Arduino Breadboard-Прототипирование является важной частью процессов проектирования и разработки. Оно необходимо перед переходом к более продвинутым этапам проектов печатных плат. Поэтому, если вы занимаетесь разработкой цифровой электроники, макетная плата Arduino — это то, что вам нужно.
До появления Arduino новичкам было сложно освоить микроконтроллеры. Им приходилось использовать дорогие наборы, которые требовали кодирования на языке ассемблера, что было сложно.
Однако Arduino изменила игру, предоставив доступную, простую в использовании платформу с кодированием на языках программирования высокого уровня, таких как C++.
Мы рассмотрим макетную плату Arduino и шаги, необходимые для изготовления таких плат.
Что такое Arduino?
Arduino — это программная и аппаратная платформа для цифровой электроники с открытым исходным кодом, проект и сообщество пользователей. Платформа разрабатывает и создает простые в использовании одноплатные микроконтроллеры и комплекты к ним для разработки цифровой электроники.
Печатная плата Arduino
Arduino Breadboard-Что такое макетная плата?
С другой стороны, макетная плата — это прямоугольная пластиковая консоль с квадратными перфорированными отверстиями и выгравированными символами и линиями. Она служит основой для сборки нескольких электронных компонентов и микроконтроллеров типа Arduino в целях создания прототипов.
Беспаечная конструкция макетной платы является основным отличием ее от печатных плат.
Беспаечная макетная плата
Обычно макетные платы поставляются с перемычками, блоками питания и электронными компонентами, такими как транзисторы, резисторы и конденсаторы.
Некоторые технические характеристики Arduino
Рабочее напряжение: 7-12 В (разъем постоянного тока), 5 В (USB).
Цифровые входы/выходы: 14 (6 для операций ШИМ)
Аналоговые входы: 6
Флэш-память для хранения программ: 32 КБ
ОПЕРАТИВНАЯ ПАМЯТЬ: 2 КБ
EEPROM: 1KB
Тактовая частота: 16 МГц
Выходной ток контактов ввода/вывода постоянного тока: 20 мА
Сборка Arduino на макетной плате
При создании Arduino на макетной плате микроконтроллер, такой как ATmega328P, образует базовый комплект схемы Arduino. Но другие детали не менее важны и составляют остальную часть схемы. Технические характеристики микроконтроллера Arduino ATmega328P таковы:
Чип ATmega328P
Источник: Wikimedia Commons
По сравнению со стандартным микроконтроллером ATmega328p, вариант с макетной платой Arduino лучше, потому что он несет в себе загрузчик Arduino. Этот загрузчик позволяет программировать Arduino IDE. Кроме того, макетная плата Arduino даст вам такие преимущества:
Более глубокое понимание того, как работает аппаратное обеспечение Arduino
Легкое масштабирование
Низкое энергопотребление
Arduino Breadboard-Необходимые компоненты
Для создания полного проекта вам понадобятся следующие компоненты:
Подключите эти компоненты, как показано на изображении ниже.
Макетная плата Arduino ATmega328p с модулем преобразователя USB в последовательный порт.
Источник: Wikimedia Commons
Чтобы помочь вам с подключением, вам нужно знать, для чего предназначен каждый вывод микроконтроллера. Вот схема распиновки микросхемы.
Схема распиновки ATmega328p и платы Arduino
Источник: Wikimedia Commons
Arduino Breadboard-Подключение внешнего источника питания
Начните с подключения проводов к источнику питания макетной платы. Этот процесс включает в себя установку проводов питания и заземления там, где будет располагаться регулятор напряжения. Обратите внимание на нумерацию выводов, чтобы избежать неправильного подключения компонентов.
Затем добавьте провода заземления и питания в нижней части платы, чтобы соединить каждую шину. Затем прикрепите регулятор напряжения и шины питания к плате.
Максимальное напряжение, которое вы можете подать на вывод VCC, составляет 6 В, и вам следует избегать превышения этого значения. Используйте напряжение в пределах 3,3-5,5 В.
В большинстве случаев достаточный источник питания 9-12VDC (батарея). Однако это работа регулятора напряжения. Следовательно, входная мощность должна быть 7-16 В, чтобы получить около 5 В от регулятора.
Добавьте конденсатор 10 UF между регуляторами In & Ground. Кроме того, установите аналогичный конденсатор на правой рельсе между полом и мощностью.
Затем вставьте светодиодный свет и резистор 220-ом в левую сторону платы, прямо через регулятор напряжения.
После того, как вы сортируете источник питания, пришло время загрузить микроконтроллер, а затем модуль USB в серийный преобразователь.
Arduino Breadboard-Подключение микроконтроллера
Во -первых, подключите чип в макет, как показано на изображении выше. Затем подключите резистор 10K подтягивания к +5V с сброса, чтобы предотвратить сброс чипа при регулярной работе. Если заземлять до 0 В, сброс перезагружает микроконтроллер.
Затем прикрепите часы 16 МГц к булавкам 9 и 10. Подключите два 22 конденсатора PF к каждому из этих булавок и земли.
Чип Atmega328p, прикрепленный к макете
Источник: Wikimedia Commons
После этого подключите небольшой тактильный переключатель между сбросом и заземляющими штифтами, чтобы действовать как кнопка сброса. С этим компонентом, переверните переключатель, если вы хотите перезагрузить чип, чтобы загрузить новую программу.
Важно отметить, что некоторые чипы приходят предварительно запрограммированы с помощью программы Blink LED. Обычно программное обеспечение Arduino содержит программу прямо от производителя.
Убедитесь, что эти булавки соединяются следующим образом:
PIN 7 — Цифровое напряжение питания (VCC)
PIN 8 — GND
Вывод 20 — AVCC — Напряжение питания преобразователя ADC. Вы должны подключить это к входной мощности, если не использовать АЦП. При использовании ADC подключите контакт к питанию с помощью фильтра с низким проходом.
PIN 21 — AREF — аналоговый контрольный вывод для ADC
PIN 22 — GND
Светодиод платы должен моргнуть после настройки всего и подключения батареи. Цель светодиодного света — проверить, получает ли плата нужную сумму питания или является коротким.
Вы можете остановиться здесь, но настоящее веселье приходит, когда вы запрограммируете arduino kergard. Чтобы пропустить его, используя ваш код, вам необходимо подключить USB к модулю серийного преобразователя к макете.
Поскольку вы будете набирать код на Arduino IDE на вашем компьютере, модуль USB -серийного преобразователя предоставляет USB -порт. Было бы помочь, если бы у вас был порт для подключения компьютера к чипу макета через USB -кабель.
Arduino Breadboard-Соединение модуля USB к серийному преобразователю
Вам нужно только сделать эти пять соединений:
RX до TX
TX до RX
VCC в VCC
GND к GND
DTR/RTS до RST через конденсатор 10UF
Оттуда вы можете проявить творческий подход к Arduino IDE. Затем попробуйте запустить различные кусочки кода на чипе, такие как переход в спящий режим в течение определенного времени.
Образец светодиодного мигального кода на Arduino IDE
Источник: Wikimedia Commons
Резюме
Как вы можете видеть, ардуно хлебные щиты предоставляют простую в использовании и доступную платформу для тестирования и разработки, что делает ее идеальным для дизайнеров цифровой электроники для начинающих. Если у вас есть какие -либо вопросы, нажмите нас для дальнейшего разъяснения.
