สร้าง Arduino ของคุณเอง: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:09

การตั้งค่า Arduino บนเขียงหั่นขนมกลายเป็นกระบวนการที่ฉันหลงรัก

ภายในไม่กี่นาที คุณสามารถมีแพลตฟอร์ม Arduino ที่ทำงานได้อย่างสมบูรณ์ตามที่คุณจะเห็นในบทช่วยสอนนี้ มีหลายครั้งที่ฉันอยู่ที่โรงเรียนและรวบรวมหนึ่งในนั้นอย่างรวดเร็วเพื่อทดสอบแนวคิดสำหรับโครงการ นอกจากนี้ มันยังดูเรียบร้อยมากด้วยส่วนประกอบทั้งหมดที่วางอยู่บนเขียงหั่นขนม โครงการ Arduino ของฉัน Arduino คืออะไร?

Arduino เป็นแพลตฟอร์มสร้างต้นแบบอิเล็กทรอนิกส์แบบโอเพนซอร์ซโดยใช้ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ยืดหยุ่นและใช้งานง่าย มีไว้สำหรับศิลปิน นักออกแบบ นักเล่นอดิเรก และทุกคนที่สนใจในการสร้างวัตถุหรือสภาพแวดล้อมแบบอินเทอร์แอกทีฟ

Arduino สามารถรับรู้สภาพแวดล้อมโดยรับอินพุตจากเซ็นเซอร์ต่างๆ และสามารถส่งผลกระทบต่อสภาพแวดล้อมโดยการควบคุมไฟ มอเตอร์ และแอคทูเอเตอร์อื่นๆ ไมโครคอนโทรลเลอร์บนบอร์ดได้รับการตั้งโปรแกรมโดยใช้ภาษาการเขียนโปรแกรม Arduino (ตาม Wiring) และสภาพแวดล้อมการพัฒนา Arduino (ขึ้นอยู่กับการประมวลผล) โครงการ Arduino สามารถเป็นแบบสแตนด์อะโลนหรือสามารถสื่อสารกับซอฟต์แวร์ที่ทำงานบนคอมพิวเตอร์ (เช่น Flash, Processing, MaxMSP)[1] www.arduino.cc

ขั้นตอนที่ 1: ส่วนประกอบ

ด้วยชิ้นส่วนราคาไม่แพงและเขียงหั่นขนมแบบไม่มีบัดกรี คุณสามารถสร้าง Arduino ของคุณเองได้อย่างรวดเร็วและง่ายดาย แนวคิดนี้ใช้งานได้ดีเมื่อคุณต้องการสร้างต้นแบบแนวคิดการออกแบบใหม่ หรือคุณไม่ต้องการฉีกการออกแบบของคุณในแต่ละครั้งที่คุณต้องการ Arduino ตัวอย่างด้านล่างแสดงวิธีเชื่อมต่อส่วนประกอบต่างๆ บนเขียงหั่นขนมของคุณ เราจะเข้าไปดูรายละเอียดเพิ่มเติมตลอดทั้งโครงการนี้ รูปที่ 1-1: Breadboard Arduino พร้อมความสามารถในการเขียนโปรแกรม USB ก่อนที่เราจะเริ่มต้น ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณมีรายการที่จำเป็นทั้งหมดในกล่องรายการส่วนประกอบ หากคุณต้องการซื้อชิ้นส่วน คุณสามารถทำได้จากเว็บไซต์ของฉันที่ www. ArduinoFun.com หรือดูร้านค้าออนไลน์อื่นๆ ด้านล่าง* ดูหมายเหตุเกี่ยวกับสายเคเบิล TTL-232R ในตัวเลือกการเขียนโปรแกรมก่อนซื้อ ส่วนลด 10% สำหรับการสั่งซื้อทั้งหมดที่ ArduinoFun.com ใช้รหัสคูปอง: INSTRUCTABLES เมื่อชำระเงิน คุณสามารถซื้อส่วนประกอบได้ที่ www. ArduinoFun.com หรือ www. SparkFun.com หรือ www. CuriousInventor.com หรือ www. FunGizmos.com หรือ www. Adafruit.com เพียงเพื่อบอกชื่อสถานที่ไม่กี่แห่ง กวดวิชาดั้งเดิมโดย:

ขั้นตอนที่ 2: การตั้งค่าพลังงาน

สิ่งแรกที่คุณต้องทำคือตั้งค่าพลังงาน ด้วยเขียงหั่นขนมและส่วนประกอบต่อหน้าคุณ… มาเริ่มกันเลย! ในขั้นตอนนี้ คุณจะต้องตั้งค่า breadboard Arduino ให้มีกำลัง +5Volts คงที่โดยใช้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 รูปที่ 1-2: การตั้งค่าพลังงานพร้อมไฟ LED เพื่อให้ตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าทำงาน คุณต้องจ่ายไฟมากกว่า 5V แบตเตอรี่ 9V ทั่วไปที่มีขั้วต่อแบบ snap จะทำงานได้ดีสำหรับสิ่งนี้ พลังจะเข้ามาในเขียงหั่นขนมที่คุณเห็นสี่เหลี่ยมสีแดงและสีดำ + และ – จากนั้นเพิ่มตัวเก็บประจุ 10uF ตัวใดตัวหนึ่ง ขาที่ยาวกว่าคือขั้วบวก (ขั้วบวก) และขาที่สั้นกว่าคือขั้วลบ (ขั้วลบ) ตัวเก็บประจุส่วนใหญ่จะทำเครื่องหมายด้วยแถบด้านลบ ข้ามพื้นที่ว่างบนเขียงหั่นขนม (ช่อง) คุณจะต้องวางสายเกี่ยวสองเส้นสำหรับขั้วบวก (สีแดง) และกราวด์ (สีดำ) เพื่อกระโดดพลังงานจากด้านหนึ่งของเขียงหั่นขนมไปยังอีกด้านหนึ่ง ตอนนี้เพิ่มตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า 7805 7805 มีสามขา หากคุณมองจากด้านหน้า ขาซ้ายสำหรับแรงดันไฟฟ้าเข้า (Vin) ขากลางสำหรับกราวด์ (GND) และขาที่สามสำหรับแรงดันไฟฟ้าออก (Vout) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าขาซ้ายอยู่ในแนวเดียวกับพลังบวกของคุณและขาที่สองลงกับพื้น ออกมาจากตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าและไปที่รางไฟฟ้าที่ด้านข้างของเขียงหั่นขนม คุณต้องเพิ่มสาย GND เข้ากับรางกราวด์แล้วต่อด้วยสาย Vout (3^rd ขาของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้า) ไปยังรางบวก เพิ่มตัวเก็บประจุ 10uF ตัวที่สองเข้ากับรางจ่ายไฟ ให้ความสนใจกับด้านบวกและด้านลบ เป็นความคิดที่ดีที่จะรวมตัวบ่งชี้สถานะ LED ซึ่งสามารถใช้สำหรับการแก้ไขปัญหา ในการดำเนินการนี้ คุณต้องเชื่อมต่อรางไฟฟ้าด้านขวากับรางไฟด้านซ้าย เพิ่มสายบวกเป็นบวกและลบไปยังสายลบที่ด้านล่างของเขียงหั่นขนมของคุณ รูปที่ 1-3: การเชื่อมต่อรางไฟฟ้าด้านซ้ายและขวา การมีไฟบนรางไฟฟ้าด้านซ้ายและขวาจะช่วยให้เขียงหั่นขนมของคุณมีระเบียบเมื่อจ่ายไฟให้กับส่วนประกอบต่างๆ รูปที่ 1-4: สำหรับไฟแสดงสถานะ LED ให้ต่อตัวต้านทาน 220& (สีเป็น: แดง แดง น้ำตาล) จากกำลังไฟไปยังขั้วบวกของ LED (ด้านบวก ขายาวกว่า) แล้วต่อสาย GND เข้ากับด้านแคโทด ขอแสดงความยินดี ตอนนี้เขียงหั่นขนมของคุณได้รับการตั้งค่าสำหรับกำลังไฟ +5V แล้ว คุณสามารถก้าวไปสู่ขั้นตอนต่อไปในการออกแบบวงจร

ขั้นตอนที่ 3: การแมปพิน Arduino

ตอนนี้เราต้องการเตรียมชิป ATmega168 หรือ 328 ก่อนที่เราจะเริ่มต้น เรามาดูกันว่าแต่ละพินบนชิปทำอะไรที่สัมพันธ์กับฟังก์ชัน Arduino หมายเหตุ: ATmega328 ทำงานที่ความเร็วค่อนข้างเท่ากัน โดยมีพินเอาต์เหมือนกัน แต่มีหน่วยความจำแฟลชมากกว่าสองเท่า (30k เทียบกับ 14k) และ EEPROM สองเท่า (1Kb เทียบกับ 512b) ภาพที่ 1-5: การแมปพิน Arduino ชิป ATmega168 สร้างขึ้นโดย Atmel หากคุณค้นหาแผ่นข้อมูลคุณจะไม่พบว่าข้อมูลอ้างอิงข้างต้นเหมือนกัน นี่เป็นเพราะว่า Arduino มีฟังก์ชันของตัวเองสำหรับพินเหล่านี้ และฉันได้ให้ไว้เฉพาะในภาพประกอบนี้เท่านั้น หากคุณต้องการเปรียบเทียบหรือต้องการทราบข้อมูลอ้างอิงที่แท้จริงของชิป คุณสามารถดาวน์โหลดสำเนาของเอกสารข้อมูลได้ที่ www.atmel.com เมื่อคุณทราบเลย์เอาต์ของพินแล้ว เราสามารถเริ่มเชื่อมต่อส่วนประกอบที่เหลือได้

ขั้นตอนที่ 4: เชื่อมต่อส่วนประกอบ

ในการเริ่มต้น เราจะสร้างวงจรรองรับสำหรับด้านหนึ่งของชิปแล้วย้ายไปอีกด้านหนึ่ง ปักหมุดที่ชิปส่วนใหญ่มีเครื่องหมายระบุ เมื่อมองไปที่ ATmega168 หรือ 328 คุณจะสังเกตเห็นรอยบากรูปตัวยูที่ด้านบนและจุดเล็กๆ จุดเล็ก ๆ แสดงว่านี่คือพิน 1 รูปที่ 1-6: รองรับพินวงจร 15-28 จากบัสพลังงาน GND เพิ่มสายจัมเปอร์ไปที่พิน 22 จากนั้นเพิ่มสายจัมเปอร์ไปที่พิน 20 จากบัสพลังงานบวก (AVCC - จ่ายแรงดันไฟฟ้าสำหรับตัวแปลง ADC จำเป็นต้องเชื่อมต่อกับพลังงานถ้าไม่ได้ใช้ ADC และจ่ายไฟผ่านตัวกรองความถี่ต่ำ (ถ้ามี) (ตัวกรองความถี่ต่ำคือวงจรที่ขจัดเสียงรบกวนจากแหล่งพลังงาน เราไม่ได้ใช้) จากนั้นเพิ่มสายจัมเปอร์จากบัสบวกไปที่พิน 21 (พินอ้างอิงอะนาล็อกสำหรับ ADC) บน Arduino พิน 13 คือพิน LED โปรดทราบว่าบนชิปจริงพินคือหมายเลข 19 เมื่ออัปโหลดโค้ดสเก็ตช์ของคุณและสำหรับโปรเจ็กต์ทั้งหมด คุณจะยังคงอ้างอิงสิ่งนี้เป็นพิน 13 หากต้องการต่อไฟ LED ให้เพิ่มตัวต้านทาน 220& จาก GND ไปที่แคโทดของ LED จากนั้นเพิ่มสายจัมเปอร์จากแอโนดของ LED ไปที่ พิน 19. ทีนี้ก็ย้ายไปอีกด้านของชิปได้แล้ว เกือบเสร็จแล้ว รูปที่ 1-7: รองรับพินวงจร 1-14 เหนือชิป ATmega168 ใกล้ๆ ตัวระบุพิน 1 วางสวิตช์ชั้นเชิงขนาดเล็ก สวิตช์นี้ใช้สำหรับรีเซ็ต Arduino ก่อนที่คุณจะอัปโหลดสเก็ตช์ใหม่ไปยังชิป คุณจะต้องกดปุ่มนี้สักครั้ง ตอนนี้เพิ่มสายจัมเปอร์ขนาดเล็กจากพิน 1 ไปที่ขาด้านล่างของสวิตช์แล้วเพิ่มตัวต้านทาน 10K จากพลังงานไปที่พิน 1 แถวบนเขียงหั่นขนม สุดท้ายเพิ่มสายจัมเปอร์ GND ที่ขาด้านบนของสวิตช์ เพิ่มกำลังและจัมเปอร์ GND ให้กับพิน 7 (VCC) และพิน 8 (GND) เพิ่มคริสตัลนาฬิกา 16MHz ที่พิน 9 และ 10 จากนั้นตัวเก็บประจุ.22pF สองตัวจากพิน 9 และ 10 ถึง GND (ดูหมายเหตุด้านล่างสำหรับวิธีอื่น) Arduino breadboard พื้นฐานของคุณเสร็จสมบูรณ์แล้ว คุณสามารถหยุดตรงนี้ได้หากต้องการและสลับชิปที่โปรแกรมไว้แล้วจากบอร์ด Arduino ของคุณไปที่เขียงหั่นขนม แต่เนื่องจากคุณมาไกลถึงขนาดนี้ คุณอาจปิดท้ายด้วยการเพิ่มหมุดสำหรับตั้งโปรแกรม สิ่งนี้จะช่วยให้คุณตั้งโปรแกรมชิปจากเขียงหั่นขนม หมายเหตุ: แทนที่จะใช้คริสตัลนาฬิกา 16MHz คุณสามารถใช้เรโซเนเตอร์เซรามิก 16 MHz ที่มีตัวเก็บประจุในตัว แพ็คเกจ SIP สามขั้ว คุณจะต้องจัดเรียงเขียงหั่นขนมของคุณแตกต่างกันเล็กน้อยเรโซเนเตอร์มีสามขา ขากลางจะลงไปที่พื้น และอีกสองขาจะไปที่หมุด 9 และ 10 บนชิป ATmega168 อ้างอิงจากรูปที่ 1-7 ค้นหาจุดที่คุณมี 6 คอลัมน์บนเขียงหั่นขนมซึ่งไม่ได้ติดต่อกับสิ่งอื่นใด วางหมุดส่วนหัวชายหกแถวที่นี่ เมื่อเขียงหั่นขนมหันหน้าเข้าหาคุณ การเชื่อมต่อมีดังนี้: GND, NC, 5V, TX, RX, NC ฉันกำลังเรียกพินเหล่านี้ 1, 2, 3, 4, 5, 6 จากรางพาวเวอร์บัสของคุณ เพิ่ม สาย GND กับพิน 1 และสายไฟจากแหล่งจ่ายไฟสำหรับพิน 3 NC หมายถึงไม่ได้เชื่อมต่อ แต่คุณสามารถเชื่อมต่อกับ GND เหล่านี้ได้หากต้องการ จากพิน 2 บนชิป ATmega168 ซึ่งเป็นพิน Arduino RX คุณจะต้องต่อสายเข้ากับพิน 4 (TX) ของส่วนหัวการเขียนโปรแกรมของคุณ บนชิป ATmega168 พิน 3 Arduino TX จะเชื่อมต่อกับพิน 5 (RX) บนพินส่วนหัวของคุณ การสื่อสารมีลักษณะดังนี้: ATmega168 RX ไปยัง Header Pin TX และ ATmega168 TX ไปยัง Header Pin RX ตอนนี้คุณสามารถตั้งโปรแกรมเขียงหั่นขนม Arduino ของคุณ

ขั้นตอนที่ 5: ตัวเลือกการเขียนโปรแกรม

ตัวเลือกแรกคือซื้อสายเคเบิลอนุกรมระดับ TTL-232R 3.3V USB – TTL สามารถซื้อได้ที่ www.adafruit.com หรือ www.ftdichip.com อีกสองตัวเลือกที่ฉันชอบคือซื้อหนึ่งในสองบอร์ดฝ่าวงล้อมจาก www. SparkFun.com พวกเขาคือ:

• FT232RL USB to Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (ตัวเลือกนี้ใช้พื้นที่มากขึ้นบนเขียงหั่นขนมของคุณ)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (ตัวเลือกนี้ และการใช้ส่วนหัวของตัวผู้มุมฉากจะทำงานได้ดีที่สุดจากทั้งสามส่วน เนื่องจากมีความปลอดภัยดีกว่าบนเขียงหั่นขนม)

ตรวจสอบการเชื่อมต่อของคุณอีกครั้ง ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่ได้เชื่อมต่อแบตเตอรี่ 9V ของคุณ และเชื่อมต่อตัวเลือกการเขียนโปรแกรมของคุณ เปิด Arduino IDE และในไฟล์ภาพร่างตัวอย่าง ภายใต้ Digital ให้โหลดภาพร่าง Blink ภายใต้ตัวเลือกไฟล์ พอร์ตอนุกรม เลือกพอร์ต COM ที่คุณใช้กับสาย USB ของคุณ เช่น COM1, COM9 เป็นต้น ภายใต้ตัวเลือกไฟล์ เครื่องมือ/บอร์ด ให้เลือกอย่างใดอย่างหนึ่ง:

• Arduino Duemilanove พร้อม ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove หรือ Nano พร้อม ATmega128

(ขึ้นอยู่กับชิปที่คุณใช้กับบอร์ด Arduino ของคุณ) ตอนนี้กดไอคอนอัปโหลดแล้วกดปุ่มรีเซ็ตบนเขียงหั่นขนมของคุณ หากคุณกำลังใช้หนึ่งในกระดานฝ่าวงล้อม SparkFun คุณจะเห็นไฟ RX และ TX กะพริบ สิ่งนี้ช่วยให้คุณรู้ว่ากำลังส่งข้อมูล บางครั้งคุณต้องรอสองสามวินาทีหลังจากกดปุ่มอัปโหลดก่อนที่จะกดสวิตช์รีเซ็ต หากคุณมีปัญหา ให้ทดลองเล็กน้อยว่าคุณไปได้เร็วแค่ไหนระหว่างสองสิ่งนี้ สเก็ตช์นี้หากอัปโหลดอย่างถูกต้องจะกะพริบ LED บนพิน 13 เป็นเวลาหนึ่งวินาที ปิดเป็นเวลาหนึ่งวินาที เปิดเป็นเวลาหนึ่งวินาที… จนกว่าคุณจะอัปโหลดสเก็ตช์ใหม่หรือปิดเครื่อง เมื่อคุณอัปโหลดโค้ดแล้ว คุณสามารถยกเลิกการเชื่อมต่อบอร์ดเขียนโปรแกรมและใช้แบตเตอรี่ 9V เพื่อจ่ายไฟได้ การแก้ไขปัญหา

• ไม่มีพลังงาน – ตรวจสอบให้แน่ใจว่าแหล่งพลังงานของคุณอยู่เหนือ 5V
• พลังงานแต่ไม่ทำงาน – ตรวจสอบจุดเชื่อมต่อทั้งหมดของคุณอีกครั้ง
• ข้อผิดพลาดในการอัปโหลด – อ้างถึง www.arduino.cc และทำการค้นหาข้อความแสดงข้อผิดพลาดที่คุณได้รับ ตรวจสอบฟอรัมด้วยเนื่องจากมีความช่วยเหลือมากมาย

ขั้นตอนที่ 6: ไฟล์ PCB

หากใครสนใจที่จะแกะสลัก PCB ของตัวเอง (แผงวงจรพิมพ์) ฉันได้รวมไฟล์ pcb ด้านส่วนประกอบและบัดกรี ฉันได้เพิ่มไฟล์ zip ที่มีไฟล์-j.webp