Arduino-kompatibles Board - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

Beherrschen Sie die Arduino-Technologie? Wenn du nicht dominierst, liegt es wahrscheinlich daran, dass es dich dominiert.

Arduino zu kennen ist der erste Schritt für Sie, um verschiedene Arten von Technologien zu entwickeln. Der erste Schritt besteht darin, den vollständigen Betrieb eines Arduino-Boards zu beherrschen.

In diesem Instructables lernen Sie Schritt für Schritt, die komplette Schaltung eines Arduino-kompatiblen Boards zu beherrschen.

Daher ist es unser Ziel zu lehren, wie Sie durch das Projekt mit JLCPCB Arduino Compatible Board von 2 USD Ihr eigenes Arduino-kompatibles Board mit der gleichen Größe und den gleichen Abmessungen wie Arduino UNO herstellen können.

Im Folgenden werden wir alle Stücklisten anbieten und erklären, wie die Schaltung funktioniert und unser Arduino PCB-kompatibles Board mit der EasyEDA-Software konstruieren.

Lieferungen

• 01 x Quarz 16 MHz
• 02 x 22pF Keramikkondensator
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x Elektrolytkondensator 0,1 uF
• 02 x Elektrolytkondensator 0,33 uF
• 01 x Klinkenstecker 2,1 mm
• 01 x Keramikkondensator 100nF
• 04 x Widerstand 1kR
• 01 x Widerstand 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x Stiftleiste 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Diode 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Stiftleiste 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Schaltknopf 6x6x5 mm

Schritt 1: Dominieren des elektronischen Arduino UNO-Schemas

Der erste Schritt zur Dominanz der Arduino-Technologie besteht darin, den Arduino-Elektronikschaltplan zu kennen. Von dieser elektronischen Schaltung lernen wir, wie das Arduino-Board funktioniert und wie man auch unser eigenes Arduino-kompatibles Board baut.

Im Folgenden stellen wir das vollständige Projekt des Arduino Compatible Boards vor.

Im Arduino Electronic Circuit gibt es mehrere wichtige Schaltungen, die im Folgenden vorgestellt werden:

• Energieversorgung;
• Schaltkreis zurücksetzen;
• Programmierschaltung;
• Oszillatorschaltung;
• Schaltung des ATMEGA328P Mikrocontrollers;
• LED-betriebener Stromkreissignalgeber;
• Anschluss für die Atmega328P-Pins.

Basierend auf den Schaltungen konstruieren wir das Arduino-kompatible Board.

Schritt 2: Elektronischer Schaltplan des Arduino-kompatiblen Boards

Die elektronische Schaltung des Arduino-kompatiblen Boards wird unten vorgestellt. Diese Schaltung besteht aus folgenden Teilen:

• Energieversorgung;
• Schaltkreis zurücksetzen;
• Programmierschaltung;
• Oszillatorschaltung;
• Schaltung des ATMEGA328P Mikrocontrollers;
• LED-betriebener Stromkreissignalgeber;
• Anschluss für die Atmega328P-Pins.

Im Folgenden werden wir vorstellen, wie jeder Teil dieser Schaltung funktioniert.

Schritt 3: Stromkreis der Stromversorgung

Der Power Circuit wird verwendet, um die gesamte Arduino-kompatible Platine mit Strom zu versorgen. Diese Schaltung bietet 3 verschiedene Spannungen: Eingangsspannung, 5 V und 3,3 V an den Anschlussstiften der Arduino-kompatiblen Karte.

Diese Schaltung kann mit einer Spannung von 7V bis 12V betrieben werden, wir empfehlen jedoch maximal 9V zu liefern.

Nach dem Versorgen der Schaltung mit einem 2,1 mm Klinkenstecker durchläuft die Eingangsspannung 2 Spannungsreglerkreise.

Die Spannung wird von einem AMS1117 5V IC und AMS1117 3.3V IC geregelt. Der 5V-IC AMS1117 wird verwendet, um eine geregelte Spannung von 5V zur Stromversorgung des ATMEGA328P-Mikrocontrollers bereitzustellen. Während AMS1117 CHIP verwendet wird, um eine 3,3-V-Spannung am Platinenanschluss bereitzustellen, werden einige Module und Sensoren mit Strom versorgt, die diesen Spannungswert verwenden, um zu funktionieren.

Schritt 4: Reset und Oszillatorschaltung

Die Reset-Schaltung besteht aus einer Taste und einem Widerstand, der an Pin 1 des ATMEGA328P-Mikrocontrollers angeschlossen ist. Wenn die Taste gedrückt wird, erhält der Reset-Pin die 0V-Spannung. Auf diese Weise wird der Mikrocontroller manuell über die Taste zurückgesetzt.

Die Oszillatorschaltung besteht nun aus einem Quarz und zwei Keramikkondensatoren, wie im dargestellten elektronischen Schaltplan dargestellt.

Schritt 5: ATMEGA328P elektronischer Schaltplan

Die ATMEGA328P-Schaltung ist in der obigen Abbildung dargestellt. Damit der ATMEGA32P-Mikrocontroller funktioniert, sind drei Dinge erforderlich:

• Rücksetzschaltung
• 16MHz Quarzoszillatorschaltung;
• 5V Stromkreis.

Die Reset-Schaltung und der Oszillator wurden bereits vorgestellt. Schließlich wird die 5V-Versorgung vom Spannungsausgang des 5V-Spannungsreglers AMS1117 erhalten. Er ist verantwortlich für die Spannungsregelung und die Bestromung des ATMEGA328P Mikrocontrollers.

Jetzt präsentieren wir die ATMEGA328P CHIP-Programmierschaltung und die On-Circuit-Signalisierungs-LED.

Schritt 6: ATMEGA328P CHIP-Programmierschaltung und die In-Circuit-Signalisierungs-LED

In diesem Arduino-kompatiblen Board gibt es keinen USB-Anschluss. Auf diese Weise verwenden wir das USB-TTL-Konvertermodul.

Das zur Programmierung des ATMEGA328P verwendete Modul ist das FT232RL. Dieses Modul wird verwendet, weil es den DTR-Pin hat. Durch dieses Modul verbinden wir es mit einem Header-Stecker und programmieren den ATMEGA328P über 5 Pins.

Die zum Programmieren verwendeten Pins sind VCC(+5V), GND, RX, TX und DTR.

Zusätzlich zu dieser Schaltung gibt es eine In-Circuit-Signalisierungs-LED. Diese LED wird verwendet, um zu signalisieren, wenn Ihr arduino-kompatibles Board eingeschaltet ist.

Wenn die Platine mit Strom versorgt wird, erreicht die Spannung des AMS1117 5V Spannungsreglers diese LED und er wird mit Strom versorgt.

Schließlich haben wir die Arduino-kompatiblen Board-Anschlüsse.

Schritt 7: Stecker und Arduino UNO-Form

Um eine gute Benutzererfahrung mit dem Arduino-kompatiblen Board zu schaffen, haben wir eine ähnliche Form wie das Arduino UNO-Board verwendet.

Wie man sehen kann, sind alle Pins des Mikrocontrollers in einem Arduino UNO Shape verbunden. Auf diese Weise hat unsere Leiterplatte die Form von Arduino UNO, wie oben erwähnt.

Durch die Form wird der Benutzer eine gute Erfahrung machen, ähnlich wie bei Arduino UNO.

Daher haben wir mit diesem elektronischen Schaltplan das Projekt der Leiterplatte erstellt.

Schritt 8: Leiterplattenprojekt

Um das Arduino-kompatible Board zu erstellen, wurde dieses Projekt durch die EasyEDA PCB Project Environment entwickelt.

Auf diese Weise werden alle Komponenten organisiert und im Nachhinein werden die Spuren erstellt. Daher wurde die oben vorgestellte Leiterplatte mit einer ähnlichen Form wie Arduino UNO erstellt, wie oben zitiert.

In den obigen Abbildungen ist die Leiterplatte in ihrem 2D- und 3D-Schemamodell dargestellt.

Nachdem die Leiterplatte hergestellt war, wurden schließlich die Gerber-Dateien generiert und zur Herstellung an die Firma JLCPCB Electronic Circuit Board geliefert.

Schritt 9: Arduino-kompatible Leiterplatte

Oben sind die Ergebnisse der Arduino-kompatiblen Leiterplatte dargestellt. Wie man sieht, hat die Leiterplatte eine gute Qualität und der Prototyp funktioniert ohne Probleme.

Nach der Auswertung aller Leiterplatten bestücken wir die Leiterplattenkomponenten in der Leiterplatte.

Schritt 10: Leiterplattenmontage

Das Arduino Compatible Board ist sehr einfach die Komponenten zu montieren. Wie in seiner Struktur zu sehen ist, hat es 29 Komponenten, die Sie in Ihre Struktur einlöten können. Auf diese Weise werden nur 27 Komponenten durch Pin Through Hole montiert. Daher können 93,1% der in dieser Platine verwendeten Komponenten für jeden Benutzer gelötet werden.

Die anderen 2 SMD-Bauteile lassen sich sehr einfach in die Leiterplattenoberfläche einlöten.

Auf diese Weise ist es möglich, dieses PCB zu verwenden, um Schülern beizubringen, wie sie ihr eigenes Arduino-kompatibles Board bauen und andere Aktivitäten produzieren.

Schließlich konstruieren wir unsere Box durch Laserschnitt, um unser Arduino-kompatibles Board einzuschließen.

Schritt 11: Gehäusebox für Arduino-kompatibles Board

Die lasergeschnittene Box wurde entwickelt, um die Arduino-Schaltung zu speichern und zu schützen. Diese Box kann aus mitteldichtem Faserplatten- oder Acrylmaterial bestehen und muss aus einem einzigen Material bestehen.

Zur Herstellung der Gehäusebox verwenden wir die Online-Software Maker Case. Daher ist es mit dieser Software möglich, die Parameter wie Breite, Höhe und Tiefe einzugeben.

Endlich haben wir unsere Leiterplatte im Gehäuse.

Schritt 12: Dateien des Arduino-kompatiblen Boards herunterladen

Falls Sie die PCB-Dateien für die Herstellung Ihrer Leiterplatte herunterladen müssen, können Sie die Dateien unter folgendem Link herunterladen:

PCB-Dateiprojekte herunterladen

Schritt 13: Danksagungen

Vielen Dank an JLCPCB, das Open-Source-Projekt PCB Arduino Compatible Board anzubieten, um diesen Artikel zu produzieren.