Arduino kompatibilna ploča: 13 koraka

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2025-01-23 14:47

Dominirate li Arduino tehnologijom? Ako ne dominirate, to je vjerojatno zato što dominira vama.

Poznavanje Arduina prvi je korak za vas u stvaranju različitih vrsta tehnologija, pa je prvi korak da svladate potpuni rad Arduino ploče.

U ovom Instructables naučit ćete korak po korak ovladati kompletnim sklopom Arduino kompatibilne ploče.

Stoga nam je cilj naučiti kako možete proizvesti vlastitu Arduino kompatibilnu ploču s istom veličinom i dimenzijama Arduino UNO kroz projekt s JLCPCB Arduino kompatibilnom pločom od 2 USD.

U nastavku ćemo ponuditi sav materijal i objasniti kako funkcionira sklop te konstruirati našu Arduino PCB kompatibilnu ploču pomoću softvera EasyEDA.

Pribor

• 01 x kristal 16 MHz
• 02 x 22pF keramički kondenzator
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x Eletrolitički kondenzator 0,1 uF
• 02 x Eletrolitički kondenzator 0,33 uF
• 01 x Priključak za utičnicu 2,1 mm
• 01 x keramički kondenzator 100nF
• 04 x Otpornik 1kR
• 01 x Otpornik 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x Pin Header 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Dioda 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Pin Header 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Prekidač 6x6x5 mm

Korak 1: Dominiranje Arduino UNO elektroničkom shemom

Prvi korak za dominiranje Arduino tehnologije je poznavanje Arduino elektroničke sheme. Iz ovog elektroničkog kruga naučit ćemo kako radi Arduino ploča i kako izgraditi vlastitu Arduino kompatibilnu ploču.

U nastavku ćemo predstaviti cijeli projekt Arduino kompatibilne ploče.

U Arduino elektroničkom krugu postoji nekoliko važnih sklopova koji su prikazani u nastavku:

• Napajanje;
• Reset krug;
• Programski krug;
• Krug oscilatora;
• Krug mikrokontrolera ATMEGA328P;
• Signalizator sklopova sa LED napajanjem;
• Priključak za pinove Atmega328P.

Na temelju sklopova konstruirat ćemo Arduino kompatibilnu ploču.

Korak 2: Elektronička shema Arduino kompatibilne ploče

Elektronički krug Arduino kompatibilne ploče prikazan je ispod. Ovaj krug ima sljedeće dijelove:

• Napajanje;
• Reset krug;
• Programski krug;
• Krug oscilatora;
• Krug mikrokontrolera ATMEGA328P;
• Signalizator sklopova sa LED napajanjem;
• Priključak za pinove Atmega328P.

U nastavku ćemo predstaviti kako funkcionira svaki dio ovog kruga.

Korak 3: Krug napajanja

Krug napajanja koristi se za napajanje cijele Arduino kompatibilne ploče. Ovaj krug nudi 3 različita napona: Ulazni napon, 5V i 3.3V na pinovima konektora Arduino kompatibilne kartice.

Ovaj se krug može napajati naponom od 7V do 12V, međutim, preporučujemo da napajate najviše 9V.

Nakon napajanja strujnog kruga priključkom od 2,1 mm, ulazni napon prolazi kroz 2 kruga regulatora napona.

Napon se regulira AMS1117 5V IC i AMS1117 3.3V IC. AMS1117 5V IC koristi se za osiguravanje reguliranog napona od 5V za napajanje mikrokontrolera ATMEGA328P. Dok se AMS1117 CHIP koristi za osiguravanje napona od 3,3 V na konektoru ploče, on će napajati neke module i senzore koji koriste ovu vrijednost napona za rad.

Korak 4: Krug za resetiranje i oscilator

Krug za resetiranje sastoji se od gumba i otpornika koji je spojen na pin 1 mikrokontrolera ATMEGA328P. Kad se pritisne tipka, pin za resetiranje prima 0V naponski napon. Na ovaj način, mikrokontroler se ručno resetira pomoću gumba.

Sada se krug oscilatora sastoji od kristala i dva keramička kondenzatora kako je prikazano na prikazanoj elektronskoj shemi.

Korak 5: ATMEGA328P Elektronička shema

Krug ATMEGA328P prikazan je na gornjoj slici. Da bi mikrokontroler ATMEGA32P radio, potrebne su tri stvari:

• Resetirajte krug
• Krug kristalnog oscilatora 16MHz;
• Krug napajanja 5V.

Krug za resetiranje i oscilator su prethodno predstavljeni. Konačno, napajanje od 5V dobiva se iz izlaznog napona AMS1117 5V regulatora napona. On je odgovoran za regulaciju napona i napajanje mikrokontrolera ATMEGA328P.

Sada ćemo predstaviti programski krug ATMEGA328P CHIP i signalnu LED na strujnom krugu.

Korak 6: ATMEGA328P CHIP programski krug i signalna LED u krugu

U ovoj Arduino kompatibilnoj ploči nema USB priključka. Na ovaj način ćemo koristiti modul USB-TTL pretvarača.

Modul koji se koristi za programiranje ATMEGA328P je FT232RL. Ovaj se modul koristi jer ima DTR pin. Kroz ovaj modul spojit ćemo ga na muški pin zaglavlja i programirati ATMEGA328P kroz 5 pinova.

Igle koje se koriste za programiranje su VCC (+5V), GND, RX, TX i DTR.

Osim ovog kruga, postoji i signalna LED dioda u krugu. Ova LED dioda koristi se za signalizaciju kada je vaša ploča kompatibilna s arduinom uključena.

Kad je tiskana ploča pod naponom, napon regulatora napona AMS1117 5V doseže ovu LED i on se napaja.

Konačno, imamo Arduino kompatibilne priključke na ploči.

Korak 7: Konektor i Arduino UNO oblik

Kako bismo stvorili dobro korisničko iskustvo s Arduino kompatibilnom pločom, koristili smo oblik sličan Arduino UNO ploči.

Kako je moguće vidjeti, svi pinovi mikrokontrolera povezani su u Arduino UNO oblik. Na taj će način naša tiskana ploča imati oblik Arduino UNO -a kako je gore navedeno.

Kroz oblik, korisnik će imati dobro iskustvo slično kao Arduino UNO.

Stoga smo ovom elektroničkom shemom izradili projekt tiskane ploče.

Korak 8: Projekt tiskanih pločica

Za stvaranje Arduino kompatibilne ploče ovaj je projekt razvijen kroz okruženje projekta EasyEDA PCB Project Enviroment.

Na taj su način sve komponente organizirane i posteriorno, stvaraju se tragovi. Stoga je gore predstavljeni PCB napravljen s oblikom sličnim Arduino UNO kako se navodi ispred.

Na gornjim slikama ploča je predstavljena u 2D i 3D shematskom modelu.

Konačno, nakon što je ploča napravljena, Gerberove datoteke su generirane i isporučene za proizvodnju u tvrtki JLCPCB Electronic Circuit Board.

Korak 9: Arduino kompatibilna tiskana ploča

Gore su prikazani rezultati Arduino kompatibilne tiskane ploče. Kao što je moguće vidjeti, tiskana ploča ima dobru kvalitetu i prototip radi bez problema.

Nakon procjene svih krugova tiskane ploče, sastavljamo komponente tiskane pločice u tiskanoj ploči.

Korak 10: Sastavite tiskanu ploču

Arduino kompatibilna ploča vrlo je jednostavna za sastavljanje komponenti. Kao što je moguće vidjeti u njegovoj strukturi, ima 29 komponenti za lemljenje u vašoj strukturi. Na ovaj način, samo 27 komponenti je sastavljeno kroz Pin Through Hole. Stoga 93,1% komponenti korištenih na ovoj ploči može biti lemljeno za svakog korisnika.

Ostale 2 SMD komponente vrlo je lako lemiti u površinu PCB -a.

Na taj je način moguće koristiti ovu PCB za poučavanje učenika o tome kako izgraditi vlastitu Arduino kompatibilnu ploču i proizvesti druge aktivnosti.

Konačno, konstruirat ćemo našu kutiju laserskim rezanjem kako bismo zatvorili našu Arduino kompatibilnu ploču.

Korak 11: Okvir kućišta za Arduino kompatibilnu ploču

Laserski izrezana kutija dizajnirana je za spremanje Arduino kruga i njegovu zaštitu. Ova kutija može biti izrađena od vlaknaste ploče ili gumenog materijala srednje gustoće i mora biti izrađena od jednog materijala.

Za izradu kutije koristimo mrežni softver Maker Case. Stoga je putem ovog softvera moguće umetnuti parametre poput širine, visine i dubine.

Konačno, imamo našu tiskanu ploču u kućištu.

Korak 12: Preuzmite datoteke s Arduino kompatibilne ploče

U slučaju da trebate preuzeti datoteke PCB -a za proizvodnju vašeg PCB -a, datoteke možete preuzeti na sljedećoj poveznici:

Preuzmite PCB File Projects

Korak 13: Zahvalnice

Hvala JLCPCB -u što je ponudio PCB Arduino kompatibilnu ploču Open Source Project za izradu ovog članka.