DIY Arduino-тэй нийцтэй клон: 21 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:03

Arduino бол Үйлдвэрлэгчийн зэвсгийн хамгийн сайн хэрэгсэл юм. Та өөрийн гараар бүтээх чадвартай байх ёстой! Төслийн эхний өдрүүдэд, ойролцоогоор 2005 онд, дизайн нь бүх нүхний хэсгүүд байсан бөгөөд харилцаа холбоо нь RS232 цуваа кабелиар хийгдсэн байв. Файлууд бэлэн хэвээр байгаа тул та өөрөө хийж болно, надад байгаа боловч хуучин сериал порттой компьютер тийм ч олон байдаггүй.

Arduino USB хувилбар удалгүй гарсан бөгөөд энэ нь холболт, харилцаа холбоог хялбаршуулсан тул төслийн амжилтанд ихээхэн хувь нэмэр оруулсан байх. Гэсэн хэдий ч энэ нь үнэтэй байсан: FTDI холбооны чип нь зөвхөн гадаргуу дээр суурилуулсан багцад багтсан болно. Үүнд зориулсан төлөвлөгөө байсаар байгаа боловч гадаргуу дээр холбох гагнуур нь ихэнх эхлэгчдээс хол байна.

Шинэ Arduino самбарууд нь USB (Леонардо) -д суурилуулсан 32U4 чип эсвэл USB -д зориулсан тусдаа Atmel чип (UNO) ашигладаг бөгөөд энэ нь хоёулаа биднийг гадаргуу дээр суурилуулсан хэвээр үлдээдэг. Нэгэн цагт Аюултай төхөөрөмжүүдийн "TAD" байсан бөгөөд USB хийхдээ нүхний PIC ашигладаг байсан ч би тэдний вэб дээр үлдсэн зүйлийг олж чадаагүй байна.

Тиймээс бид энд байна. Жеди Найт шиг эхлэгч хүн өөрийн Arduino (хөнгөн хуяг) бүтээх чадвартай байх ёстой гэдэгт би итгэлтэй байна. "Илүү соёлтой эрин үеэс гаралтай зэвсэг". Миний шийдэл: гадаргуу дээр холбох багц ашиглан нүхээр дамжин FTDI чип хийх! Энэ нь гадаргуугийн бэхэлгээг хийж, үлдсэн төслийг DIY нүх болгон санал болгох боломжийг надад олгодог. Би үүнийг нээлттэй эх сурвалжтай KiCad дээр зохион бүтээсэн тул та дизайны файлуудыг судалж, өөрчилж, өөрийн хувилбарыг эргүүлж болно.

Хэрэв та үүнийг тэнэг санаа гэж бодож байгаа бол, эсвэл гадаргуу дээр гагнах дуртай бол миний Леонардо Клоныг үзээрэй, эс бөгөөс цааш нь уншаарай…

Алхам 1: эд анги, хангамж

Бүрэн хэмжээний нэхэмжлэхийг https://github.com/aspro648/Arduino/tree/master/D… дээр байрлуулсан болно.

Үүний өвөрмөц хэсэг нь Arduino, FTDI чипт зориулагдсан нэг самбар юм. Та OSH Park -ийг өөртөө зориулж хийлгэх эсвэл дизайны файлуудыг дуртай самбарын байшинтайгаа хамт ашиглах боломжтой.

Энэхүү төслийн иж бүрдлийг Tindie.com дээрээс авах боломжтой. Энэхүү иж бүрдлийг худалдаж авснаар хэд хэдэн өөр үйлдвэрлэгчдээс захиалга авахад зарцуулах цаг, зардлаа хэмнэж, ПХБ -ийн захиалгын доод хэмжээнээс зайлсхийх болно. Энэ нь танд туршигдсан гадаргуу дээр суурилуулсан FDTI нүх сүвээр дамжуулах чип, урьдчилан анивчсан Атмега өгөх болно.

Багаж хэрэгсэл, хангамж: Миний семинарт би SparkFun -ийн анхан шатны багаж хэрэгслийг ашигладаг бөгөөд үүнд танд хэрэгтэй зүйлсийн ихэнх нь байдаг.

• Гагнуурын төмөр.
• Гагнуур
• Утас зүү
• Цэвэрлэх сүлжих (шаардлагагүй гэж найдаж байна, гэхдээ та хэзээ ч мэдэхгүй).

Алхам 2: Хатагтай, ноёд оо, индүүгээ эхлүүлээрэй

Би танд гагнуур хийхийг зааж өгөхгүй. Үүнийг миний хийж чадахаас хамаагүй илүү сайн харуулсан миний дуртай хэдэн видео байна:

• Geek Girl Diaries -ээс Кэрри Анн.
• Адафрутын Колин

Ерөнхийдөө:

• Торгоны дэлгэцийн тэмдэглэгээг ашиглан ПХБ -ийн байршлыг олоорой.
• Хөлийн хэвлэмэл хэсэгт багтахын тулд бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг нугална.
• Утасыг гагнах.
• Туузыг хайчилж ав

Алхам 3: Эсэргүүцэл

Хамгийн элбэг, хамгийн бага суудалтай, гагнахад хамгийн хялбар тул резистороос эхэлье. Тэд илүү халуунд тэсвэртэй бөгөөд техникээ сайжруулах боломжийг танд олгоно. Тэд бас туйлшралгүй тул та тэдгээрийг аль ч хэлбэрээр байрлуулж болно.

• Самбар дээр хэд хэдэн газарт байрлуулсан гурван ширхэг 10К ом (хүрэн - хар - улбар шар -алт) -аас эхэл (зураг харна уу). Эдгээр нь идэвхтэй татахгүйгээр 5В-ийн дохиог хадгалдаг "татах" эсэргүүцэл юм.
• 22 омын хос (улаан - улаан - хар - алт) зүүн дээд буланд байна. Эдгээр нь USB холбооны хэлхээний нэг хэсэг юм.
• Дараагийнх нь 470 ом (шар, ягаан, хүрэн, алт) хосууд юм. Эдгээр нь RX/TX LED -ийн одоогийн хязгаарлах эсэргүүцэл юм.
• Ганц бие 4.7K ом (шар, ягаан, улаан, алт). FTDI VCC дохионы сондгой бөмбөг.
• Эцэст нь хос 1K ом (Браун, Хар, Улаан, Алт). Эдгээр нь хүч чадал ба D13 LED -ийн одоогийн хязгаарлах резисторууд юм (330 ом ажиллах болно, гэхдээ би хэт хурц гэрэлд дургүй).

Алхам 4: Диод

Цаашид хэлхээг цахилгаан залгуураас урвуу гүйдлээс хамгаалдаг диод байна. Ихэнх, гэхдээ бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд туйлшралын урвуу байдалд муу хариу үйлдэл үзүүлэх болно.

Энэ нь туйлшралтай бөгөөд нэг үзүүрт мөнгөн туузаар тэмдэглэгдсэн байдаг.

Торгоны дэлгэцийн тэмдэглэгээ, гагнуурыг байрлуул.

Алхам 5: Хүчдэл зохицуулагч (5V)

Хоёр хүчдэлийн зохицуулагч байдаг бөгөөд гол нь 7805 бөгөөд арван хоёр вольтыг үүрнээс 5 вольт хүртэл тохируулдаг бөгөөд энэ нь Atmega 328 -д шаардлагатай байдаг. Хэвлэсэн хэлхээний самбар дээр дулааныг гадагшлуулахад туслах том зэсийн онцлогууд байдаг. Туузыг нугалж, нуруу нь нүхэнд нүхтэй, гагнуурыг байрлуулсан байна.

Алхам 6: Залгуурууд

Залгуур нь IC чипийг гагнахгүйгээр оруулах, зайлуулах боломжийг олгодог. Би тэднийг даатгал гэж боддог, учир нь тэдгээр нь хямд бөгөөд хийссэн чипийг солих эсвэл арагш нь оруулахад IC -ийг дахин чиглүүлэх боломжийг олгодог. Чипийн чиглэлийг харуулахын тулд тэд нэг төгсгөлтэй байдаг. Хоёр тээглүүрийг гагнаж, дараа нь үлдсэн тээглүүрийг гагнахаас өмнө зөв суулгасан эсэхийг шалгаарай.

Алхам 7: Товчлуур

Ардуино ихэвчлэн чип унтарсан эсвэл дахин асаах шаардлагатай бол дахин эхлүүлэх товчлууртай байдаг. Таных зүүн дээд буланд байна. Үүнийг дарж гагнана.

Алхам 8: LED

Статусыг зааж өгөх хэд хэдэн LED байдаг. LED нь туйлшралтай байдаг. Урт хөл нь анод буюу эерэг бөгөөд хажуу талдаа "+" тэмдэг тавьдаг. Богино хөл нь катод буюу сөрөг бөгөөд дөрвөлжин дэвсгэрт ордог.

Өнгө нь дур зоргоороо байдаг, гэхдээ би ихэвчлэн ашигладаг:

• Чип харилцах эсвэл програмчлах үед анивчдаг RX/TX -ийн шар өнгө.
• Үйл явдлыг харуулахын тулд програмд ашиглаж болох D13 LED -ийн ногоон.
• 5 вольтын хүчийг харуулах улаан өнгийг USB эсвэл цахилгаан залгуураар авах боломжтой.

Алхам 9: Керамик конденсатор

Керамик конденсатор нь туйлшралгүй байдаг.

Цахилгаан гөлгөр конденсаторыг ихэвчлэн цахилгаан хангамжаас чип рүү шилжих шилжилтийг арилгахад ашигладаг. Утга нь ихэвчлэн бүрэлдэхүүн хэсгийн мэдээллийн хуудсан дээр тодорхойлогддог.

Манай дизайны IC чип бүр нь цахилгаан зөөлрүүлэх зориулалттай 0.1uF конденсатортой.

3.3 вольтын зохицуулагчийн эргэн тойронд хүчийг жигдрүүлэх зориулалттай хоёр 1uF конденсатор байдаг.

Нэмж дурдахад програм хангамжийг дахин тохируулах функцийг цаг хугацаанд нь хийхэд тусалдаг 1uF конденсатор байдаг.

Алхам 10: Электролитийн конденсатор

Электролитийн конденсатор нь туйлшралтай байдаг тул үүнийг ажиглах ёстой. Эдгээр нь ихэвчлэн керамик конденсатороос том хэмжээтэй байдаг боловч энэ тохиолдолд 7805 зохицуулагчийн эргэн тойронд хүчийг тэгшлэх зориулалттай 0.33 uF конденсатортой болно.

Төхөөрөмжийн урт хөл нь эерэг бөгөөд "+" гэж тэмдэглэсэн дөрвөлжин дэвсгэрт ордог. Эдгээрийг хойш нь тавьвал "поп" болох хандлагатай байдаг тул үүнийг зөв хийгээрэй, эс бөгөөс танд солих шаардлагатай болно.

Алхам 11: 3.3 Хүчдэл зохицуулагч

Atmega чип нь 5 вольтоор ажилладаг бол FTDI USB чип зөв ажиллахын тулд 3.3 вольт хэрэгтэй. Үүнийг хангахын тулд бид MCP1700 ашигладаг бөгөөд энэ нь маш бага гүйдэл шаарддаг тул 7805 гэх мэт том TO-220 багцын оронд транзистор шиг жижиг TO-92-3 багцад байдаг.

Төхөөрөмж нь хавтгай нүүртэй. Торгоны дэлгэцтэй тааруулж, бүрэлдэхүүн хэсгийн өндрийг самбараас дөрөвний нэг инч орчим тохируулна уу. Гагнуур байрлуулна.

Алхам 12: Толгойнууд

Arduino -ийн гоо үзэсгэлэн нь стандартчилагдсан ул мөр, зүү юм. Толгой нь шаардлагатай бол хатуу тохиргоог хурдан өөрчлөх боломжийг олгодог "бамбай" залгах боломжийг олгодог.

Би ихэвчлэн толгой тус бүрийн нэг зүүг гагнаж, дараа нь үлдсэн тээглүүрийг гагнахаас өмнө тохируулгыг нь шалгадаг.

Алхам 13: Резонатор

Атмега чипс нь 8 МГц хүртэл янз бүрийн давтамжтайгаар ажиллах боломжтой дотоод резонатортой. Хугацааны гадаад эх үүсвэр нь чипийг 20 МГц хүртэл ажиллуулах боломжийг олгодог боловч стандарт Arduino нь 16 МГц -ийг ашигладаг бөгөөд энэ нь анхны загварт ашигласан Atmega8 чипүүдийн хамгийн дээд хурд байв.

Ихэнх Arduino нь илүү нарийвчлалтай талст ашигладаг боловч нэмэлт конденсатор шаарддаг. Би ихэнх ажилд хангалттай нарийвчлалтай резонатор ашиглахаар шийдсэн. Энэ нь туйлширдаггүй, гэхдээ би ихэвчлэн гаднах тэмдэглэгээтэй тулгардаг тул сониуч үйлдвэрлэгчид танд стандарт тохиргоог ажиллуулж байгааг хэлж чадна.

Алхам 14: Гал хамгаалагч

Ихэнх Arduino -д гал хамгаалагч байдаггүй, гэхдээ сурч буй аливаа үйлдвэрлэгч ихэнхдээ (наад зах нь миний хувьд) буруу холбодог. Дахин тохируулах энгийн гал хамгаалагч нь чип солих шаардлагатай "ид шидийн утаа" -ыг гаргахгүй байхад тусална. Хэт их гүйдэл татахад энэ гал хамгаалагч нээгдэж, хөрөхөд өөрөө дахин тохируулагдах болно. Энэ нь туйлшралгүй бөгөөд хөлний нугалаас нь түүнийг самбараас дээш барьдаг.

Алхам 15: Толгойнууд

Өөр хоёр толгой, эдгээр нь эрэгтэй тээглүүртэй. USB холбогчийн ойролцоо гурван зүү байгаа бөгөөд холбогч ашиглан USB тэжээл ба үүрний хооронд шилжих боломжтой. НҮБ үүнийг автоматаар хийх боломжтой байдаг, гэхдээ би үүнийг нүх хэлбэрээр хуулбарлаж чадаагүй байна.

Хоёрдахь толгой бол "системийн програмчлалд" зургаан толгойтой толгой юм. Энэ нь шаардлагатай бол шууд Atmega -ийг дахин програмчлах гадаад програмисттай холбогдох боломжийг олгодог. Хэрэв та миний иж бүрдлийг худалдаж авбал чип аль хэдийн firmware -ийг ачаалж байгаа эсвэл Atmega -ийг сокетаас салгаж програмчлалын сокет дээр шууд байрлуулж болох тул энэ толгойг бараг ашигладаггүй тул заавал биш юм.

Алхам 16: Цахилгаан Жак

USB -ийн оронд 5.5 x 2.1 мм хэмжээтэй стандарт залгуурыг ашиглан гадаад тэжээл авч болно. Энэ нь "Вин" гэж тэмдэглэгдсэн зүүг нийлүүлж, 5 вольтын 7805 хүчдэлийн зохицуулагчийг ажиллуулдаг. Төвийн зүү нь эерэг бөгөөд оролт нь 35 В хүртэл байж болно, гэхдээ 12V нь илүү ердийн зүйл юм.

Алхам 17: USB

Леонардо гэх мэт шинэ Arduinos нь USB микро холболтыг ашигладаг боловч анхны USB B холболт нь бат бөх, хямд бөгөөд танд маш олон кабель байдаг. Хоёр том хавчуурга нь цахилгаан холболтгүй боловч механик бат бэхийн хувьд гагнаж байна.

Алхам 18: Чипс

Чипсийг суулгах цаг болжээ. Чиглэлийг баталгаажуулна уу. Хэрэв залгуур нь арагшаа байгаа бол чип нь торгон дэлгэцийн тэмдэглэгээтэй таарч байгаа эсэхийг шалгаарай. Бидний ажиллаж байсан чиг баримжааны хувьд доод хоёр чип нь дээшээ харсан байна.

Чипийг оруулаарай, ингэснээр хөл нь бэхэлгээтэй зэрэгцэнэ. IC нь хөлөөсөө бага зэрэг налуутай байдаг тул босоо чиглэлд нугалах шаардлагатай болно. Энэ нь ихэвчлэн миний иж бүрдэлд зориулагдсан байдаг. Чиглэлд итгэлтэй байгаа бол бичил схемийн хоёр талыг зөөлөн дарна уу. Санамсаргүй байдлаар ямар ч хөл нугалаагүй эсэхийг шалгаарай.

Алхам 19: Ачаалагчийг анивчих

Ачаалагч бол USB -ээр дамжуулан кодыг хялбархан ачаалах боломжийг олгодог чип дээрх жижиг код юм. Энэ нь шинэчлэлтүүдийг хайж олохын тулд эхний хэдэн секундын турш ажилладаг бөгөөд одоо байгаа кодоо ажиллуулдаг.

Arduino IDE нь анивчдаг програмыг хялбар болгодог боловч гадны програмист шаарддаг. Би өөрийн AVR програмист ашигладаг бөгөөд мэдээж танд зориулж иж бүрдэл зарах болно. Хэрэв танд програмист байгаа бол чипийг шууд програмчлах боломжтой тул танд Arduino хэрэггүй болно. Дэгдээхэй, өндөг шиг зүйл.

Өөр нэг сонголт бол Atmega -г аль хэдийн ачаалагчтай хамт худалдаж авах явдал юм:

Бид танд болгоомжтой хандахгүй бол Arduino -ийн албан ёсны зааврыг зааж өгөх болно, учир нь хэрэв энэ нь анхаарал болгоомжтой байхгүй бол үүнийг өөрийн заавар болгон хувиргах болно:

Алхам 20: Power Jumper -ийг суулгаад холбоно уу

Цахилгаан холбогч нь USB эсвэл цахилгаан залгуураас 5 вольтын хоорондох хүчийг сонгох гарын авлага юм. Стандарт Arduino -д автоматаар шилжих хэлхээ байдаг боловч би үүнийг нүхний хэсгүүдээр хялбархан хэрэгжүүлж чадаагүй.

Хэрэв холбогчийг суулгаагүй бол цахилгаан байхгүй болно. Хэрэв та үүрээ сонгож, залгагдаагүй бол цахилгаан байхгүй болно. Тийм ч учраас танд хүч байгаа эсэхийг харуулах улаан LED байдаг.

Эхлээд та Arduino USB -ээр холбогддог эсэхийг харахыг хүсч байгаа тул холбогчийг энэ тохиргоонд оруулна уу. Arduino -г компьютер дээрээ маш болгоомжтой залгаарай. Хэрэв танд "танигдаагүй USB төхөөрөмж" байгаа бол түүнийг салгаад асуудал үүсгэж эхлээрэй.

Үгүй бол анивчих үндсэн зургийг нээхийн тулд Arduino IDE -ээ ашиглаарай. "Arduino UNO" -ийг самбар болгон ашигла. Энд байгаа зааврыг дагана уу:

Алхам 21: Алдааг олж засварлах

Анхны хүчийг асаахад та амжилт эсвэл бүтэлгүйтлийн шинж тэмдгийг үргэлж хайж байдаг бөгөөд хэрэв бүх зүйл санаснаар болохгүй бол самбарыг хурдан салгахад бэлэн байна. Амжилт тэр дороо гарахгүй бол сэтгэлээ бүү алдаарай. Миний семинар дээр би дараахь зүйлийг дэмжихийг хичээдэг.

• Тэвчээр, энэ нь үргэлж амар байдаггүй, гэхдээ ихэвчлэн үнэ цэнэтэй юм.
• Тууштай байвал та бууж өгвөл асуудлыг шийдэхгүй.
• Эерэг хандлага, хэрэв танд тусламж хэрэгтэй байсан ч гэсэн та үүнийг ойлгож чадна.

Асуудалтай тэмцэх үедээ өөрийгөө шийдэх нь илүү хэцүү байх тусам түүнийг шийдвэрлэх шагнал эсвэл суралцах болно гэж өөртөө хэлдэг.

Үүнийг анхаарч энгийн зүйлээс эхэлье

• Самбарын арын хэсэгт байгаа гагнуурын үеийг шалгаж, сэжигтэй харагдаж байгаа үеийг засна уу.
• IC чипүүд зөв чиглэлд байгаа эсэхийг шалгаж, залгууруудын аль нь ч ороогүй эсэхийг шалгаарай.
• Улаан гэрэл асаалттай үед асах уу? Үгүй бол цахилгаан холбогч болон USB гагнуурын холболтыг шалгана уу.
• Туйлширсан бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүд зөв чиглэсэн эсэхийг шалгаарай.
• Алдааны мэдэгдэл эсвэл бүрэлдэхүүн хэсгүүд халах гэх мэт бусад зөвлөмжийг хайж олох.

Хэрэв танд асуудал байсаар байвал тусламж хүсээрэй. Би зааж сургахыг хүсч буй хүмүүст туслахыг хүсч байгаа учраас би зааварчилгаа бичдэг. Шинж тэмдгүүд юу болохыг, алдааг олж илрүүлэхийн тулд ямар арга хэмжээ авсан талаар сайн тайлбар өгөх. Самбарын урд болон хойд талын өндөр нарийвчлалтай гэрэл зураг нь бас тус болно. Хэзээ ч битгий бууж өг. Тэмцэл бүхэн сургамж болно.