Carte compatible Arduino : 13 étapes

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:06

Dominez-vous la technologie Arduino ? Si vous ne dominez pas, c'est probablement parce qu'il vous domine.

Connaître Arduino est la première étape pour vous de créer différents types de technologies, donc la première étape est pour vous de maîtriser le fonctionnement complet d'une carte Arduino.

Dans ce Instructables, vous apprendrez étape par étape à maîtriser le circuit complet d'une carte compatible Arduino.

Par conséquent, notre objectif est d'enseigner comment vous pouvez produire votre propre carte compatible Arduino avec la même taille et les mêmes dimensions qu'Arduino UNO grâce au projet avec la carte compatible Arduino JLCPCB de 2 $.

Ci-après, nous proposerons toutes les nomenclatures et expliquerons comment fonctionne le circuit et construirons notre carte compatible Arduino PCB à l'aide du logiciel EasyEDA.

Fournitures

• 01 x cristal 16 MHz
• Condensateur céramique 02x22pF
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x condensateur électrolytique 0,1 uF
• 02 x condensateur électrolytique 0,33 uF
• 01 x connecteur Jack 2.1 mm
• 01 x condensateur céramique 100nF
• 04 x Résistance 1kR
• 01 x Résistance 10kR
• 04 LED 3 mm
• 01 x en-tête de broche 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Diode 1N4001
• 01 x ASM1117 3,3 V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x en-tête de broche 1x5 - 2,54 mm
• 01 x bouton de commutation 6x6x5 mm

Étape 1: Dominer le schéma électronique Arduino UNO

La première étape pour dominer la technologie Arduino est de connaître le schéma électronique Arduino. À partir de ce circuit électronique, nous apprendrons comment fonctionne la carte Arduino et comment construire notre propre carte compatible Arduino.

Ci-après, nous présenterons le projet complet de la carte compatible Arduino.

Dans le circuit électronique Arduino, il existe plusieurs circuits importants, présentés ci-dessous:

• Source de courant;
• Circuit de réinitialisation;
• Circuit de programmation;
• Circuit d'oscillateur;
• Circuit du microcontrôleur ATMEGA328P;
• Avertisseur de circuit alimenté par LED;
• Connecteur pour les broches Atmega328P.

Sur la base des circuits, nous construirons la carte compatible Arduino.

Étape 2: Schéma électronique de la carte compatible Arduino

Le circuit électronique de la carte compatible Arduino est présenté ci-dessous. Ce circuit comprend les parties suivantes:

• Source de courant;
• Circuit de réinitialisation;
• Circuit de programmation;
• Circuit d'oscillateur;
• Circuit du microcontrôleur ATMEGA328P;
• Avertisseur de circuit alimenté par LED;
• Connecteur pour les broches Atmega328P.

Ci-après, nous présenterons le fonctionnement de chaque partie de ce circuit.

Étape 3: Circuit d'alimentation

Le circuit d'alimentation est utilisé pour alimenter l'ensemble du circuit imprimé compatible Arduino. Ce circuit offre 3 tensions différentes: Tension d'entrée, 5V et 3,3V aux broches du connecteur de la carte compatible Arduino.

Ce circuit peut être alimenté avec une tension de 7V à 12V, cependant, nous recommandons de fournir un maximum de 9V.

Après avoir alimenté le circuit avec un connecteur jack 2,1 mm, la tension d'entrée passe par 2 circuits régulateurs de tension.

La tension est régulée par un AMS1117 5V IC et AMS1117 3.3V IC. Le circuit intégré AMS1117 5V est utilisé pour fournir une tension régulée de 5V pour alimenter le microcontrôleur ATMEGA328P. Alors que l'AMS1117 CHIP est utilisé pour fournir une tension de 3,3 V sur le connecteur de la carte, il alimentera certains modules et capteurs qui utilisent cette valeur de tension pour fonctionner.

Étape 4: Réinitialisation et circuit d'oscillateur

Le circuit de réinitialisation se compose d'un bouton et d'une résistance connectée à la broche 1 du microcontrôleur ATMEGA328P. Lorsque le bouton est enfoncé, la broche de réinitialisation reçoit la tension de 0V. De cette façon, le microcontrôleur est réinitialisé manuellement par le bouton.

Maintenant, le circuit oscillateur se compose d'un cristal et de deux condensateurs en céramique, comme le montre le schéma électronique présenté.

Étape 5: Schéma électronique ATMEGA328P

Le circuit ATMEGA328P est illustré dans la figure ci-dessus. Pour que le microcontrôleur ATMEGA32P fonctionne, trois éléments sont nécessaires:

• Circuit de réinitialisation
• Circuit d'oscillateur à cristal de 16 MHz;
• Circuit d'alimentation 5V.

Le circuit de réinitialisation et l'oscillateur ont été présentés précédemment. Enfin, l'alimentation 5V est obtenue à partir de la sortie de tension du régulateur de tension AMS1117 5V. Il est responsable de la régulation de la tension et de la mise sous tension du microcontrôleur ATMEGA328P.

Nous allons maintenant présenter le circuit de programmation ATMEGA328P CHIP et la LED de signalisation sur circuit.

Étape 6: Circuit de programmation ATMEGA328P CHIP et LED de signalisation en circuit

Dans cette carte compatible Arduino, vous n'avez pas de port USB. De cette façon, nous utiliserons le module Convertisseur USB-TTL.

Le module utilisé pour programmer l'ATMEGA328P est le FT232RL. Ce module est utilisé car il possède la broche DTR. Grâce à ce module, nous allons le connecter dans une broche mâle d'en-tête et programmer l'ATMEGA328P via 5 broches.

Les broches utilisées pour programmer sont VCC (+5V), GND, RX, TX et DTR.

En plus de ce circuit, il y a une LED de signalisation en circuit. Cette LED est utilisée pour signaler lorsque votre carte compatible arduino est sous tension.

Lorsque le circuit imprimé est sous tension, la tension du régulateur de tension AMS1117 5V atteint cette LED et elle est sous tension.

Enfin, nous avons les connecteurs de carte compatibles Arduino.

Étape 7: Connecteur et forme Arduino UNO

Pour créer une bonne expérience utilisateur avec la carte compatible Arduino, nous avons utilisé une forme similaire à la carte Arduino UNO.

Comme il est possible de le voir, toutes les broches du microcontrôleur sont connectées dans une forme Arduino UNO. De cette façon, notre carte de circuit imprimé aura la forme d'Arduino UNO comme indiqué ci-dessus.

Grâce à la forme, l'utilisateur aura une bonne expérience similaire à Arduino UNO.

Par conséquent, avec ce schéma électronique, nous avons créé le projet de la carte de circuit imprimé.

Étape 8: Projet de carte de circuit imprimé

Pour créer la carte compatible Arduino, ce projet a été développé via l'environnement de projet EasyEDA PCB.

De cette façon, tous les composants sont organisés et postérieurement, les traces sont créées. Par conséquent, le PCB présenté ci-dessus a été créé avec une forme similaire à Arduino UNO comme cité précédemment.

Dans les figures ci-dessus, le circuit imprimé est présenté dans son modèle schématique 2D et 3D.

Enfin, après la fabrication du circuit imprimé, les fichiers Gerber ont été générés et expédiés pour la fabrication à la société JLCPCB Electronic Circuit Board.

Étape 9: Circuit imprimé compatible Arduino

Ci-dessus sont présentés le résultat de la carte de circuit imprimé compatible Arduino. Comme on peut le voir, le circuit imprimé est de bonne qualité et le prototype fonctionne sans problème.

Après avoir évalué tous les circuits de la carte de circuit imprimé, nous assemblons les composants de la carte de circuit imprimé dans le PCB.

Étape 10: Assemblage de la carte de circuit imprimé

La carte compatible Arduino est très facile à assembler les composants. Comme il est possible de le voir dans sa structure, il dispose de 29 composants à souder dans votre structure. De cette façon, seuls 27 composants sont assemblés via Pin Through Hole. Par conséquent, 93,1% des composants utilisés dans cette carte peuvent être soudés pour n'importe quel utilisateur.

Les 2 autres composants SMD sont très faciles à souder dans la surface du PCB.

De cette façon, il est possible d'utiliser ce PCB pour enseigner aux étudiants comment construire votre propre carte compatible Arduino et produire d'autres activités.

Enfin, nous construirons notre boîtier par découpe laser pour enfermer notre carte compatible Arduino.

Étape 11: Boîtier pour carte compatible Arduino

La boîte découpée au laser est conçue pour stocker le circuit Arduino et le protéger. Cette boîte peut être faite de panneaux de fibres à densité moyenne ou d'acrylique et doit être constituée d'un seul matériau.

Pour produire la boîte de boîtier, nous utilisons le logiciel en ligne Maker Case. Par conséquent, grâce à ce logiciel, il est possible d'insérer des paramètres tels que la largeur, la hauteur et la profondeur.

Enfin, nous avons notre circuit imprimé dans l'enceinte.

Étape 12: Téléchargez les fichiers de la carte compatible Arduino

Si vous avez besoin de télécharger les fichiers PCB pour produire votre PCB, vous pouvez télécharger les fichiers dans le lien suivant:

Télécharger les projets de fichiers PCB

Étape 13: Remerciements

Merci JLCPCB d'avoir proposé le projet Open Source de carte compatible PCB Arduino pour produire cet article.