Arduino своими рукамиПлата Ардуино используется в первую очередь для обучения начинающих радиолюбителей основам программирования микроконтроллеров и созданию микроконтроллерных устройств своими руками без серьезной теоретической подготовки. Среда разработки Arduino позволяет , скомпилировать и загрузить в память платы готовый код, причем его загрузка очень проста. Arduino – это потрясающая электронная платформа для создания различных радиолюбительских проектов и решений. Она максимально проста в эксплуатации и намного дешевле практически аналогичных профессиональных отладочных плат. Но Ардуино можно спаять самим еще дешевле. И в этом материале мы постараемся показать, как сделать плпту Ардуино своими руками, используя радиоэлементы из местного радио рынка.
Для этого самодельного проекта Ардуино нам понадобится:
Конечно же микроконтроллер AVR ATmega 168
Макетная плата для прототипирования (на 440 или 840 контактов) или другой наиболее удобный вам вариант Конвертор интерфейсов COM-USB на напряжение 3.3 В Стабилизатор напряжения на микросхеме 7805, или ее аналог Провода для монтажа сечением 22 AWG Два сопротивления по 220 Ом Два индикаторных светодиода для платы Ардуино своими руками резистор 10 КОм Два конденсатора емкостью 10 мкФ и 22 пФ Осциллятор 16 МГц Штыревой разъем Кнопка
В первую очередь подводим питающее напряжение к микроконтроллеру. Для этого нам понадобится микросборка регулятора напряжения 7805 на 5 В. На рисунке ниже показана схема соединения на макетной плате Ардуино. В роли источника питания будем использовать батарейку типа Крона на +9 В. Питание заводим на черный (-) и красный (+) квадраты. Затем устанавливаем конденсатор емкостью 10 мкФ, т.к это электролит, то нужно обязательно соблюдать полярность. Как правило на всех электролитах, вывод анода (плюс) длиннее вывода катода (минус). Также большинство емкостец маркируются полоской со стороны минуса. Дальше следуют два провода, которые «перебрасывают» питающее напряжение на другую часть макетку. Затем ставим стабилизатор напряжения. Здесь также важно соблюдать полярностью. Если смотреть на регулятор спереди, то левый контакт будет входом (Uвхода), средний землей (GND), а правый выходом (Uвыхода). К выходу также, подключаем второй электролит номиналом 10 мкФ. Для большего удобства сборки питающие линии перенесем на левую сторону макета. Для индикации добавим в схему светодиодный индикатора, говорящий о наличии питания в схеме. Подключение светодиода необходимо делать через сопротивление номиналом 220 Ом (на рисунке ниже резистор промаркирован одной коричневой и двумя красными полосками). Резистор соединяем с плюсом светодиода. Катод подключен на землю. (gnd)
Теперь берем микроконтроллер. В данном примере Ардуино своими руками я взял МК ATmega 168, но лучше взять ATmega 328, он работает на той же скорости и имеет тоже назначение выводов, но у нее в два раза больше флеш и EEPROM памяти. Назначение выводов для Ардуино приведено на следующем рисунке:
Для наглядности, Подключение радио компонентов приведем сначала относительно одной стороны микроконтроллера, затем с его другой стороны. Схема со стороны выводов 15-28: Заведите землю на 22 пин микроконтроллера. Затем питание на 21 контакт (аналоговое опорное напряжение для АЦП) и 20 вывод (питание АЦП). На заводском варианте схемы Arduino вывод для светодиода обозначается как Pin 13, но по отношению к микроконтроллеру он будет 19-ым. Поэтому на 19-й пин заводим плюс светодиода, а его катод через сопротивление номиналом 220 Ом подключаем на общий. При программировании самодельного Ардуино не забывайте о том, что для зажигания светодиода необходимо посылать команду на 13-й контакт МК (Pin 13). Теперь можно переходить к противоположной стороне макетной платы Ардуино: К первому выводу подключаем кнопку. Она необходима для ручного сброса микроконтроллера. Прежде чем записать новый скетч (программный код) в Arduino, нужно будет нажать на кнопку Reset. От соединения кнопки с первым выводом необходимо подсоединить резистор 10 сопротивлением КОм на питание. А другой контакт кнопки подключаем на общий провод. Восьмой пин 8 (GND) также кидаем на общий (земля), а седьмой контакт подключаем к питанию к питанию Ucc. Осциллятор 16 МГц подсоединен к контактам 9 и 10. От него также отведены конденсаторы 22 пФ на общий провод. С левой стороны макета Ардуино имеется небольшой разъем для программирования. Функционал выводов, начиная с крайнего левого такой: GND, NC, 5V, TX, RX, NC. NC последнии два никуда не подсоединены. Вывод RX подключаем ко второму выводу МК, а TX к третьему. Теперь можно программировать эту самодельную плату Ардуино.
Теперь нам понадобится плата переходника USB COM, можно использовать как готовый, так и самодельный вариант. После подключения данного устройства к выводам TX и RX, а также питанию +5В нужно запустить бесплатную среду разработки Arduino IDE и выбрать пример (раздел Example sketch files) Blink из подраздела Digital. Далее необходимо указать активный COM-порт, например, COM1. Далее в зависимости от используемого в схеме микроконтроллера выбираем плату (раздел Tools/Board): Arduino Decimila, Duemilanove or Nano w/ATmega128 или Arduino Duemilanove w/ATmega328. Нажимаем на иконку загрузить и одновременно с этим нажимаем кнопку reset. После этого в микроконтроллер на макетной плате Ардуино должна записываться программа. Если вы все сделали правильно, то светодиод на макете будет мигать с периодом 1 секунда. После того как, микроконтроллер запрограммирован, USB-переходник можно отсоединить и подключить внешнее питание на Ардуино +9В от батарейки кроны.
Если вы хотите сделать более приличный вариант платы Arduino своими руками, то можете вытравить сами печатку. Файлы для этого можно скачать здесь.
У платы Arduino имеется 28 выводов для связи с внешними цифровыми устройствами, датчиками, лампочками и светодиодами, моторами, магнитными запирающими устройствами и множетсвом других электронных устройств. Начать работать с этой платформой очень просто. Надо только купить ее, хотя я бы предпочел сделать своими руками. Можно купить дешевую китайскую копию, или оригинал на мировой барахолке АлиЭкспресс. В рамках этой статьи разберем из каких блоков и компонентов состоит, наиболее популярная плата Arduino UNO и с чем ее едят. |
|