webwerf hier sien.

Stap 1: Mini USB -aansluiting

Die eerste deel om te soldeer is die mini -USB -aansluiting. Dit gee u arduino krag wanneer dit voltooi is, maar 'n RS232 / USB na seriële adapter sal nodig wees om dit te programmeer. Die mini -USB -aansluiting gaan eers in sodat u dit kan insit, die bord omdraai sodat die penne na bo wys en dit dan op die tafel neersit. Buig die mini -stel van 2 penne effens na die voorkant van die bord voordat dit ingesit word, sodat dit mooi in die gate op die PCB pas. Die gewig van die PCB hou die aansluiting vas, en u kan dit daar soldeer.

Stap 2: Speldopskrifte

Speldopskrifte is die volgende stukke om in te gaan. Jy moet vroulike opskrifte in 6pin x2, 8pin x2 en 10pin x1 hê. 'N Manlike kop van 3 × 2 is ook nodig vir die ICSP -kop (In Circuit Serial Programming). Dit gaan almal aan die buitekant van die bord en pas perfek op hul regte plekke. Soldeer hulle met dieselfde metode as die USB -aansluiting, en doen een kopstuk op 'n slag. Die opskrifte moet almal loodreg op die PCB wees. Om dit te bereik, soldeer slegs een pen van die kop, terwyl u die kop met u hand inhou, smelt die soldeer weer en plaas die kop weer in sy loodregte posisie. Maak seker dat dit ook oor die hele lengte teen die bord sit. Hou dit in posisie totdat die soldeer hard word, en soldeer dan die res van die penne.

Stap 3: IC -aansluiting

Vinnige wenk om die res van die komponente te soldeer: Al die komponentleidings kan eers deur die bord geplaas word en dan na die kant gebuig word sodat die komponente in die bord kan bly wanneer dit omdraai. Dit sal dit baie makliker maak om te soldeer, aangesien die komponente hulself op hul plek hou.

Begin deur die 28 -pins IC -aansluiting te plaas. Maak seker dat u die divot aan die een kant in lyn bring met die tekening op die PCB. Dit laat u weet hoe u die AtMega328P -mikrobeheerder moet plaas. Alhoewel die penne op hierdie aansluiting korter is as weerstande of kapasitors, kan hulle steeds gebuig word om die komponent vas te hou terwyl u dit soldeer.

Stap 4: Weerstande

Die 3 weerstande kan volgende aangaan. Dit maak nie saak in watter rigting hulle geplaas word nie - weerstande word nie gepolariseer nie. Daar is 2 1K ohm weerstande as stroombeperkende weerstande vir die LED's, en 'n 10K ohm weerstand as 'n optrekweerstand op die resetlyn. 1K ohm weerstande is gekies vir die LED in plaas van die gewone 220 ohm, sodat die LED's 'n laer stroom deur hulle sal hê, wat meer as indikators as 'n flitslig sal dien.

Stap 5: LED's

Daar is 2 LED's, een as 'n kragaanwyser, en die ander op pen 13 van die Arduino. Die langer been op die LED's dui die positiewe kant (anode) aan. Maak seker dat u die langer been in die kant + in die printplaat sit. Die negatiewe lei van as LED word ook aan die kant platgemaak, sodat u steeds positiewe (anode) en negatiewe (katode) leidrade kan ontsyfer as hulle gesny is.

Stap 6: Ossillator

Die volgende is die kristal ossillator en die 2 22pF keramiek kondensators. Dit maak nie saak in watter rigtings dit plaas nie - keramiek kondensators en kristal ossillators is nie gepolariseer nie. Hierdie komponente gee die Arduino 'n 16MHz eksterne kloksein. Die arduino kan 'n 8MHz interne klok produseer, dus hierdie komponente is nie streng nodig nie, maar laat dit op volle snelheid werk.

Stap 7: Herstel skakelaar

Die reset -skakelaar kan volgende aangaan. Die bene op die skakelaar hoef nie gebuig te word nie; dit moet homself in die gleuf hou.

Stap 8: Keramiek -kondensators

4 100nF (nano Farad) keramiek kondensators kan verder volg. C3 en C9 help om klein spanningspieke op die 3.3V- en 5V -lyne glad te maak om skoon krag aan die Arduino te lewer. C7 is in ooreenstemming met die eksterne resetlyn om 'n eksterne toestel (USB na Serial Converter) in staat te stel om die Arduino op die regte tyd terug te stel om dit te programmeer. C4 is op die Arduino se AREF (Analog Reference) -pen en GND om te verseker dat die Arduino akkurate analoogwaardes op sy analoog insette meet. Sonder C4 sal AREF as 'drywend' beskou word (kan nie met krag of grond gekoppel word nie), en dit sal onjuisthede in analoogmetings veroorsaak, omdat 'n drywende pen die spanning rondom dit kan aanneem, insluitend die klein wisselstroomseine in u liggaam wat gekom het van die bedrading om jou. Keramiekondensators is ook nie gepolariseer nie, dus dit maak nie saak in watter rigting u dit plaas nie.

Stap 9: PTC -lont

Nou kan u die PTC (positiewe temperatuur koëffisiënt) -sekering installeer. Die PTC -lont is nie gepolariseer nie, en kan dus in beide opsigte geplaas word. Dit gaan reg agter die USB -aansluiting. As u stroombaan meer as 500mA stroom probeer trek, begin hierdie PTC -lont warm word en weerstand verhoog. Hierdie toename in weerstand sal die stroom verlaag en die USB -poort beskerm. Hierdie beskerming is slegs in die kring wanneer die Arduino via USB aangeskakel word, dus as u die Arduino via die DC -aansluiting of deur eksterne krag aansit, moet u seker maak dat u stroombaan korrek is. Maak seker dat u die bene deur die gate trek, selfs verby die draaie. 'N Tang sal hier nuttig wees.

Stap 10: Elektrolitiese kondensators

Die 3 47uF (microFarad) elektrolitiese kapasitors kan daarna ingesit word. Die langer been hierop is die positiewe been, maar die meer algemene identifikasie is die kleur van die omhulsel aan die kant van die negatiewe been. Maak seker dat die positiewe been wanneer u dit insit na die + -merk op die bord gaan. Hierdie kondensators maak die groter onreëlmatighede van die insetspanning, sowel as die 5V- en 3.3V -lyne glad, sodat u Arduino 'n konstante 5V/3.3V in plaas van 'n wisselende spanning kry.

Stap 11: DC -aansluiting

Die volgende is die DC -ingangsaansluiting. Dieselfde ooreenkoms as al die ander komponente, sit dit in en draai die bord bo -oor sodat dit op sy plek bly terwyl u dit soldeer. Dit kan 'n bietjie moeilik wees om die bene te buig, aangesien dit dik is, sodat u dit altyd op dieselfde manier kan hou as die mini -USB -aansluiting wat vroeër gesoldeer is. Hierdie een gaan slegs op een manier - met die domkrag na die buitekant van die bord.

Stap 12: Spanningsreguleerders

Nou die twee spanningsreguleerders. Maak seker dat u dit op die regte plekke plaas. Hulle is albei gemerk, dus pas die skrif op die bord by die skrif op die regulators. Die 3.3V-reguleerder is 'n LM1117T-3.3 en die 5V-reguleerder is 'n LM7805. Albei is lineêre spanningsreguleerders, wat beteken dat die insetstroom en die uitsetstroom dieselfde sal wees. Gestel die ingangsspanning is 9V en die uitsetspanning is 5V, beide teen 100mA stroom. Die verskil in die ingangs- en uitgangsspannings sal deur die reguleerder as hitte verdwyn. In hierdie situasie, (9V-4V) x 0.1A = 0.4W hitte wat deur die reguleerder afgevoer moet word. As u agterkom dat die regulator warm word tydens gebruik, is dit normaal, maar as u 'n groot stroom trek en daar 'n groot spanningsverskil is, is dit moontlik 'n heatsink op die regulator. Om dit op die bord te soldeer, moet die metaalblad aan die een kant na die kant van die bord met 'n dubbele lyn gaan. Om dit vas te hou totdat u dit soldeer, buig u een been op die een kant en die ander twee op die ander kant. As dit eers op sy plek gesoldeer is, buig die 5V -reguleerder na die buitekant van die bord en die 3.3V -reguleerder na die binnekant van die bord.

Stap 13: Voeg die AtMega328P IC in

Die laaste deel is om die mikrobeheerder in sy houer te plaas. Rangskik die dele in die sok en op die IC, en rangskik dan al die penne. Sodra dit op sy plek is, kan u dit afdruk. Dit verg 'n bietjie meer krag as wat u sou verwag, dus oefen eweredig druk uit sodat u nie die penne buig nie.

Stap 14: 'n Paar opmerkings van omsigtigheid met u Arduino

• Koppel NOOIT USB -krag en eksterne krag tegelykertyd aan die Arduino nie. Alhoewel hierdie twee beide op 5V beoordeel kan word, is dit dikwels nie presies 5V nie. Die klein spanningsverskil tussen die twee kragbronne veroorsaak 'n kortsluiting deur u bord.
• Moet NOOIT meer as 20mA stroom van enige uitsetpen trek nie (D0-D13, A0-A5). Dit sal die mikrobeheerder braai.
• Moet NOOIT meer as 800mA van die 3.3V -reguleerder trek nie, of meer as 1A van die 5V -reguleerder. As u meer krag benodig, gebruik 'n eksterne kragadapter ('n USB -kragbank werk goed vir 5V). Die meeste Arduino's genereer hul 3.3V -krag van die USB na die seriële chip aan boord. Dit het slegs 'n 200mA -uitset, dus as u 'n ander Arduino gebruik, moet u seker maak dat u nie meer as 200mA uit die 3.3V -pen trek nie.
• Moet NOOIT meer as 16V in die DC -aansluiting sit nie. Die elektrolitiese kapasitors wat gebruik word, word slegs vir 16V geklassifiseer.

Stap 15: 'n Paar wenke / interessante feite

• As u agterkom dat u projek baie penne benodig, kan die analoog invoerpenne ook as digitale uitsetpenne gebruik word. A0 = D14, tot A5 = D19.
• Die analogWrite () -opdrag is eintlik 'n PWM -sein, nie 'n analoog spanning nie. PWM -seine is beskikbaar op penne 3, 5, 6, 9, 10 en 11. Dit is handig om die helderheid van 'n LED te beheer, motors te bestuur of geluide te genereer. Gebruik die toon () -funksie om 'n klanksignaal op die PWM -uitvoerpenne te kry.
• Digitale penne 0 en 1 is die TX- en RX -seine vir die AtMega328 IC. As dit moontlik is, moet u dit nie in u programme gebruik nie, maar as u moet, moet u die dele van die penne ontkoppel terwyl u die Arduino programmeer.
• SDA- en SCL -penne vir i2c -kommunikasie is eintlik penne onderskeidelik A4 en A5. As u 'n i2c -kommunikasie gebruik, kan penne A4 en A5 nie vir ander doeleindes gebruik word nie.

Stap 16: Programmering van u Arduino

Ontkoppel eers enige eksterne kragkabel om te voorkom dat 2 verskillende kragtoevoer kortkom. Koppel nou 'n USB aan die seriële adapter aan die kop net agter die mini -USB -krag. Koppel dit volgens die volgende:

Arduino USB na seriële adapter

GND GND (grond)

VCC VCC (krag)

DTR DTR (resetpen)

TX RX (data)

RX TX (data)

Ja, die TX- en RX -penne word omgedraai. TX is die stuurpen, en RX is die ontvangpen, so as daar twee stuurpenne aan mekaar gekoppel was, sou daar nie veel gebeur nie. Dit is een van die mees algemene slaggate vir beginners.

Maak seker dat die jumper op die USB na Serial -adapter op 5V is.

Koppel die USB -na -seriële adapter aan op die rekenaar, kies die toepaslike COM -poort (hang af van u rekenaar) en Board (Arduino UNO) in die menu's Gereedskap van die Arduino IDE (afgelaai van Arduino.cc), en stel dan u program op en laai dit op.

Stap 17: Toets met 'n knipskets

Die eerste ding wat u moet doen, is om 'n LED te knip. Dit sal u vertroud maak met die Arduino IDE en programmeertaal en verseker dat u bord behoorlik werk. Gaan na die voorbeelde, vind die Blink -voorbeeld, stel dit dan saam en laai dit op na die Arduino -bord om seker te maak dat alles werk. U moet sien dat die LED wat aan pen 13 aangeheg is, met tussenposes van 1 sekonde begin knip.