UDuino: Sehr kostengünstiges Arduino-kompatibles Entwicklungsboard - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:22

Arduino-Boards eignen sich hervorragend für das Prototyping. Sie werden jedoch ziemlich teuer, wenn Sie mehrere Projekte gleichzeitig haben oder viele Controller-Boards für ein größeres Projekt benötigen. Es gibt einige großartige, billigere Alternativen (Boarduino, Freeduino), aber die Kosten summieren sich immer noch, wenn Sie viele davon benötigen. Dies ist eine Möglichkeit, nach etwa 25 bis 30 US-Dollar Anfangsinvestition Arduino-kompatible Boards unter 10 US-Dollar mit sehr wenig zu bauen zusätzliche Zeitinvestition für jeden. Beachten Sie, dass die Grundidee hier (Arduino auf einem Steckbrett) schon seit einiger Zeit besteht (z. B. ITP Arduino Breadboard-Anweisungen); Die Bau- und Verwendungsanweisungen für den Kabeladapter hier helfen jedoch, die Anzahl der Teile für jeden Kern zu minimieren. Dieses Projekt erfordert Kenntnisse in Löten und grundlegender Elektronik, und Sie sollten zumindest bereits Erfahrung mit der Arduino-Entwicklung haben. Ich schlage dies nicht als erstes Elektronikprojekt vor. Hinweis: Ich spreche uDuino "moo DWEE noh" aus. Hinzugefügt am 05.02.08: (für ziemlich fortgeschrittene Leute) Eines der Tools, die ich damit erstellt habe, ist ein Logikerfassungstool -- eine Art einfacher Logikanalysator. Ich habe dies entwickelt, um Probleme mit Kommunikationsverbindungen zu beheben. Benötigt eine GUI-Schnittstelle, aber ich bezweifle, dass ich bald dazu komme. In den richtigen Händen noch verdammt nützlich. Hinzugefügt am 23.06.09: Ich möchte die RBBB's von Modern Device für jeden hervorheben, der etwas mit Löten, aber auch super günstig haben möchte -- vor allem wenn man die blanken Platinen bekommt und kauft Teile in loser Schüttung. Auch ihr USB-BUB ist eine günstigere Alternative zum FT232-Kabel.

Schritt 1: Teile für den Kabeladapter sammeln

Ich schlage vor, Teile von einer Mischung aus Mouser, Radio Shack und Ada Fruit Industries zu kaufen; siehe den letzten Schritt für Teilequellen. Fühlen Sie sich jedoch frei, Teile aus Ihrer Junk-Box zu ersetzen, und mit den Widerständen / Kondensatoren können Sie von den Werten abweichen und trotzdem funktionieren die Dinge gut (Widerstand würde ich zwischen etwa 3.3k und 20k vorschlagen; Kondensatoren würde ich im Allgemeinen nicht verwenden) gehen Sie für kleinere Werte, aber größere bis zu etwa 0,47 uF sollten in Ordnung sein).

Für den Kabeladapter benötigen Sie: - kleines Stück Platine (8 Löcher mal 2 Löcher) - einen.1uf-Kondensator - einen 1x8,1" Abstandskopf, gerade - einen 1x8,1" Abstandskopf, rechtwinklig - einige Verbindungen Kabel

Schritt 2: Machen Sie den Programmierkabeladapter

Meistens muss der Programmierkabeladapter nur Signale vom FTDI-USB-Kabel zu den richtigen Pins auf den ATmega168-Chips leiten; Der Kondensator wird jedoch an einem Satz Pins hinzugefügt, damit die Arduino-Software die Chips zurücksetzen kann (der Kondensator lässt einen kurzen Impuls zum Reset des Chips übergehen, wenn die Arduino-Software den RTS-Pin umdreht).

Schneiden Sie zunächst ein Stück PC-Platine mit 9 Löchern durch 2 Löcher. Brechen Sie dann einen Satz von 8 Stiften von der geraden Stiftleiste und einen Satz von 8 Stiften von der rechtwinkligen Stiftleiste ab (vorausgesetzt, Sie haben die längeren Streifen gekauft). Sehen Sie sich das Teilebild an, um zu sehen, wie diese am Ende aussehen sollten. Bei den folgenden Schritten sehen Sie sich bitte sowohl die beigefügten Fotos als auch die Diagramme zum Anschließen der Stifte an. Die Diagramme zeigen viel besser, wo die Verbindungen hingehen müssen, aber die Fotos helfen, die Ausrichtung der Platine usw. zu verdeutlichen. Bei Fragen senden Sie mir bitte eine E-Mail und ich versuche, alles zu klären, was keinen Sinn ergibt. Drehen Sie die Leiterplatte um, sodass Sie das Kupfer um die Löcher herum sehen können, wobei eine der langen Seiten zu Ihnen zeigt. Wenn Sie, wie hier, ein Stück PC-Platine vom Rand des Originals verwendet haben, schlage ich vor, die Seite mit dem zusätzlichen Plattenmaterial zu Ihnen hin zu legen. Stecken Sie die Unterseite (kurze Seite) des geraden Headers durch die am weitesten von Ihnen entfernten Löcher, lassen Sie ein Loch links frei und löten Sie die Stifte an (siehe Bild). Stecken Sie dann die Unterseite (Seite mit der Biegung) des rechtwinkligen Headers durch die Löcher, die Ihnen am nächsten sind, lassen Sie das Loch auf der linken Seite wieder leer und löten Sie die Stifte an. Stecken Sie die Anschlüsse des.1uf-Kondensators durch die leeren Löcher auf der linken Seite und löten Sie den Kondensator an. Trimmen Sie die Leitungen. Dann löten Sie jede der 2 Leitungen an den Kopfstift, der ihr am nächsten ist; Einer wird mit dem ganz linken Stift des geraden Headers verbunden, der andere mit dem ganz linken Stift des rechtwinkligen Headers. Am einfachsten ist es wahrscheinlich, einfach eine Lötbrücke zu erstellen (schmelzen Sie genug Lötmittel, um zwischen dem Kondensatorstift und dem Stift daneben zu fließen, wie im Bild). Bei Bedarf können Sie eine kurze Drahtlänge verwenden und an jeden der Kontakte löten. Erstellen Sie eine weitere Lötbrücke oder Verbindung zwischen dem 6. und 7. Pin, der Ihnen am nächsten ist (dritter und vierter von rechts). Dies dient dazu, den "CTS"-Pin des Kabels mit Masse zu verbinden. Und erstellen Sie eine weitere Lötbrücke / Verbindung zwischen den beiden Headern am zweiten Pin rechts (verbinden Sie den Pin, der Ihnen am nächsten ist, mit dem weiter entfernten, nur einen Pin von rechts). Dies verbindet den VCC-USB-Power-Jumper mit dem VCC-Pin des Chips. Dieser Stromanschluss ist nur aktiv, wenn ein Jumper installiert ist. Verwenden Sie ein kurzes Kabel, um den ganz rechten Pin mit dem fünftnächsten Pin zu verbinden (es ist der fünfte, egal ob von rechts oder links gezählt). Dadurch werden +5 Volt vom USB-Kabel an den anderen Pin des Jumper-Anschlusses angeschlossen. Verbinden Sie nun ein weiteres kurzes Drahtstück zwischen dem ganz rechten Stift in der Reihe, die am weitesten von Ihnen entfernt ist, mit dem 3. vom rechten Stift in der Reihe, die Ihnen am nächsten ist. Dadurch wird die Masse des Kabels mit der Masse des Chips verbunden. Zwei weitere kurze Drähte zum Hinzufügen: einen vom zweiten Stift von links am rechtwinkligen Stift zum dritten Stift von links am geraden Stift (Hinweis: da in den Löchern ganz links der Kondensator installiert ist), es ist das drittgrößte Loch von links, das Ihnen am nächsten zum vierten Loch von links in der Reihe ist, das am weitesten von Ihnen entfernt ist). Der zweite kurze Draht kreuzt sich direkt über den ersten: vom dritten Stift von links am rechtwinkligen Stift zum zweiten Stift von links am geraden Stift (viertes Loch von links bis zum dritten) -vom-linken Loch). Diese Drähte verbinden die TX- und RX-Pins des Kabels mit denen des Chips. Leider ist die Reihenfolge auf dem Kabel vom Chip entgegengesetzt, weshalb wir die Drähte überkreuzen müssen. Jetzt müssen Sie nur noch das FTDI FT232RL-Kabel einstecken, wobei das grüne Kabel mit dem Pin ganz links verbunden ist (das schwarze Kabel wird mit dem dritten Pin von rechts verbunden). Die verbleibenden zwei Pins auf der rechten Seite sind für einen Jumper; Wenn der Jumper installiert ist, wird die Platine über das USB-Kabel mit Strom versorgt, sodass keine Batterien oder ein Netzteil erforderlich sind. Dieser Jumper DARF NICHT angeschlossen werden, wenn eine andere Stromversorgung an der Platine angeschlossen ist oder Schäden an etwas (Platine, Kabel, Computer) möglich sind. Das ist es! Sie sind bereit, einige uDuino-Kerne zum Programmieren mit dem Kabel herzustellen. (Bei Verwendung des Programmieradapters wird der Pin neben dem Kondensator mit Pin 1 des Chips verbunden)

Schritt 3: Entscheiden Sie, ob Sie absolut minimale Boards oder Boards mit externem Oszillator herstellen möchten

Die Entscheidung, ein oszillatorbasiertes Board zu bauen, basiert auf einigen Dingen. Erstens, haben Sie Zugriff auf einen AVR-Programmierer und die Zeit, einen speziellen Bootloader auf Ihre ATmega168-Chips zu programmieren? Zweitens, können Sie auf eine genaue serielle Kommunikation mit dem Chip verzichten? Drittens, ist Ihre Anwendung so gering, dass das Board nur halb so schnell laufen kann und alles noch einwandfrei funktioniert?

ATmega168-Chips verfügen über einen internen Oszillator, der aktiviert werden kann; es läuft mit etwa 8 MHz, was halb so schnell ist wie die meisten Arduino-Boards (mit Ausnahme von Lilypads). Der interne Oszillator ist garantiert auf 10 % kalibriert (was nicht eng genug für eine garantiert gute serielle Kommunikation ist). Nach meiner Erfahrung war die Werkskalibrierung bei 5V immer gut zum Hochladen von Programmen, aber YMMV. Ich würde den internen Oszillator jedoch nicht für wichtige Dinge verwenden, die seriell sprechen müssen. Für Blinkylights sollte es aber in Ordnung sein. Arduino-Chips mit vorinstalliertem Bootloader, die meiner Meinung nach immer mit 16 MHz laufen, erfordern einen externen Oszillator. Wenn Sie keinen Zugriff auf einen AVR-Programmierer haben, möchten Sie wahrscheinlich einen vorinstallierten Arduino-Chip kaufen. Ich empfehle Ada Fruit Industries als Quelle. Beachten Sie, dass die Oszillatoren wirklich nicht so teuer sind (im Allgemeinen $ 0,50-$ 0,75 bei Mouser); Sie sind nur ein weiterer Teil, der oft nicht notwendig ist, und das Pin-Layout ist für wirklich saubere Arduino-Layouts nervig.

Schritt 4: Externer Oszillator-basierter Board-Build

Sammeln Sie die Teile, die Sie benötigen: - Steckbrett (Sie können dies natürlich auch direkt auf einer vorgebohrten Leiterplatte bauen) - ATmega168-Chip mit vorinstalliertem Bootloader -.1uf-Kondensator (Keramik, Polyester usw. spielt keine Rolle) viel; Wert.047uf-.47uf sollte in Ordnung sein)- 10K Widerstand (Werte ~3.3k-20k sollten gut funktionieren)- 16mHz 3-Pin Keramikoszillator (vorzugsweise mit länglichen, zB 1/2 Zoll, Leitungen)- Kurze Längen von DrahtSetzen Sie den ATmega168 in das Steckbrett und überspannen Sie die Mitte. Verwenden Sie für jede der folgenden Verbindungen das Loch an jedem ATmega168-Pin, das dem offenen Chip am nächsten ist; Dadurch bleibt das letzte Loch in jeder der Reihen 1-8 offen, in das das Programmierkabel eingesteckt werden kann. Verbinden Sie Pin 7 und 20 mit einer Drahtlänge (VCC zu AVCC) Verbinden Sie Pin 8 und 22 mit einer Drahtlänge (GND.) an AGND) Verbinden Sie den 10K-Widerstand von Pin 1 mit Pin 7 (RES zu VCC) Verbinden Sie den.1uf-Kondensator von Pin 7 mit Pin 8 Verbinden Sie die äußeren Pins des Oszillators mit den Pins 9 (XTAL1) und 10 (XTAL2) des ATmega168. Es spielt keine Rolle, welcher der Pins mit welchem ATmega-Pin verbunden ist. Verbinden Sie den mittleren Pin des Oszillators mit Pin 8 (GND). Wenn Sie Strombusleitungen auf Ihrem Steckbrett haben, schlage ich vor, die + Schiene (rot) mit Pin 20 zu verbinden und die - Schiene (blau) an Pin 22. Dies ist eine etwas schlechte Form (Anschließen an die analoge Seite für Stromanschlüsse für andere Dinge), aber wenn Ihr Steckbrett die gleiche Größe wie meines hat, haben Sie bereits alle verfügbaren Löcher gefüllt für Pin 7 USB). Andernfalls müssen Sie eine Batterie / einen Spannungsregler / etc. verwenden. Strom zu liefern.

Schritt 5: ODER Interner Oszillator Board Build

Sammeln Sie die Teile, die Sie benötigen: - Steckbrett - ATmega168-Chip -.1uf-Kondensator (Keramik, Polyester usw. spielt keine so große Rolle; Wert.047uf-.47uf sollte in Ordnung sein) - 10K-Widerstand (Werte ~3.3k- 20k sollte gut funktionieren) - Kurze DrahtlängenProgrammieren Sie den Bootloader mit Ihrem AVR-Programmierer: Sie möchten den lilypad-Bootloader verwenden (in der Version Arduino-0010 enthalten, in der Hardware / Bootloader / Lilypad). Flashen Sie den Bootloader mit Ihrem AVR-Programmierer. Zum Beispiel auf meinem OSX-System: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 -Ufuse:w:0xf2:mSetzen Sie das Steckbrett ein:Setzen Sie den ATmega168 in das Steckbrett, das die Mitte überspannt. Verwenden Sie für jede der folgenden Verbindungen die Loch an jedem ATmega168-Pin, der dem offenen Chip am nächsten ist; Dadurch bleibt das letzte Loch in jeder der Reihen 1-8 offen, in das das Programmierkabel eingesteckt werden kann. Verbinden Sie Pin 7 und 20 mit einer Drahtlänge (VCC zu AVCC) Verbinden Sie Pin 8 und 22 mit einer Drahtlänge (GND.) zu AGND) Verbinden Sie den 10K-Widerstand von Pin 1 mit Pin 7 (RES zu VCC) * Verbinden Sie den.1uf-Kondensator von Pin 7 mit Pin 8. 20 und die - Schiene (blau) an Pin 22. Dies ist eine etwas schlechte Form (Anschließen an die analoge Seite für Stromanschlüsse für andere Dinge), aber wenn Ihr Steckbrett die gleiche Größe wie meines hat, haben Sie bereits alle Löcher gefüllt für Pin 7 verfügbar von USB). Andernfalls müssen Sie eine Batterie / einen Spannungsregler / etc. verwenden. Strom zu liefern. Beachten Sie, dass Sie für die Programmierung über die Arduino-Software immer 5 V verwenden möchten. andere Spannungen führen zu erheblichen Schwankungen der Taktfrequenz und führen wahrscheinlich dazu, dass die Kommunikation (und damit die Programmierung) fehlschlägt. Wenn Sie Skizzen auf diese Art von Board hochladen, die den internen Oszillator verwendet, wählen Sie "Lilypad Arduino" aus dem Tools / Board Speisekarte.

2008 10-02 FIXED -- wurde im Original fälschlicherweise als Pin 1 bis Pin 10 gesetzt

Schritt 6: Verbindungen für die Arduino-Entwicklung

Beachten Sie, dass die Pins auf einem ATmega168 offensichtlich nicht den Arduino-Namen zugeordnet sind.

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

Schritt 7: Einige Teilequellen

Beachten Sie, dass ich nicht die spezifischen Kondensatoren und Header verwendet habe, die unten in dieser Anleitung aufgeführt sind, so dass ihr Aussehen leicht von den Anweisungen hier abweichen kann. Wenn Sie irgendwelche Probleme haben, lassen Sie es mich bitte wissen.- FT232RL USB-Kabel- Mouser:.1 "Abstand Header, 36 Pin, gerade - 8 Pins für Kabeladapter abbrechen & Rest für andere Projekte verwenden- Mouser:.1" Abstand Stiftleisten, 36 Pin, rechtwinklig -- 8 Pins für Kabeladapter abbrechen - Platine für Kabeladapter - Mouser: 10K Widerstände - Mouser:.1uF Kondensatoren - Breadboards Pololu oder Ada Fruit - ATmega168 Chips Mouser: unprogrammiert oder Ada Fruit: vorprogrammiert - Mouser: 16-MHz-Oszillatoren