Construisez votre propre Arduino : 6 étapes (avec photos)
Construisez votre propre Arduino : 6 étapes (avec photos)

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Anonim

La configuration d'un Arduino sur une maquette est devenue un processus que j'ai appris à aimer.

En quelques minutes, vous pouvez avoir une plate-forme Arduino entièrement fonctionnelle avec laquelle travailler, comme vous le verrez dans ce didacticiel. Il y a eu plusieurs occasions où j'étais à l'école et j'en ai rapidement préparé une pour tester quelques idées pour un projet. De plus, il a l'air si soigné avec tous les composants disposés sur la planche à pain. Certains de mes projets Arduino Qu'est-ce qu'un Arduino ?

Arduino est une plate-forme de prototypage électronique open source basée sur du matériel et des logiciels flexibles et faciles à utiliser. Il est destiné aux artistes, designers, amateurs et à toute personne intéressée par la création d'objets ou d'environnements interactifs.

Arduino peut détecter l'environnement en recevant les entrées d'une variété de capteurs et peut affecter son environnement en contrôlant les lumières, les moteurs et d'autres actionneurs. Le microcontrôleur de la carte est programmé à l'aide du langage de programmation Arduino (basé sur le câblage) et de l'environnement de développement Arduino (basé sur le traitement). Les projets Arduino peuvent être autonomes ou communiquer avec un logiciel en cours d'exécution sur un ordinateur (par exemple, Flash, Processing, MaxMSP).[1] www.arduino.cc

Étape 1: Composants

Avec quelques pièces bon marché et une planche à pain sans soudure, vous pouvez rapidement et facilement construire votre propre Arduino. Ce concept fonctionne très bien lorsque vous souhaitez prototyper une nouvelle idée de conception ou que vous ne souhaitez pas déchirer votre conception à chaque fois que vous avez besoin de votre Arduino. L'exemple ci-dessous montre comment connecter les composants sur votre maquette. Nous reviendrons plus en détail tout au long de ce projet. Figure 1-1: Breadboard Arduino avec capacité de programmation USB. Avant de commencer, assurez-vous d'avoir tous les éléments nécessaires dans la zone de liste des composants. Si vous devez acheter des pièces, vous pouvez le faire sur mon site www. ArduinoFun.com ou voir ci-dessous pour d'autres magasins en ligne* Voir la note sur le câble TTL-232R dans les options de programmation avant d'acheter. 10 % de réduction sur toute la commande sur ArduinoFun.com, utilisez le code de coupon: INSTRUCTABLES au moment du départ. Vous pouvez acheter des composants sur www. ArduinoFun.com ou www. SparkFun.com ou www. CuriousInventor.com ou www. FunGizmos.com ou www. Adafruit.com pour n'en citer que quelques-uns. Tutoriel original par:

Étape 2: Configuration de l'alimentation

La première chose que vous devez faire est de configurer l'alimentation. Avec votre maquette et vos composants devant vous… commençons ! Avec cette étape, vous configurerez la maquette Arduino pour une puissance constante de + 5 volts à l'aide d'un régulateur de tension 7805. Figure 1-2: Configuration de l'alimentation avec indicateur LED. Pour que le régulateur de tension fonctionne, vous devez fournir une alimentation supérieure à 5V. Une batterie 9V typique avec un connecteur à pression fonctionnerait très bien pour cela. La puissance va entrer dans la planche à pain où vous voyez les carrés + et - rouges et noirs. Ajoutez ensuite l'un des condensateurs 10uF. La branche la plus longue est l'anode (positive) et la branche la plus courte est la cathode (négative). La plupart des condensateurs sont également marqués d'une bande sur le côté négatif. Dans l'espace vide de la planche à pain (le canal), vous devrez placer deux fils de raccordement pour le positif (rouge) et la terre (noir) pour passer l'alimentation d'un côté de la planche à pain à l'autre. Ajoutez maintenant le régulateur de tension 7805. Le 7805 a trois pieds. Si vous le regardez de face, la jambe gauche est pour la tension d'entrée (Vin), la jambe du milieu est pour la masse (GND) et la troisième jambe est pour la tension de sortie (Vout). Assurez-vous que la jambe gauche est alignée avec votre alimentation positive et la deuxième broche à la terre. En sortant du régulateur de tension et en allant sur le rail d'alimentation sur le côté de la planche à pain, vous devez ajouter un fil GND au rail de terre, puis le fil Vout (3rd branche du régulateur de tension) au rail positif. Ajoutez le deuxième condensateur de 10 uF au rail d'alimentation. Faire attention aux côtés positifs et négatifs. C'est une bonne idée d'inclure un indicateur d'état LED qui peut être utilisé pour le dépannage. Pour ce faire, vous devez connecter le rail d'alimentation côté droit avec le rail d'alimentation gauche. Ajoutez des fils positif à positif et négatif à négatif au bas de votre planche à pain. Figure 1-3: Connexions des rails d'alimentation gauche et droit. Le fait d'avoir de l'alimentation sur les rails d'alimentation gauche et droite aidera également à garder votre planche à pain organisée lors de l'alimentation des différents composants. Figure 1-4: Pour l'indicateur d'état LED, connectez une résistance 220& (colorée comme: rouge, rouge, marron) de l'alimentation à l'anode de la LED (côté positif, branche plus longue), puis un fil GND au côté cathode. Félicitations, votre maquette est maintenant configurée pour une alimentation +5V. Vous pouvez passer à l'étape suivante de la conception du circuit.

Étape 3: Mappage des broches Arduino

Maintenant, nous voulons préparer la puce ATmega168 ou 328. Avant de commencer, examinons ce que chaque broche de la puce fait par rapport aux fonctions Arduino. REMARQUE: L'ATmega328 fonctionne à peu près à la même vitesse, avec le même brochage, mais dispose de plus du double de la mémoire flash (30k contre 14k) et du double de l'EEPROM (1Kb contre 512b). Figure 1-5: Mappage des broches Arduino La puce ATmega168 est créée par Atmel. Si vous recherchez la fiche technique, vous ne constaterez pas que les références ci-dessus sont les mêmes. C'est parce que l'Arduino a ses propres fonctions pour ces broches, et je ne les ai fournies que sur cette illustration. Si vous souhaitez comparer ou si vous avez besoin de connaître les références réelles de la puce, vous pouvez télécharger une copie de la fiche technique sur www.atmel.com. Maintenant que vous connaissez la disposition des broches, nous pouvons commencer à connecter le reste des composants.

Étape 4: connexion des composants

Pour commencer, nous allons construire les circuits de support pour un côté de la puce, puis passer à l'autre côté. La broche un sur la plupart des puces a un marqueur d'identification. En regardant l'ATmega168 ou le 328, vous remarquerez une encoche en forme de U en haut ainsi qu'un petit point. Le petit point indique qu'il s'agit de la broche 1. Figure 1-6: Prise en charge des broches du circuit 15-28 À partir du bus d'alimentation GND, ajoutez un cavalier à la broche 22. Ensuite, à partir du bus d'alimentation positif, ajoutez des cavaliers à la broche 20 (AVCC - Tension d'alimentation pour le convertisseur ADC. Doit être connecté à l'alimentation si ADC n'est pas utilisé et à l'alimentation via un filtre passe-bas s'il l'est (un filtre passe-bas est un circuit qui nettoie le bruit de la source d'alimentation, nous n'en utilisons pas) Ensuite, ajoutez un cavalier du bus positif à la broche 21 (broche de référence analogique pour ADC). Sur l'Arduino, la broche 13 est la broche LED. Notez que sur la puce réelle, la broche est le numéro 19 Lors du téléchargement de votre code de croquis et pour tous les projets, vous le référencerez toujours en tant que broche 13. Pour brancher la LED, ajoutez une résistance 220& de GND à la cathode de la LED. Puis à partir de l'anode de la LED, ajoutez un fil de liaison à broche 19. Nous pouvons maintenant passer de l'autre côté de la puce. Vous avez presque terminé ! l'identifiant de la broche 1, placez le petit interrupteur tactile. Ce commutateur est utilisé pour réinitialiser l'Arduino. Juste avant de télécharger un nouveau croquis sur la puce, vous voudrez appuyer une fois dessus. Ajoutez maintenant un petit cavalier de la broche 1 à la jambe inférieure du commutateur, puis ajoutez la résistance 10K de l'alimentation à la rangée de la broche 1 sur la planche à pain. Enfin, ajoutez un cavalier GND à la jambe supérieure du commutateur. Ajoutez des cavaliers d'alimentation et GND à la broche 7 (VCC) et à la broche 8 (GND). Ajoutez le cristal d'horloge 16MHz aux broches 9 et 10, puis les deux condensateurs.22pF des broches 9 et 10 à GND. (Voir la note ci-dessous pour une méthode alternative). Votre arduino de maquette de base est maintenant terminée. Vous pouvez vous arrêter ici si vous le souhaitez et échanger une puce déjà programmée de votre carte Arduino vers la planche à pain, mais puisque vous êtes arrivé jusqu'ici, vous pouvez aussi terminer en ajoutant quelques broches de programmation. Cela vous permettra de programmer la puce à partir de la maquette. REMARQUE: Au lieu d'utiliser le cristal d'horloge 16 MHz, vous pouvez utiliser un résonateur céramique 16 MHz avec condensateurs intégrés, boîtier SIP à trois bornes. Vous devrez disposer votre planche à pain un peu différemment, le résonateur a trois pieds. La patte du milieu ira à la terre et les deux autres pattes iront aux broches 9 et 10 de la puce ATmega168. En vous référant à la Figure 1-7, localisez un endroit où vous avez 6 colonnes sur la maquette qui ne sont en contact avec rien d'autre. Placez ici une rangée de six broches mâles. Avec la maquette face à vous, les connexions sont les suivantes: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, j'appelle également ces broches 1, 2, 3, 4, 5, 6. À partir de votre rail de bus d'alimentation, ajoutez le Fil GND à la broche 1 et un fil de l'alimentation pour la broche 3. NC signifie non connecté, mais vous pouvez les connecter à GND si vous le souhaitez. À partir de la broche 2 de la puce ATmega168, qui est la broche Arduino RX, vous connecterez un fil à la broche 4 (TX) de vos en-têtes de programmation. Sur la puce ATmega168, la broche 3 Arduino TX est connectée à la broche 5 (RX) sur vos broches d'en-tête. La communication ressemble à ceci: ATmega168 RX vers Header Pin TX et ATmega168 TX vers Header Pin RX. Vous pouvez maintenant programmer votre maquette Arduino.

Étape 5: Options de programmation

La première option consiste à acheter un câble série TTL-232R 3.3V USB - TTL Level. Ceux-ci peuvent être achetés sur www.adafruit.com ou www.ftdichip.com Les deux autres options, que je préfère, consistent à acheter l'une des deux planches de dérivation sur www. SparkFun.com. Elles sont:

  • Carte de dérivation USB vers série FT232RL, SKU: BOB-00718 (Cette option prend plus de place sur votre maquette)
  • FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (Cette option, et l'utilisation d'en-têtes mâles à angle droit fonctionne le mieux des trois car elle est mieux fixée sur la planche à pain)

Vérifiez vos connexions, assurez-vous que votre batterie 9V n'est pas connectée et branchez votre option de programmation. Ouvrez l'IDE Arduino et dans les fichiers d'esquisse d'exemple, sous Numérique, chargez l'esquisse Blink. Sous l'option de fichier Serial Port, sélectionnez le port COM que vous utilisez avec votre câble USB. c'est-à-dire COM1, COM9, etc. Sous l'option de fichier Tools/Board, sélectionnez soit:

  • Arduino Duemilanove avec ATmega328
  • Arduino Decimila, Duemilanove ou Nano avec ATmega128

(selon la puce que vous utilisez avec votre planche à pain Arduino) Appuyez maintenant sur l'icône de téléchargement, puis appuyez sur le bouton de réinitialisation de votre planche à pain. Si vous utilisez l'une des cartes de dérivation SparkFun, vous verrez les voyants RX et TX clignoter. Cela vous permet de savoir que les données sont envoyées. Parfois, vous devez attendre quelques secondes après avoir appuyé sur le bouton de téléchargement avant d'appuyer sur le bouton de réinitialisation. Si vous avez des problèmes, expérimentez un peu la vitesse à laquelle vous passez entre les deux. Ce croquis, s'il est téléchargé correctement, fera clignoter la LED sur la broche 13 pendant une seconde, éteinte pendant une seconde, allumée pendant une seconde… jusqu'à ce que vous téléchargiez un nouveau croquis ou coupiez l'alimentation. Une fois que vous avez téléchargé le code, vous pouvez déconnecter la carte de programmation et utiliser votre batterie 9V pour l'alimentation. Dépannage

  • Pas d'alimentation - Assurez-vous que votre source d'alimentation est supérieure à 5V.
  • Alimentation mais rien ne fonctionne - revérifiez tous vos points de connexion.
  • Erreur de téléchargement - Reportez-vous à www.arduino.cc et effectuez une recherche sur le message d'erreur particulier que vous recevez. Consultez également les forums car il y a beaucoup d'aide.

Étape 6: Fichiers PCB

Si quelqu'un est intéressé à graver son propre PCB (circuit imprimé), j'ai inclus les fichiers PCB côté composant et côté soudure. J'ai ajouté un fichier zip qui contient des fichiers-j.webp