Өөрийн Arduino бүтээх: 6 алхам (зурагтай)

2025 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2025-01-23 15:00

Талхны тавцан дээр Arduino суурилуулах нь миний хайрлаж өссөн үйл явц болсон.

Хэдхэн минутын дотор та энэ гарын авлагаас харж болох Arduino платформтой ажиллах боломжтой болно. Сургуульд байхдаа хэд хэдэн удаа төслийн нэг санааг туршиж үзэхийн тулд эдгээрийн аль нэгийг нь хийж өгсөн удаа бий. Дээрээс нь талхны тавцан дээр байрлуулсан бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд нь маш цэвэрхэн харагдаж байна. Миний Arduino төслүүдийн зарим нь Arduino гэж юу вэ?

Arduino бол уян хатан, ашиглахад хялбар техник хангамж, програм хангамж дээр суурилсан нээлттэй эхийн электроникийн загварчлалын платформ юм. Энэ нь зураач, дизайнер, хобби сонирхогчид болон интерактив объект эсвэл орчин бий болгох сонирхолтой хүмүүст зориулагдсан болно.

Arduino нь янз бүрийн мэдрэгчээс оролт хүлээн авч хүрээлэн буй орчныг мэдэрч, гэрэл, мотор болон бусад идэвхжүүлэгчийг удирдах замаар хүрээлэн буй орчинд нөлөөлж чаддаг. Самбар дээрх микроконтроллерийг Arduino програмчлалын хэл (Wiring дээр суурилсан) болон Arduino хөгжүүлэлтийн орчин (Processing дээр суурилсан) ашиглан програмчилсан болно. Arduino төслүүд нь дангаараа эсвэл компьютер дээр ажилладаг програм хангамжтай харилцах боломжтой (жишээлбэл Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Алхам 1: бүрэлдэхүүн хэсгүүд

Хямд үнэтэй хэд хэдэн эд анги, гагнуургүй талхны хавтангийн тусламжтайгаар та өөрийн Arduino -ийг хурдан бөгөөд хялбархан бүтээж чадна. Энэхүү үзэл баримтлал нь дизайны шинэ санааг прототиплэхийг хүсч байгаа эсвэл Arduino хэрэгтэй болгондоо дизайныг нь нураахыг хүсэхгүй байгаа үед маш сайн ажилладаг. Доорх жишээн дээр бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг талхны тавцан дээр хэрхэн холбохыг харуулав. Бид энэ төслийн явцад илүү дэлгэрэнгүй ярих болно. Зураг 1-1: USB програмчлалын чадвартай Breadboard Arduino. Эхлэхээсээ өмнө бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн жагсаалтын хайрцагт шаардлагатай бүх зүйл байгаа эсэхийг шалгаарай. Хэрэв та эд анги худалдаж авах шаардлагатай бол www. ArduinoFun.com дээрх миний сайтаас эсвэл бусад онлайн дэлгүүрүүдийг доороос үзнэ үү* Худалдан авахаасаа өмнө програмчлалын сонголтуудын TTL-232R кабелийн талаархи тэмдэглэлийг үзнэ үү. ArduinoFun.com дээрх бүх захиалгыг 10% хямдруулж, купон кодыг ашиглаарай. Та бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг www. ArduinoFun.com эсвэл www. SparkFun.com эсвэл www. CuriousInventor.com эсвэл www. FunGizmos.com эсвэл www. Adafruit.com дээрээс худалдаж авах боломжтой. Оригинал заавар:

Алхам 2: Эрчим хүчийг тохируулах

Таны хийх ёстой хамгийн эхний зүйл бол хүчийг тохируулах явдал юм. Талхны тавцан болон бүрэлдэхүүн хэсгүүд таны өмнө байгаа … эхэлцгээе! Энэ алхамаар та 7805 хүчдэлийн зохицуулагчийг ашиглан Arduino талхыг +5 вольтын тогтмол хүчдэлд тохируулах болно. Зураг 1-2: LED заагчтай цахилгаан тохиргоо. Хүчдэл зохицуулагчийг ажиллуулахын тулд 5В -оос дээш хүчдэл өгөх шаардлагатай. Шуурхай холбогчтой ердийн 9V батерей нь үүний тулд зүгээр ажиллах болно. Улаан, хар + ба - дөрвөлжинг харах талхны самбар дээр хүч орох болно. Дараа нь 10uF конденсаторын нэгийг нэмнэ үү. Урт хөл нь анод (эерэг), богино хөл нь катод (сөрөг) юм. Ихэнх конденсаторыг сөрөг талаас доош зурвасаар тэмдэглэсэн байдаг. Талхны тавцангийн (суваг) хоосон зайд хөндлөн огтлолын нөгөө талаас цахилгаан дамжуулахын тулд эерэг (улаан) ба газардуулга (хар) гэсэн хоёр залгах утас тавих шаардлагатай болно. Одоо 7805 хүчдэлийн зохицуулагчийг нэмнэ үү. 7805 нь гурван хөлтэй. Хэрэв та үүнийг урд талаас нь харж байгаа бол зүүн хөл нь (Вин) хүчдэлийн хувьд, дунд хөл нь газар (GND), гурав дахь хөл нь хүчдэл гадагшлуулах (Vout) юм. Зүүн хөлийг эерэг хүчээр, хоёр дахь зүүг газардуулж байрлуулсан эсэхийг шалгаарай. Хүчдэлийн зохицуулагчаас гарч, талхны хажуугийн цахилгаан дамжуулах хоолой руу явахдаа газрын төмөр замд GND утас, дараа нь Vout утас (3^рд хүчдэлийн зохицуулагчийн хөл) эерэг төмөр зам руу. Хоёрдахь 10 кФ конденсаторыг цахилгаан төмөр замд нэмнэ. Эерэг ба сөрөг талыг анхаарч үзээрэй. Алдааг олж засварлахад ашиглаж болох LED статусын индикаторыг оруулах нь зүйтэй. Үүнийг хийхийн тулд баруун талын цахилгаан төмөр замыг зүүн цахилгаан дамжуулагчтай холбох хэрэгтэй. Талхны тавцангийн доод талд байгаа эерэг утсыг эерэг ба сөрөг утсанд нэмнэ үү. Зураг 1-3: Зүүн ба баруун цахилгаан шугамын холболт. Зүүн ба баруун цахилгаан төмөр зам дээр цахилгаан эрчим хүчээр хангагдсан байх нь янз бүрийн эд ангиудыг эрчим хүчээр хангахад талхны самбарыг эмх цэгцтэй байлгахад тусална. Зураг 1-4: LED статусын индикаторын хувьд 220 & эсэргүүцэл (улаан, улаан, хүрэн өнгөөр) LED-ийн анод руу (эерэг тал, урт хөл), дараа нь GND утсыг катодын тал руу холбоно. Баяр хүргэе, одоо таны талхны самбар +5V хүчээр тохируулагдсан болно. Та хэлхээний дизайны дараагийн алхам руу шилжиж болно.

Алхам 3: Arduino Pin зураглал

Одоо бид ATmega168 эсвэл 328 чипийг бэлтгэхийг хүсч байна. Эхлэхээсээ өмнө чип дээрх зүү бүр Arduino функцтэй холбоотой юу хийж байгааг харцгаая. ТАЙЛБАР: ATmega328 нь ойролцоогоор ижил хурдаар ажилладаг бөгөөд ижил хэмжээтэй, гэхдээ хоёр дахин их флаш санах ойтой (30k vs 14k), EEPROM -ээс хоёр дахин их (1Kb vs 512b). Зураг 1-5: Arduino Pin Mapping ATmega168 чипийг Atmel бүтээсэн. Хэрэв та мэдээллийн хуудсыг хайвал дээрх лавлагаанууд ижил байгааг олж харахгүй. Учир нь Arduino нь эдгээр тээглүүрт зориулсан өөрийн гэсэн функцтэй бөгөөд би тэдгээрийг зөвхөн энэ зураг дээр өгсөн болно. Хэрэв та чипийн бодит лавлагааг харьцуулахыг хүсч байвал эсвэл мэдэх шаардлагатай бол та мэдээллийн хүснэгтийн хуулбарыг www.atmel.com дээрээс татаж авах боломжтой. Одоо та тээглүүрийн зохион байгуулалтыг мэдэж байгаа тул бид бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбож эхэлж болно.

Алхам 4: Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг холбох

Эхлэхийн тулд бид чипний нэг талд туслах хэлхээг барьж, дараа нь нөгөө тал руу шилжих болно. Ихэнх чипс дээр нэг зүүг таних тэмдэгтэй байдаг. ATmega168 эсвэл 328-ийг харахад дээд хэсэгт нь u хэлбэрийн ховил, жижиг цэг байгааг анзаарах болно. Жижиг цэг нь энэ нь 1-р зүү болохыг илтгэнэ. AVCC - ADC хөрвүүлэгчийн тэжээлийн хүчдэл. ADC -ийг ашиглаагүй тохиолдолд тэжээлд холбох, хэрэв байгаа бол бага нэвтрүүлэх шүүлтүүрээр тэжээх шаардлагатай (бага нэвтрүүлэх шүүлтүүр нь тэжээлийн эх үүсвэрээс гарах дуу чимээг цэвэрлэдэг хэлхээ юм., бид нэгийг нь ашиглахгүй байна) Дараа нь эерэг автобуснаас холбогч утсыг 21 -р зүү дээр нэмнэ үү (ADC -ийн аналог лавлах зүү). Arduino дээр 13 -р зүү нь LED зүү байна. Бодит чип дээр зүү нь 19 дугаартай болохыг анхаарна уу. Ноорог кодоо байршуулахдаа бүх төслүүдэд үүнийг Pin 13 гэж нэрлэнэ. LED -ийг залгахын тулд LED -ийн катод руу GND -ээс 220 & эсэргүүцэл нэмж оруулна. Дараа нь LED -ийн анодоос холбогч утас зүү 19. Одоо бид чипний нөгөө тал руу шилжиж болно. Та бараг дуусч байна! Зураг 1-7: Дэмжих хэлхээний зүү 1-14 ATmega168 чипний дэргэд зүү 1 таних тэмдэг, жижиг такт унтраалгыг байрлуул. Энэ унтраалга нь Arduino -г дахин тохируулахад хэрэглэгддэг. Чип дээр шинэ ноорог байршуулахын өмнөхөн та үүнийг нэг удаа дарах хэрэгтэй болно. Одоо 1 -р зүүгээс унтраалганы доод хөл рүү жижиг холбогч утсыг нэмж, дараа нь талхны самбар дээрх 1 -р зүү хүртэл хүчдэлээс 10K эсэргүүцэл нэмнэ. Эцэст нь шилжүүлэгчийн дээд хөл рүү GND холбогч утас нэмнэ. Зүү 7 (VCC) ба зүү 8 (GND) дээр хүч ба GND холбогчийг нэмнэ үү. 16MHz цагны болорыг 9 ба 10 -р зүү дээр, дараа нь 9 ба 10 -р цэгээс GND хүртэл.22pF гэсэн хоёр конденсаторыг нэмнэ. (Альтернатив аргыг доорх тэмдэглэлээс үзнэ үү). Таны үндсэн ардуино талх дууссан байна. Хэрэв та хүсвэл Arduino самбараас аль хэдийн програмчлагдсан чипийг талхны тавцан дээр сольж өгөхийг хүсч байвал энд зогсч болно, гэхдээ та энд ирснээсээ хойш програмчлалын зарим зүү нэмж дуусгаж болно. Ингэснээр та чипийг талхны самбараас програмчлах боломжтой болно. ТАЙЛБАР: 16MHz цагны болорыг ашиглахын оронд 16 МГц-ийн багтаамжтай керамик резонаторыг суурилуулсан конденсатор, гурван терминал бүхий SIP багцыг ашиглаж болно. Та талхны хавтангаа арай өөр байдлаар хийх хэрэгтэй болно, резонатор нь гурван хөлтэй. Дунд хөл нь газарт, нөгөө хоёр хөл нь ATmega168 чип дээрх 9 ба 10 -р тээглүүр рүү орно. Зураг 1-7-ийг үзвэл талхны самбар дээр өөр зүйлтэй холбоогүй 6 багана байгаа газрыг олоорой. Энд зургаан эрэгтэй толгойн зүү байрлуул. Талхны самбар танд тулгарч байгаа тул холболтууд дараах байдалтай байна: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, би эдгээр тээглүүрүүдийг 1, 2, 3, 4, 5, 6. гэж бас дуудаж байна. GND утас 1 -р зүү, зүү 3 -ийн тэжээлийн утас нь холбогдоогүй гэсэн үг боловч хэрэв та хүсвэл GND -тэй холбож болно. ATmega168 чип дээрх Arduino RX зүү 2 -оос эхлэн та програмчлалын толгойн 4 -р зүү (TX) руу утас холбох болно. ATmega168 чип дээр 3 pin Arduino TX нь толгойн зүү дээрх 5 -р pin (RX) -тэй холбогддог. Харилцаа холбоо иймэрхүү харагдаж байна: ATmega168 RX -аас Header Pin TX, ATmega168 TX -аас Header Pin RX хүртэл. Одоо та Arduino талхны самбарыг програмчилж болно.

Алхам 5: Програмчлалын сонголтууд

Эхний сонголт бол TTL-232R 3.3V USB-TTL түвшний цуваа кабель худалдаж авах явдал юм. Эдгээрийг www.adafruit.com эсвэл www.ftdichip.com дээрээс худалдаж авч болно. Миний сонгосон хоёр сонголт бол www. SparkFun.com -оос хоёр самбарын нэгийг худалдаж авах явдал юм. Тэд:

• FT232RL USB-ээс цуваа таслах самбар, SKU: BOB-00718 (Энэ сонголт нь талхны самбар дээр илүү их зай эзэлнэ)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV -08772 (Энэ сонголт ба тэгш өнцөгт эрэгтэй толгой ашиглах нь гурилан самбар дээр илүү сайн бэхлэгдсэн тул гурваас хамгийн сайн ажилладаг)

Холболтоо дахин шалгаж, 9V зайгаа холбогдоогүй байгаа эсэхийг шалгаад програмчлалын сонголтыг холбоно уу. Arduino IDE -ийг нээж, Дижитал хэсэгт Үлгэр жишээ эскиз файлд Blink ноорогыг ачаална уу. Цуваа порт файлын сонголтын дор USB кабелиараа ашиглаж буй COM портыг сонгоно уу. өөрөөр хэлбэл COM1, COM9 гэх мэт. Файлын Tools/Board гэсэн сонголтын дор аль нэгийг нь сонгоно уу.

• Arduino Duemilanove w/ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove эсвэл Nano w/ATmega128

(Arduino талхны самбар дээр ямар чип ашиглаж байгаагаас хамааран) Одоо байршуулах дүрс дээр дараад талбар дээрх дахин тохируулах товчийг дарна уу. Хэрэв та SparkFun таслах самбаруудын аль нэгийг ашиглаж байгаа бол RX ба TX гэрэл анивчиж байгааг харах болно. Энэ нь өгөгдлийг илгээж байгааг танд мэдэгдэх болно. Заримдаа дахин тохируулах товчлуурыг дарахаас өмнө байршуулах товчийг дарсны дараа хэдэн секунд хүлээх хэрэгтэй болдог. Хэрэв танд асуудал байгаа бол энэ хоёрын хооронд хэр хурдан явж байгаагаа бага зэрэг туршиж үзээрэй. Хэрэв энэ зургийг зохих ёсоор байршуулсан бол 13 -р зүү дээрх LED -ийг нэг секундын турш асааж, нэг секундын турш унтрааж, нэг секундын турш асаах болно. Кодыг байршуулсны дараа та програмчлалын самбарыг салгаж, 9V батерейгаа тэжээлд ашиглаж болно. Алдааг олж засварлах

• Цахилгаан байхгүй - Таны эх үүсвэрийн хүч 5 В -оос дээш байгаа эсэхийг шалгаарай.
• Цахилгаан боловч юу ч ажиллахгүй - бүх холболтын цэгүүдээ дахин шалгаарай.
• Байршуулах алдаа - www.arduino.cc хаягийг үзээд таны хүлээн авсан алдааны мессежийг хайж олоорой. Тэнд маш их тусламж байгаа тул форумыг шалгаарай.

Алхам 6: ПХБ -ийн файлууд

Хэрэв хэн нэгэн өөрийн ПХБ (хэвлэмэл хэлхээний самбар) -ыг сийлбэрлэх сонирхолтой байгаа бол би түүнд pcb файлын бүрэлдэхүүн хэсэг болон гагнуурыг оруулсан болно. Би бүрэлдэхүүн хэсэг ба гагнуурын талын 300dpi-j.webp