Bauen Sie Ihr eigenes Arduino - Gunook

2025 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2025-01-13 06:56

Das Einrichten eines Arduino auf einem Steckbrett ist zu einem Prozess geworden, den ich lieben gelernt habe.

Innerhalb weniger Minuten können Sie eine voll funktionsfähige Arduino-Plattform haben, mit der Sie arbeiten können, wie Sie in diesem Tutorial sehen werden. Es gab mehrere Gelegenheiten, als ich in der Schule war und schnell eine davon zusammengestellt habe, um einige Ideen für ein Projekt zu testen. Außerdem sieht es einfach so ordentlich aus, wenn alle Komponenten über dem Steckbrett angeordnet sind. Einige meiner Arduino-Projekte Was ist ein Arduino?

Arduino ist eine Open-Source-Elektronik-Prototyping-Plattform, die auf flexibler, benutzerfreundlicher Hardware und Software basiert. Es richtet sich an Künstler, Designer, Bastler und alle, die daran interessiert sind, interaktive Objekte oder Umgebungen zu erstellen.

Arduino kann die Umgebung erfassen, indem es Eingaben von einer Vielzahl von Sensoren empfängt, und kann seine Umgebung durch die Steuerung von Lichtern, Motoren und anderen Aktoren beeinflussen. Der Mikrocontroller auf der Platine wird mit der Programmiersprache Arduino (basierend auf Wiring) und der Arduino-Entwicklungsumgebung (basierend auf Processing) programmiert. Arduino-Projekte können eigenständig sein oder mit Software kommunizieren, die auf einem Computer ausgeführt wird (z. B. Flash, Processing, MaxMSP).[1] www.arduino.cc

Schritt 1: Komponenten

Mit ein paar preiswerten Teilen und einem lötfreien Steckbrett können Sie schnell und einfach Ihren eigenen Arduino bauen. Dieses Konzept funktioniert hervorragend, wenn Sie eine neue Designidee prototypisieren möchten oder Ihr Design nicht jedes Mal auseinanderreißen möchten, wenn Sie Ihr Arduino benötigen. Das folgende Beispiel zeigt, wie Sie die Komponenten auf Ihrem Steckbrett anschließen. Wir werden in diesem Projekt weiter ins Detail gehen. Abbildung 1-1: Breadboard Arduino mit USB-Programmierfähigkeit. Bevor wir beginnen, vergewissern Sie sich, dass alle erforderlichen Elemente im Listenfeld der Komponenten enthalten sind. Wenn Sie Teile kaufen müssen, können Sie dies von meiner Website unter www. ArduinoFun.com tun oder siehe unten für andere Online-Shops* Siehe Hinweis zum TTL-232R-Kabel in den Programmieroptionen vor dem Kauf. 10% RABATT auf die gesamte Bestellung bei ArduinoFun.com, verwenden Sie den Gutscheincode: INSTRUCTABLES beim Auschecken. Sie können Komponenten auf www. ArduinoFun.com oder www. SparkFun.com oder www. CuriousInventor.com oder www. FunGizmos.com oder www. Adafruit.com kaufen, um nur einige Orte zu nennen. Original-Tutorial von:

Schritt 2: Einrichten der Stromversorgung

Als erstes müssen Sie die Stromversorgung einrichten. Mit Ihrem Steckbrett und Ihren Komponenten vor Ihnen… fangen wir an! Mit diesem Schritt stellen Sie das Steckbrett Arduino mit einem 7805-Spannungsregler auf konstante + 5 Volt Leistung ein. Abbildung 1-2: Power-Setup mit LED-Anzeige. Damit der Spannungsregler funktioniert, müssen Sie mehr als 5 V Strom bereitstellen. Eine typische 9-V-Batterie mit einem Schnappanschluss würde dafür gut funktionieren. Strom wird in das Steckbrett kommen, wo Sie die roten und schwarzen + und – Quadrate sehen. Fügen Sie dann einen der 10uF-Kondensatoren hinzu. Der längere Schenkel ist die Anode (positiv) und der kürzere Schenkel ist die Kathode (negativ). Die meisten Kondensatoren sind auch mit einem Streifen auf der negativen Seite gekennzeichnet. Über den leeren Platz auf dem Steckbrett (dem Kanal) müssen Sie zwei Anschlussdrähte für Plus (rot) und Masse (schwarz) legen, um die Leistung von einer Seite des Steckbretts zur anderen zu springen. Fügen Sie nun den Spannungsregler 7805 hinzu. Der 7805 hat drei Beine. Wenn Sie es von vorne betrachten, ist das linke Bein für Spannung in (Vin), das mittlere Bein für Masse (GND) und das dritte Bein für Spannung out (Vout). Stellen Sie sicher, dass das linke Bein mit Ihrer positiven Kraft ausgerichtet ist und der zweite Stift auf Masse liegt. Wenn Sie aus dem Spannungsregler kommen und zur Stromschiene an der Seite des Steckbretts gehen, müssen Sie ein GND-Kabel an die Masseschiene und dann an das Vout-Kabel (3.) anschließen^rd Bein des Spannungsreglers) an die positive Schiene. Fügen Sie den zweiten 10uF-Kondensator zur Stromschiene hinzu. Achten Sie auf die positiven und negativen Seiten. Es ist eine gute Idee, eine LED-Statusanzeige hinzuzufügen, die zur Fehlerbehebung verwendet werden kann. Dazu müssen Sie die rechte Stromschiene mit der linken Stromschiene verbinden. Fügen Sie an der Unterseite Ihres Steckbretts positive zu positiven und negativen zu negativen Drähten hinzu. Abbildung 1-3: Linke und rechte Stromschienenanschlüsse. Die Stromversorgung über die linke und rechte Stromschiene trägt auch dazu bei, dass Ihr Steckbrett bei der Stromversorgung der verschiedenen Komponenten organisiert bleibt. Abbildung 1-4: Schließen Sie für die LED-Statusanzeige einen 220&-Widerstand (Farben: rot, rot, braun) von der Stromversorgung an die Anode der LED (positive Seite, längeres Bein) und dann ein GND-Kabel an die Kathodenseite an. Herzlichen Glückwunsch, jetzt ist Ihr Steckbrett für +5V-Strom eingerichtet. Sie können mit dem nächsten Schritt im Schaltungsdesign fortfahren.

Schritt 3: Arduino-Pin-Zuordnung

Jetzt wollen wir den ATmega168- oder 328-Chip vorbereiten. Bevor wir beginnen, schauen wir uns an, was jeder Pin auf dem Chip in Bezug auf die Arduino-Funktionen macht. HINWEIS: Der ATmega328 läuft ziemlich gleich schnell, mit gleicher Pinbelegung, verfügt aber über mehr als den doppelten Flash-Speicher (30k vs 14k) und den doppelten EEPROM (1Kb vs 512b). Abbildung 1-5: Arduino Pin-Mapping Der ATmega168-Chip wird von Atmel erstellt. Wenn Sie das Datenblatt nachschlagen, werden Sie nicht feststellen, dass die obigen Referenzen identisch sind. Dies liegt daran, dass das Arduino seine eigenen Funktionen für diese Pins hat und ich sie nur in dieser Abbildung bereitgestellt habe. Wenn Sie vergleichen möchten oder die aktuellen Referenzen des Chips kennen möchten, können Sie sich das Datenblatt unter www.atmel.com herunterladen. Nachdem Sie nun das Layout der Pins kennen, können wir mit dem Anschließen der restlichen Komponenten beginnen.

Schritt 4: Komponentenanschluss

Zu Beginn bauen wir die unterstützende Schaltung für eine Seite des Chips und gehen dann zur anderen Seite über. Pin eins auf den meisten Chips hat eine Kennungsmarkierung. Wenn Sie sich den ATmega168 oder 328 ansehen, werden Sie oben eine U-förmige Kerbe sowie einen kleinen Punkt bemerken. Der kleine Punkt zeigt an, dass es sich um Pin 1 handelt. AVCC - Versorgungsspannung für den ADC-Wandler. Muss an die Stromversorgung angeschlossen werden, wenn der ADC nicht verwendet wird, und über einen Tiefpassfilter, wenn dies der Fall ist (ein Tiefpassfilter ist eine Schaltung, die Rauschen aus der Stromquelle entfernt), wir verwenden keinen) Dann fügen Sie einen Überbrückungsdraht vom positiven Bus zu Pin 21 (analoger Referenzstift für ADC) hinzu. Auf dem Arduino ist Pin 13 der LED-Pin. Beachten Sie, dass auf dem tatsächlichen Chip der Pin die Nummer 19 ist. Beim Hochladen Ihres Sketch-Codes und für alle Projekte werden Sie dies immer noch als Pin 13 bezeichnen. Um die LED anzuschließen, fügen Sie einen 220 & -Widerstand von GND zur Kathode der LED hinzu Pin 19. Jetzt können wir auf die andere Seite des Chips gehen, Sie sind fast fertig! die Pin 1-Kennung, platzieren Sie den kleinen Taktschalter. Dieser Schalter wird zum Zurücksetzen des Arduino verwendet. Kurz bevor Sie eine neue Skizze auf den Chip hochladen, möchten Sie diese einmal drücken. Fügen Sie nun einen kleinen Überbrückungsdraht von Pin 1 zum unteren Bein des Schalters hinzu und fügen Sie dann den 10K-Widerstand von der Stromversorgung zur Pin-1-Reihe auf dem Steckbrett hinzu. Fügen Sie schließlich ein GND-Überbrückungskabel zum oberen Bein des Schalters hinzu. Fügen Sie Strom- und GND-Jumper zu Pin 7 (VCC) und Pin 8 (GND) hinzu. Fügen Sie den 16-MHz-Taktquarz an Pin 9 und 10 und dann die beiden 0,22 pF-Kondensatoren von den Pins 9 und 10 an GND hinzu. (Siehe Hinweis unten für alternative Methode). Ihr grundlegendes Steckbrett-Arduino ist jetzt fertig. Sie könnten hier aufhören, wenn Sie wollten, und einen bereits programmierten Chip von Ihrem Arduino-Board auf das Steckbrett tauschen, aber da Sie so weit gekommen sind, können Sie auch einige Programmierpins hinzufügen. Auf diese Weise können Sie den Chip vom Steckbrett aus programmieren. HINWEIS: Anstelle des 16-MHz-Taktquarzes können Sie einen 16-MHz-Keramikresonator mit eingebauten Kondensatoren im SIP-Gehäuse mit drei Anschlüssen verwenden. Sie müssen Ihr Steckbrett etwas anders anordnen, der Resonator hat drei Beine. Das mittlere Bein geht auf Masse und die anderen beiden Beine gehen auf die Pins 9 und 10 auf dem ATmega168-Chip. Suchen Sie unter Bezugnahme auf Abbildung 1-7 eine Stelle, an der Sie 6 Spalten auf dem Steckbrett haben, die mit nichts anderem in Kontakt stehen. Platzieren Sie hier eine Reihe von sechs Stiftleisten. Wenn das Steckbrett zu Ihnen zeigt, sind die Anschlüsse wie folgt: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, ich nenne diese Pins auch 1, 2, 3, 4, 5, 6. Fügen Sie von Ihrer Strombusschiene die hinzu GND-Kabel an Pin 1 und ein Kabel von der Stromversorgung für Pin 3. NC bedeutet nicht verbunden, aber Sie können diese an GND anschließen, wenn Sie möchten. Von Pin 2 auf dem ATmega168-Chip, dem Arduino RX-Pin, verbinden Sie ein Kabel mit Pin 4 (TX) Ihrer Programmier-Header. Auf dem ATmega168-Chip wird Pin 3 Arduino TX mit Pin 5 (RX) an Ihren Header-Pins verbunden. Die Kommunikation sieht so aus: ATmega168 RX zu Header Pin TX und ATmega168 TX zu Header Pin RX. Jetzt können Sie Ihr Steckbrett Arduino programmieren.

Schritt 5: Programmieroptionen

Die erste Option ist der Kauf eines TTL-232R 3.3V USB – TTL Level Serial Cable. Diese können unter www.adafruit.com oder www.ftdichip.com gekauft werden. Die anderen beiden Optionen, die ich bevorzuge, sind, eines von zwei Breakout-Boards von www. SparkFun.com zu kaufen. Sie sind:

• FT232RL USB zu Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Diese Option nimmt mehr Platz auf Ihrem Steckbrett ein)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (Diese Option und die Verwendung von rechtwinkligen Stiftleisten funktioniert am besten von allen dreien, da sie besser auf dem Steckbrett befestigt ist)

Überprüfen Sie Ihre Verbindungen, stellen Sie sicher, dass Ihre 9-V-Batterie nicht angeschlossen ist, und schließen Sie Ihre Programmieroption an. Öffnen Sie die Arduino-IDE und laden Sie in den Beispiel-Skizzendateien unter Digital die Blink-Skizze. Wählen Sie unter der Dateioption Serial Port den COM-Port aus, den Sie mit Ihrem USB-Kabel verwenden. d.h. COM1, COM9 usw. Wählen Sie unter der Dateioption Tools/Board entweder:

• Arduino Duemilanove mit ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove oder Nano mit ATmega128

(je nachdem, welchen Chip Sie mit Ihrem Steckbrett Arduino verwenden) Drücken Sie nun das Upload-Symbol und drücken Sie dann die Reset-Taste auf Ihrem Steckbrett. Wenn Sie eines der SparkFun-Breakout-Boards verwenden, werden die RX- und TX-Leuchten blinken. Dadurch wissen Sie, dass die Daten gesendet werden. Manchmal müssen Sie nach dem Drücken der Upload-Taste einige Sekunden warten, bevor Sie den Reset-Schalter drücken. Wenn Sie Probleme haben, experimentieren Sie einfach ein wenig damit, wie schnell Sie zwischen den beiden wechseln. Wenn diese Skizze richtig hochgeladen wird, blinkt die LED an Pin 13 eine Sekunde lang an, eine Sekunde lang aus, eine Sekunde lang an … bis Sie entweder eine neue Skizze hochladen oder die Stromversorgung ausschalten. Nachdem Sie den Code hochgeladen haben, können Sie die Programmierplatine trennen und Ihre 9V-Batterie zur Stromversorgung verwenden. Fehlerbehebung

• Kein Strom – Stellen Sie sicher, dass die Stromquelle über 5 V liegt.
• Strom, aber nichts funktioniert – überprüfen Sie alle Ihre Anschlusspunkte.
• Fehler beim Hochladen – Besuchen Sie www.arduino.cc und suchen Sie nach der jeweiligen Fehlermeldung, die Sie erhalten. Schauen Sie auch in den Foren nach, da gibt es dort viele tolle Hilfestellungen.

Schritt 6: PCB-Dateien

Wenn jemand daran interessiert ist, seine eigene Leiterplatte (Leiterplatte) zu ätzen, habe ich die Leiterplattendateien der Komponenten- und Lötseite beigefügt. Ich habe eine ZIP-Datei hinzugefügt, die 300 dpi JPG-Dateien der Komponentenseite und der Lötseite enthält. Wenn Sie Fragen haben, fühlen Sie sich Senden Sie mir eine E-Mail und ich werde Ihnen so gut wie möglich helfen. Beachten Sie nur, dass ich den ganzen Tag über Unterricht habe, daher kann es manchmal einen Tag dauern, bis meine Antworten beantwortet werden.