Taula compatible Arduino: 13 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Domines la tecnologia Arduino? Si no domines probablement sigui perquè et domina.

Conèixer Arduino és el primer pas per crear diversos tipus de tecnologies, de manera que el primer pas és que pugueu dominar el funcionament complet d’una placa Arduino.

En aquest Instructables aprendreu pas a pas a dominar els circuits complets d'una placa compatible amb Arduino.

Per tant, el nostre objectiu és ensenyar com podeu produir la vostra pròpia placa compatible Arduino amb la mateixa mida i dimensions que Arduino UNO mitjançant el projecte amb JLCPCB Arduino Compatible Board de 2 dòlars.

A partir d’ara, oferirem tota la llista de materials i explicarem com funciona el circuit i construïm la nostra placa compatible Arduino PCB mitjançant el programari EasyEDA.

Subministraments

• 01 x Crystal 16 MHz
• Condensador de ceràmica 02 x 22pF
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x condensador eletrolític 0,1 uF
• 02 x condensador eletrolític 0,33 uF
• 01 x Connector Jack 2,1 mm
• 01 x condensador ceràmic 100nF
• 04 x Resistència 1kR
• 01 x Resistència 10kR
• 04 x LED de 3 mm
• 01 x Capçal de pin 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Diode 1N4001
• 01 x ASM1117 3,3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Capçal de pin 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Botó d’interruptor de 6x6x5 mm

Pas 1: dominar l'esquema electrònic Arduino UNO

El primer pas per dominar la tecnologia Arduino és conèixer l’Arduino Electronic Schematic. A partir d’aquest circuit electrònic, també aprendrem com funciona la placa Arduino i com construir la nostra pròpia placa compatible Arduino.

A continuació, presentarem el projecte complet de la placa compatible Arduino.

Al circuit electrònic Arduino, hi ha diversos circuits importants que es presenten a continuació:

• Font d'alimentació;
• Restableix el circuit;
• Circuit de programació;
• Circuit d’oscil·ladors;
• Circuit del microcontrolador ATMEGA328P;
• Senyalitzador de circuit alimentat per LED;
• Connector per als pins Atmega328P.

Basant-nos en els circuits, construirem la placa compatible Arduino.

Pas 2: esquema electrònic de la placa compatible Arduino

A continuació es presenta el circuit electrònic de la placa compatible Arduino. Aquest circuit té les següents parts:

• Font d'alimentació;
• Restableix el circuit;
• Circuit de programació;
• Circuit d’oscil·ladors;
• Circuit del microcontrolador ATMEGA328P;
• Senyalitzador de circuit alimentat per LED;
• Connector per als pins Atmega328P.

A continuació, presentarem el funcionament de cada part d’aquest circuit.

Pas 3: Circuit d'alimentació

El circuit d’alimentació s’utilitza per alimentar tota la placa de circuit compatible Arduino. Aquest circuit ofereix 3 voltatges diferents: Voltatge d’entrada, 5V i 3,3V als pins dels connectors de la targeta compatible Arduino.

Aquest circuit es pot alimentar amb una tensió de 7V a 12V, no obstant això, es recomana subministrar un màxim de 9V.

Després d’alimentar el circuit amb un connector jack de 2,1 mm, la tensió d’entrada passa per 2 circuits reguladors de tensió.

El voltatge està regulat per un IC AMS1117 5V i un IC AMS1117 3,3V. L’AMS1117 5V IC s’utilitza per proporcionar un voltatge regulat de 5V per alimentar el microcontrolador ATMEGA328P. Tot i que AMS1117 CHIP s’utilitza per proporcionar un voltatge de 3,3 V al connector de la placa, alimentarà alguns mòduls i sensors que utilitzen aquest valor de voltatge per funcionar.

Pas 4: Restabliment i circuit del oscil·lador

El circuit de reinici consisteix en un botó i una resistència connectats al pin 1 del microcontrolador ATMEGA328P. Quan es prem el botó, el pin de restabliment rep la tensió de 0V. D'aquesta manera, el microcontrolador es restableix manualment mitjançant el botó.

Ara, el circuit de l'oscil·lador consta d'un condensador de cristall i dos de ceràmica, tal com es mostra a l'esquema electrònic presentat.

Pas 5: esquema electrònic ATMEGA328P

El circuit ATMEGA328P es mostra a la figura anterior. Perquè el microcontrolador ATMEGA32P funcioni, calen tres coses:

• Restableix el circuit
• Circuit de l’oscil·lador de cristall de 16 MHz;
• Circuit d'alimentació de 5V.

El circuit de reinici i l’oscil·lador s’han presentat anteriorment. Finalment, l’alimentació de 5V s’obté a partir de la sortida de tensió del regulador de tensió de 5V AMS1117. És l’encarregat de regular el voltatge i activar el microcontrolador ATMEGA328P.

Ara presentarem el circuit de programació ATMEGA328P CHIP i el LED de senyalització en circuit.

Pas 6: Circuit de programació ATMEGA328P CHIP i el LED de senyalització en circuit

En aquesta placa compatible Arduino no hi ha cap port USB. D’aquesta manera, utilitzarem el mòdul del convertidor USB-TTL.

El mòdul utilitzat per programar l’ATMEGA328P és el FT232RL. Aquest mòdul s’utilitza perquè té el pin DTR. Mitjançant aquest mòdul, el connectarem a un pin mascle de capçalera i programarem l’ATMEGA328P mitjançant 5 pins.

Els pins que s’utilitzen per programar són VCC (+ 5V), GND, RX, TX i DTR.

A més d’aquest circuit, hi ha un LED de senyalització en circuit. Aquest LED s’utilitza per senyalitzar quan s’encén la placa compatible amb arduino.

Quan la placa de circuit s’energia, la tensió del regulador de tensió AMS1117 5V arriba a aquest LED i s’energia.

Finalment, tenim els connectors de placa compatibles Arduino.

Pas 7: forma del connector i Arduino UNO

Per crear una bona experiència d'usuari amb la placa compatible Arduino, hem utilitzat una forma similar a la placa Arduino UNO.

Com és possible veure, tots els pins del microcontrolador estan connectats en una forma Arduino UNO. D’aquesta manera, la nostra placa de circuits impresos tindrà la forma d’Arduino UNO tal com s’ha indicat anteriorment.

Mitjançant la forma, l'usuari tindrà una bona experiència similar a Arduino UNO.

Per tant, amb aquest esquema electrònic, vam crear el projecte de la placa de circuit imprès.

Pas 8: projecte de la placa de circuit imprès

Per crear la placa compatible Arduino, aquest projecte es va desenvolupar a través de l’entorn del projecte EasyEDA PCB.

D’aquesta manera, s’organitzen tots els components i posteriorment es creen les traces. Per tant, el PCB presentat anteriorment es va crear amb una forma similar a Arduino UNO tal com es cita anteriorment.

A les figures anteriors es presenta la placa de circuit en el seu model esquemàtic 2D i 3D.

Finalment, un cop feta la placa de circuit, es van generar i enviar els fitxers Gerber per fabricar-los a l’empresa JLCPCB Electronic Circuit Board.

Pas 9: placa de circuits impresos compatible amb Arduino

A la part superior es presenta el resultat de la placa de circuit imprès compatible Arduino. Com es pot veure, la placa de circuit imprès té bona qualitat i el prototip funciona sense problemes.

Després d’avaluar tots els circuits de la placa de circuit imprès, muntem els components de la placa de circuit imprès a la PCB.

Pas 10: Muntar la placa de circuit imprès

La placa compatible Arduino és molt fàcil de muntar els components. Com es pot veure a la seva estructura, té 29 components per soldar a la vostra estructura. D'aquesta manera, només 27 components es munten a través del forat passant. Per tant, el 93,1% dels components utilitzats en aquesta placa es poden soldar per a qualsevol usuari.

Els altres 2 components SMD són molt fàcils de soldar a la superfície del PCB.

D'aquesta manera, és possible utilitzar aquest PCB per ensenyar als estudiants sobre com construir la vostra pròpia placa compatible Arduino i produir altres activitats.

Finalment, construirem la nostra caixa mitjançant tall làser per incloure la nostra placa compatible Arduino.

Pas 11: caixa de caixa per a la placa compatible Arduino

La caixa tallada amb làser està dissenyada per emmagatzemar el circuit Arduino i protegir-lo. Aquesta caixa es pot fer de tauler de fibres de densitat mitjana o material acrílic i s’ha de construir amb un sol material.

Per produir la caixa del recinte utilitzem el programari en línia Maker Case. Per tant, mitjançant aquest programari és possible inserir paràmetres com l'amplada, l'alçada i la profunditat.

Finalment, tenim la nostra placa de circuit imprès al recinte.

Pas 12: descarregueu fitxers de la placa compatible Arduino

En cas que necessiteu descarregar els fitxers PCB per produir-los, podeu descarregar-los al següent enllaç:

Descarregueu els fitxers PCB

Pas 13: Agraïments

Gràcies JLCPCB per oferir el projecte de codi obert de la placa Arduino compatible amb PCB per produir aquest article.