UDuino : Carte de développement compatible Arduino à très faible coût : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:10

Les cartes Arduino sont idéales pour le prototypage. Cependant, ils deviennent assez chers lorsque vous avez plusieurs projets simultanés ou que vous avez besoin de beaucoup de cartes contrôleurs pour un projet plus important. Il existe d'excellentes alternatives moins chères (Boarduino, Freeduino), mais les coûts s'additionnent quand vous en avez besoin. C'est un moyen, après un investissement initial d'environ 25 $ à 30 $, de construire des cartes compatibles Arduino inférieures à 10 $ avec très peu de investissement de temps supplémentaire sur chacun. Notez que l'idée de base ici (Arduino sur une maquette) existe depuis un certain temps (par exemple, les instructions ITP Arduino Breadboard); Cependant, les instructions de construction et d'utilisation de l'adaptateur de câble ici aident à minimiser le nombre de pièces pour chaque noyau. Ce projet nécessite des connaissances en soudure et en électronique de base, et vous devriez déjà avoir au moins une certaine expérience du développement Arduino. Je ne suggère pas cela comme un premier projet électronique. Remarque: je prononce uDuino "moo DWEE noh"Ajouté le 02-05-08: (pour les gens assez avancés) L'un des outils que j'ai construit avec ceci est un outil de capture logique -- sorte d'analyseur logique de base. J'ai développé ceci pour dépanner les liens de communication. A besoin d'une interface graphique, mais je doute que je m'en occupe de sitôt. Toujours utile entre de bonnes mains. Ajouté le 23/06/09: j'aimerais souligner les RBBB de Modern Device pour tous ceux qui veulent quelque chose avec de la soudure, mais aussi super bon marché - surtout si vous obtenez les cartes nues et achetez pièces en vrac. De plus, leur USB-BUB est une alternative moins chère au câble FT232.

Étape 1: Collectez les pièces pour l'adaptateur de câble

Je suggère d'obtenir des pièces d'un mélange de Mouser, Radio Shack et Ada Fruit Industries; voir la dernière étape pour les sources de pièces. N'hésitez pas cependant à substituer des pièces de votre boîte à ordures, et avec la résistance/les condensateurs, vous pouvez vous écarter des valeurs et que les choses fonctionnent toujours bien (résistance que je suggérerais entre environ 3,3 k et 20 k; condensateurs que je ne ferais généralement pas optez pour des valeurs plus petites mais plus grandes jusqu'à environ 0,47 uF devrait convenir).

Pour l'adaptateur de câble, vous aurez besoin de: - un petit morceau de carte PC (8 trous par 2 trous) - un condensateur.1uf - un en-tête d'espacement 1x8.1", droit - un en-tête d'espacement 1x8.1", à angle droit - certains raccords câble

Étape 2: Fabriquez l'adaptateur de câble de programmation

La plupart du temps, l'adaptateur de câble de programmation n'a besoin que d'acheminer les signaux du câble USB FTDI vers les bonnes broches des puces ATmega168; Cependant, le condensateur est ajouté sur un jeu de broches pour permettre au logiciel Arduino de réinitialiser les puces (le condensateur permet à une courte impulsion de passer à la réinitialisation de la puce lorsque le logiciel Arduino retourne la broche RTS).

Pour commencer, découpez un morceau de carte PC avec 9 trous par 2 trous. Séparez ensuite un ensemble de 8 broches de la bande d'en-tête à broches droites et un ensemble de 8 broches de la bande d'en-tête à angle droit (en supposant que vous ayez acheté les bandes plus longues). Voir la photo des pièces pour voir à quoi elles devraient ressembler. Au cours des étapes suivantes, veuillez consulter les photographies et les schémas ci-joints pour connecter les broches. Les diagrammes montrent bien mieux où les connexions doivent aller, mais les photographies aident à clarifier l'orientation de la carte, etc. Si vous avez des questions, veuillez m'envoyer un e-mail et j'essaierai de clarifier tout ce qui n'a pas de sens. Retournez la carte à circuits imprimés pour voir le cuivre autour des trous, avec l'un des côtés longs vers vous. Si, comme je l'ai fait ici, vous avez utilisé un morceau de carte PC à partir du bord de l'original, je suggère de placer le côté avec le matériel de carte supplémentaire vers vous. Faites passer le bas (côté court) de la tête droite dans les trous les plus éloignés de vous, en laissant un trou vide sur votre gauche et soudez les broches en place (voir photo). Ensuite, enfoncez le bas (côté avec le coude) de la tête à angle droit dans les trous les plus proches de vous, en laissant à nouveau le trou de gauche vide, et soudez les broches en place. Poke les fils du condensateur.1uf à travers les trous vides sur la gauche et souder le condensateur en place. Coupez les fils. Puis soudez chacun des 2 fils à la broche d'en-tête la plus proche; l'un se connectera à la broche la plus à gauche de l'en-tête droit, l'autre à la broche la plus à gauche de l'en-tête à angle droit. Le plus simple est probablement de simplement créer un pont de soudure (faites fondre suffisamment de soudure pour circuler entre la broche du condensateur et la broche à côté, comme sur la photo). Si vous en avez besoin, vous pouvez utiliser une courte longueur de fil et la souder à chacun des contacts. Créez un autre pont de soudure ou une connexion entre les 6e et 7e broches les plus proches de vous (troisième et quatrième à partir de la droite). Il s'agit de connecter la broche "CTS" du câble à la masse. Et créez un autre pont/connexion de soudure entre les deux en-têtes au niveau de la deuxième broche à droite (connectez la broche la plus proche de vous à celle la plus éloignée, juste une broche au-dessus de la droite). Cela connecte ce qui sera le cavalier d'alimentation USB VCC à la broche VCC de la puce. Cette connexion d'alimentation ne sera active que lorsqu'un cavalier est installé. Utilisez une courte longueur de fil pour connecter la broche la plus à droite la plus proche de vous à la cinquième broche la plus proche de vous (c'est la cinquième que l'on compte à partir de la droite ou de la gauche). Cela connectera le +5 volts du câble USB à l'autre broche du connecteur de cavalier. Connectez maintenant une autre courte longueur de fil entre la broche la plus à droite de la rangée la plus éloignée de vous et la 3e de la broche de droite de la rangée la plus proche de vous. Cela relie la masse du câble à la masse de la puce. Deux autres fils courts à ajouter: un de la deuxième broche à partir de la gauche sur l'embase à angle droit à la troisième broche à partir de la gauche sur l'embase droite (remarque: puisque les trous les plus à gauche ont le condensateur installé en eux, ce sera le troisième trou à partir de la gauche le plus proche de vous au quatrième trou à partir de la gauche dans la rangée la plus éloignée de vous). Le deuxième fil court passera à droite sur le premier: de la troisième broche à partir de la gauche sur l'en-tête à angle droit à la deuxième broche à partir de la gauche sur l'en-tête droit (quatrième à partir du trou gauche au troisième -du-trou-gauche). Ces fils relient les broches TX et RX du câble à celles de la puce. Malheureusement, l'ordre est opposé sur le câble de la puce, c'est pourquoi nous devons avoir les fils croisés. Il vous suffit maintenant de brancher le câble FTDI FT232RL, avec le fil vert connecté à la broche la plus à gauche (le fil noir se connectera à la troisième broche en partant de la droite). Les deux broches restantes sur la droite sont pour un cavalier; si le cavalier est installé, la carte sera alimentée par le câble USB, éliminant ainsi le besoin de piles ou d'une alimentation électrique. Ce cavalier NE DOIT PAS être connecté lorsqu'une autre alimentation est connectée à la carte ou que des dommages à quelque chose (carte, câble, ordinateur) sont possibles. C'est ça! Vous êtes prêt à créer des cœurs uDuino à programmer avec le câble. (Lors de l'utilisation de l'adaptateur de programmation, la broche à côté du condensateur se connecte à la broche 1 de la puce)

Étape 3: Décidez s'il faut créer des cartes absolument minimales ou des cartes basées sur un oscillateur externe

La décision de construire ou non une carte basée sur un oscillateur est basée sur quelques éléments. Premièrement, avez-vous accès à un programmeur AVR et le temps de programmer un chargeur de démarrage spécial sur vos puces ATmega168 ? deux, pouvez-vous vous passer d'une communication série précise avec la puce ? Troisièmement, votre application a-t-elle un impact suffisamment faible pour que la carte puisse fonctionner deux fois moins vite et que tout fonctionne toujours correctement ?

Les puces ATmega168 ont un oscillateur interne qui peut être activé; il fonctionne à environ 8 mHz, soit la moitié de la vitesse de la plupart des cartes Arduino (à l'exception des Lilypads). L'oscillateur interne est garanti pour être calibré à 10 % près (ce qui n'est pas une tolérance suffisamment stricte pour garantir de bonnes communications série). D'après mon expérience, l'étalonnage d'usine à 5v a toujours été bon pour le téléchargement de programmes, mais YMMV. Cependant, je n'utiliserais pas l'oscillateur interne pour les choses importantes qui doivent parler en série. Pour les clignotants, ça devrait aller. Les puces Arduino avec le chargeur de démarrage préchargé que j'ai trouvé fonctionnent toujours à 16 mHz, et celles-ci nécessiteront un oscillateur externe. Si vous n'avez pas accès à un programmeur AVR, vous voudrez probablement acheter une puce Arduino préchargée. Je suggère fortement Ada Fruit Industries comme source. Notez que les oscillateurs ne sont vraiment pas si chers (généralement 0,50 à 0,75 $ chez Mouser); ils ne sont qu'une autre partie qui n'est souvent pas nécessaire, et la disposition des broches est nulle pour des dispositions Arduino en planche à pain vraiment propres.

Étape 4: Construction de carte basée sur un oscillateur externe

Rassemblez les pièces dont vous aurez besoin:- Planche à pain (vous pouvez bien sûr la construire directement sur une carte PC pré-percée)- Puce ATmega168 avec chargeur de démarrage préchargé- Condensateur.1uf (céramique, polyester, etc. peu importe donc beaucoup; la valeur.047uf-.47uf devrait être bonne)- Résistance 10K (les valeurs ~ 3,3k-20k devraient fonctionner correctement)- Oscillateur en céramique à 3 broches 16mHz (de préférence avec des fils longs, par exemple 1/2 pouce)-De courtes longueurs de filMettez l'ATmega168 dans la planche à pain, à cheval sur le centre. Pour chacune des connexions suivantes, utilisez le trou de chaque broche ATmega168 qui est le plus proche de la puce ouverte; cela laissera le dernier trou de chacune des rangées 1 à 8 ouvert pour le câble de programmation à brancher. Connectez les broches 7 et 20 avec une longueur de fil (VCC à AVCC) Connectez les broches 8 et 22 avec une longueur de fil (GND à AGND)Connectez la résistance 10K de la broche 1 à la broche 7 (RES à VCC)Connectez le condensateur.1uf de la broche 7 à la broche 8Connectez les broches extérieures de l'oscillateur aux broches 9 (XTAL1) et 10 (XTAL2) de l'ATmega168. Peu importe laquelle des broches se connecte à quelle broche ATmega. Connectez la broche centrale de l'oscillateur à la broche 8 (GND) Si vous avez des lignes de bus d'alimentation sur votre planche à pain, je suggère de connecter le rail + (rouge) à la broche 20 et le rail - (bleu) à la broche 22. C'est une forme un peu mauvaise (connexion au côté analogique pour les connexions d'alimentation pour d'autres trucs), mais si votre maquette est de la même taille que la mienne, vous avez déjà rempli tous les trous disponibles pour la broche 7. Si vous prévoyez d'utiliser l'alimentation USB, vous pouvez maintenant simplement brancher le câble de programmation et télécharger des croquis sur la carte (assurez-vous de connecter les broches de sélection d'alimentation sur l'adaptateur de câble avec un cavalier pour alimenter la puce de USB). Sinon, vous devrez utiliser une batterie/régulateur de tension/etc. pour fournir de l'énergie.

Étape 5: OU Construction de la carte de l'oscillateur interne

Rassemblez les pièces dont vous aurez besoin:- Planche à pain - Puce ATmega168- Condensateur.1uf (céramique, polyester, etc. n'a pas tellement d'importance; la valeur.047uf-.47uf devrait convenir)- Résistance 10K (valeurs ~3,3k- 20k devrait fonctionner correctement) - Courtes longueurs de filProgrammer le chargeur de démarrage avec votre programmeur AVR: vous voudrez utiliser le chargeur de démarrage lilypad (inclus dans la version Arduino-0010, dans le matériel/chargeurs de démarrage/lilypad). À l'aide de votre programmeur AVR, flashez le bootloader. Par exemple, sur mon système OSX: cd /Applications/Arduino-0010/hardware/bootloaders/lilypadPATH=${PATH}:/Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/binavrdude -C /Applications/Arduino-0010/ hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Ulock:w:0x3f:mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf - c usbtiny -pm168 -Pusb -Uflash:w:LilyPadBOOT_168.hex -Ulock:w:0x0f:mavrdude -C /Applications/Arduino-0010/hardware/tools/avr/etc/avrdude.conf -cusbtiny -pm168 -Pusb -e -u -Uefuse:w:0x00:m -Uhfuse:w:0xdd:m -Ulfuse:w:0xf2:mConfigurez la maquette: placez l'ATmega168 dans la maquette, à cheval sur le centre. Pour chacune des connexions suivantes, utilisez le trou à chaque broche ATmega168 la plus proche de la puce ouverte; cela laissera le dernier trou de chacune des rangées 1 à 8 ouvert pour le câble de programmation à brancher. Connectez les broches 7 et 20 avec une longueur de fil (VCC à AVCC) Connectez les broches 8 et 22 avec une longueur de fil (GND à AGND) Connectez la résistance 10K de la broche 1 à la broche 7 (RES à VCC) * Connectez le condensateur.1uf de la broche 7 à la broche 8 20 et le rail - (bleu) à la broche 22. C'est un peu une mauvaise forme (connexion au côté analogique pour les connexions d'alimentation pour d'autres trucs), mais si votre maquette est de la même taille que la mienne, vous avez déjà rempli tous les trous disponible pour la broche 7. Si vous prévoyez d'utiliser l'alimentation USB, vous pouvez maintenant simplement brancher le câble de programmation et télécharger des croquis sur la carte (assurez-vous de connecter les broches de sélection d'alimentation sur l'adaptateur de câble avec un cavalier pour alimenter la puce de l'USB). Sinon, vous devrez utiliser une batterie/un régulateur de tension/etc. pour fournir de l'énergie. Notez que vous voudrez toujours utiliser 5v pour la programmation via le logiciel Arduino; d'autres tensions entraîneront une variation significative de la vitesse d'horloge et entraîneront probablement l'échec de la communication (et donc de la programmation). menu.

2008 10-02 FIXE -- a été incorrectement mis comme broche 1 à broche 10 dans l'original

Étape 6: Connexions pour le développement Arduino

Notez que les broches d'un ATmega168 ne correspondent évidemment pas aux noms Arduino.

atmega168 Arduino 2 Numérique 0 3 Numérique 1 4 Numérique 2 5 Numérique 3 6 Numérique 4 11 Numérique 5 12 Numérique 6 13 Numérique 7 14 Numérique 8 15 Numérique 9 16 Numérique 10 17 Numérique 11 18 Numérique 12 19 Numérique 13 23 Analogique 0 24 Analogique 1 25 Analogique 2 26 Analogique 3 27 Analogique 4 28 Analogique 5

Étape 7: Quelques sources de pièces

Notez que je n'ai pas utilisé les condensateurs et en-têtes spécifiques répertoriés ci-dessous dans cette instructable, donc leur apparence peut varier légèrement des instructions ici. Si vous rencontrez des problèmes, veuillez me le faire savoir.- Câble USB FT232RL- Mouser: en-têtes d'espacement de 0,1", 36 broches, droites - cassez 8 broches pour l'adaptateur de câble et utilisez le reste pour d'autres projets- Mouser: espacement de 0,1" en-têtes, 36 broches, angle droit - cassez 8 broches pour adaptateur de câble- Carte PC pour adaptateur de câble- Mouser: résistances 10K- Mouser: condensateurs.1uF- planches à pain Pololu ou Ada Fruit- puces ATmega168 Mouser: non programmé ou Ada Fruit: préprogrammé - Mouser: Oscillateurs 16Mhz