Nie wydawaj pieniędzy na Arduino - zbuduj własne za znacznie mniej

Kocham moje Arduinos. W dowolnym momencie mam sporo projektów w ruchu - prototypowanie jest z nimi takie proste. Ale czasami chcę utrzymać funkcjonalność projektu bez kupowania kolejnego Arduino. Wydawanie 30 USD za każdym razem na dość prosty mikrokontroler, niż potrzebuję tylko niektórych funkcji, jest po prostu głupie. W tym momencie zbudowanie klonu Arduino staje się realną opcją.

The Truth: Nie można zbudować pełnego klonu Arduino za tańsze

Sam Arduino składa się z prostej elektroniki, ale to za pakiet i układ naprawdę płacisz. W tym artykule opiszę, jak replikować niektóre funkcje o wiele taniej - w przypadku “zezwalające” twoje projekty Arduino - ale niemożliwe jest zbudowanie pełnego klonu Arduino dla majsterkowiczów bez masowej siły nabywczej i zaplecza produkcyjnego.

Piękno budowania własnych polega na tym, że możesz wykluczyć części, których nie potrzebujesz, aby obniżyć koszty i uniknąć pakietu Arduino ze wszystkimi nieużywanymi nagłówkami i zmarnowaną przestrzenią - jeśli naprawdę potrzebujesz kształtu Arduino i nagłówków do użytku z innymi osłonami , a następnie zbudowanie własnego nie pozwoli ci zaoszczędzić żadnych pieniędzy.

W moim przypadku chciałem na stałe wyświetlić kostkę LED, którą zrobiłem Jak zrobić pulsującą kostkę LED Arduino, która wygląda jak z przyszłości Jak zrobić pulsującą kostkę LED Arduino, która wygląda jak z przyszłości Jeśli masz zajęty niektórymi początkującymi projektami Arduino, ale szukają czegoś trwałego i na zupełnie innym poziomie niesamowitości, to skromna kostka LED 4 x 4 x 4 jest… gdzieś, z zewnętrznym zasilaczem, a nie dodatkowymi kosztami użytkowania pełna tablica Arduino; w końcu na protoboardzie było miejsce, więc wolałbym wszystko tam umieścić. Oto moje gotowe DIY Arduino w etapie breadboard, wraz z kostką LED i rzeczywistym Arduino używanym do programowania. Następnym krokiem jest umieszczenie wszystkich bitów na protoboardzie, ale dzisiaj nie wchodzi to w zakres tego artykułu.

W każdym razie kontynuacja projektu. Podzieliłem go według sekcji z listami poszczególnych składników, ale łatwiej jest po prostu kupić pakiet(Oomlout.co.uk, 7,50 £).

Regulator i wskaźnik LED zasilania

• 100 kondensatorów uF (2) - uważaj na srebrną linię skierowaną w stronę ujemną
• Regulator napięcia 7805 5V (1)
• Czerwona dioda LED i rezystor 560 Ω

Celem tego rozdziału jest wzięcie zasilacza 7-12 V (zwykle wtyczka 9 V DC) i regulacja do 5 Vpotrzebny chipowi mikrokontrolera. Czerwone i niebieskie przewody schodzące w lewo powinny być podłączone do dowolnej mocy wejściowej, której używasz, ale absolutnie nie używaj więcej niż 12 V, bo inaczej usmażysz różne rzeczy. W tym momencie połącz również górną i dolną szynę.

Jeśli korzystasz z istniejącego Arduino, aby zaprogramować układ (opisany później), możesz również podłączyć szyny zasilania bezpośrednio do + 5 V i GND.

Mikrokontroler i obwód rozrządu

• ATMega328P-PU - fabrycznie załadowany z bootloaderem Arduino.
• Kondensatory 22pf (2) (na schemacie są niebieskie, ale zakupiony przeze mnie komponent był tak naprawdę pomarańczowy - bez różnicy. Nie ma w nich dodatnich ani ujemnych).
• 16 MHZ kryształu.

Dla zwięzłości nie pokazałem regulatora mocy na poniższym schemacie, ale oczywiście powinieneś już mieć ten bit gotowy.

Ta część stanowi rdzeń Arduino - mikrokontrolera. Kryształ 16mHz zapewnia stały sygnał taktowania, który popycha każdy cykl obwodu.

Aby ułatwić sobie życie, albo kup niektóre z tych etykiet Adafruit (2,95 USD za 10):

Lub stwórz własny. Oto plik PDF, który zrobiłem, jeśli masz lepkie arkusze etykiet.

Przełącznik resetowania

Wreszcie potrzebujemy tylko przełącznika resetowania - na szczęście ten kawałek jest dość łatwy; ale pamiętaj, że w niektórych samouczkach znajdziesz pociągnij rezystor dodany. Uważam, że jest to potrzebne w przypadku ATMega168, a nie 368.

Oto gotowy schemat.

Dx i Axe są wtedy zwykłymi cyfrowymi i analogowymi pinami I / O. Jeśli zdecydujesz się nie ułatwiać sobie życia wydrukiem, bardzo uważaj, aby nie pomylić niczego, co mówi D13 lub pin 13 na Arduino, z pinem 13 ATMega328. Oni są różni - D13 to tak naprawdę pin 19 w układzie. RX to także funkcjonalnie D0, a TX to D1.

Programowanie układu

Zanim będzie można to przetestować, trzeba będzie zaprogramować układ ATMega - tutaj pojawia się komplikacja. Na płycie Arduino jedną z najdroższych części jest interfejs USB.

Oto twoje opcje:

1. Wyjmij chip z innego Arduino.

Jest to najłatwiejsza droga do szybkiego testowania; wystarczy użyć istniejącej planszy Arduino z już działającym szkicem i wyciągnąć układ z Arduino. Jeśli Twój projekt jest sfinalizowany i działa, po prostu zamień go. Możesz wrzucić kolejny nieprogramowany układ do Arduino, aby użyć go ponownie - nie ma w tym nic specjalnego.

Jedynym minusem jest to, że bardzo łatwo jest uszkodzić piny, więc zachowaj ostrożność podczas ich usuwania.

2. Użyj kabla przejściowego z istniejącego Arduino.

Przed podjęciem próby musisz również usunąć istniejący układ z Arduino; będzie to zakłócać proces. Zasadniczo zamierzamy użyć interfejsu USB Arduino. Połączyć moc i GND do standardowych pinów Arduino; Nastawić; i najważniejsza część - RX do RX (D0) i TX do TX (D1) - są to wysyłane i odbierane piny szeregowe, wtedy powinieneś móc korzystać z portu USB w swoim oryginalnym Arduino.

3. Kup kabel interfejsu szeregowego USB FTDI.

Jest to w zasadzie wymiana interfejsu zawartego we wszystkich Arduino, ale dość drogie za około 15 USD - i jest to główny powód, dla którego nie można tanio zbudować dokładnej repliki Arduino. Jeśli jednak planujesz to robić dużo, zdobycie jednego z nich, które możesz po prostu zatrzymać na końcu kabla USB, jest prawdopodobnie najłatwiejszą drogą do przejścia.

Aby uzyskać instrukcje dotyczące dodawania tego, postępuj zgodnie ze schematem dostarczonym przez Oomlout, zwracając uwagę tylko na zacieniony obszar interfejsu programowania USB. Użyj 6-pinowego złącza do podłączenia rzeczywistego interfejsu.

Zauważ, że wszystkie te metody zakładają, że masz Arduino program rozruchowy już spalony na chipie; na przykład, jeśli kupisz jako pakiet komponentów, będą one gotowe do wymiany. Jeśli kupujesz układy samodzielnie lub nie specjalnie w celu Arduino, musisz najpierw użyć czegoś innego, aby spalić bootloader. Jest tu dobry tutorial na temat nakładania istniejącego Arduino i aplikacji o nazwie OptiLoader do tego celu. Różnica wynosi około 2 USD.

Zanim kupisz kolejne Arduino do następnego projektu, zadaj sobie następujące pytanie: czy potrzebujesz połączenia USB, i czy musisz podłączyć tarcze Arduino? Jeśli odpowiedź na oba te pytania brzmi „tak”, to idź dalej i kup kolejne Arduino - zbudowanie własnego nie będzie tańsze. W przeciwnym razie zbuduj sam! I nie zapomnij zapoznać się z resztą naszych samouczków i artykułów dotyczących Arduino.