Как сделать самому ардуино: Как сделать Arduino Uno своими руками [Амперка / Вики]

Arduino своими руками — Shrimp

На этот раз я поведаю о том, как сделать Ардуино своими руками, да еще и без паяльника. Схема этого простого Ардуино-клона называется Shrimp. Самодельный Shrimp полностью совместим с Arduino IDE, так что можно легко запускать на нем любые скетчи.

Сразу следует отметить, что для создания Shrimp с нуля потребуется рабочая плата Ардуино. Она необходима для установки загрузчика на пустой микроконтроллер. Если под рукой нет Ардуино, то можно приобрести уже прошитый микроконтроллер и сразу прыгнуть к разделу 2.

Для создания Shrimp нам потребуется:

• микроконтроллер ATMEGA328P-PU;
• резистор 10 кОм;
• конденсатор 10-100 мкФ, электролитический;
• конденсатор 22 пФ, керамический — 2 шт;
• конденсатор 100 нФ, керамический — 4 шт;
• кнопка тактовая;
• кварц 16 МГц;
• макетная плата;
• набор перемычек для макетной платы;
• USB — UART конвертер на основе FT232R, CP2102 или Ch440.

1.

Копирование загрузчика на чистый микроконтроллер

Обычно, чтобы записать программу в микроконтроллер требуется использовать отдельное устройство — программатор. Ардуино же хороша тем, что программатор ей не нужен. Вместо него, используется особая микропрограмма, называемая загрузчиком (bootloader). Этот загрузчик умеет принимать программы из вне и записывать их во флеш-память микроконтроллера.

Так вот, загрузчик записывается в микроконтроллер на заводе. И чтобы заставить наш Shrimp работать, мы должны повторить эту процедуру. Вот здесь-то нам и потребуется другая плата Ардуино, о которой упоминалось в самом начале. Процедура установки загрузчика состоит из трёх шагов.

Шаг 1. Установка на рабочую плату Ардуино специальной программы — OptiLoader

Открытая программа OptiLoader позволяет прошить загрузчик optiboot в микроконтроллер нашего Shrimp. На момент написания статьи OptiLoader поддерживал микроконтроллеры: ATmega8, ATmega168, ATmega168P, ATmega168PB, ATmega328, ATmega328P, ATmega328PB.  Качаем архив по одной из ссылок:

• из официального репозитория: https://github.com/WestfW/OptiLoader
• с нашего сайта: http://git.robotclass.ru/download/Arduino/optiLoader.zip

Распаковываем архив и открываем скетч в Arduino IDE. Загружаем скетч в рабочую плату Ардуино. Отключаем Ардуино от питания USB.

Примечание. Если скачать программу с github, то нужно будет переименовать папку «optiLoader-master» в просто «optiLoader»

Шаг 2. Подключение чистого микроконтроллера

Соединяем рабочую плату Ардуино с чистым микроконтроллером по приведенной схеме. Здесь все очень просто. Внимательно смотрим на картинку, вставляем проводки, семь раз проверяем.

Принципиальная схема

Внешний вид макета

Шаг 3. Прошивка загрузчика (bootloader)

Теперь подключим Ардуино к питанию через USB. Сразу после включения, программа начнет копирование загрузчика на чистый микроконтроллер. При это будут активно мигать светодиоды RX и TX. Как только светодиоды перестанут мигать — копирование окончено.

Если что-то пошло не так и светодиоды не мигают, можно открыть COM-монитор. OptiLoader отображает весь процесс копирования загрузчика. В случае успеха, отчет о процедуре будет выглядеть следующим образом.

2. Загрузка программ на Shrimp

Итак, теперь у нас есть самодельный Arduino с прошитым загрузчиком. Чтобы залить на него какой-нибудь скетч, нам потребуется частично разобрать предыдущую схему, и дополнить её новыми элементами.В частности, добавляется кнопка сброса, и защитные цепи питания.

После того как схема собрана, подключаем её к компьютеру через USB — UART модуль. Выбираем в Arduino IDE тип платы «Arduino Uno» и правильный COM-порт, а затем загружаем программу мигания светодиодом. Готово!

Примечание. Если у вас не получается загрузить программу, попробуйте поменять местами провода RX и TX на USB-UART мосту.

Полезные ссылки

Если используется UCB-UART мост на основе CP2102 — устанавливаем драйвера с официального сайта silabs:
http://www. silabs.com/products/mcu/Pages/USBtoUARTBridgeVCPDrivers.aspx

Если FT232R, то отсюда:
http://www.ftdichip.com/Drivers/VCP.htm

Если Ch440, то качаем китайские драйвера:
http://arduino-project.net/Ch441SER.ZIP

Arduino сделать самому своими руками. Arduino UNO сделать самому своими руками

Arduino — это контроллер, который используется в электрических цепях для обработки данных. Его часто можно встретить в системах умного дома. Существует множество модификаций данного элемента, которые отличаются по проводимости, напряжению и предельной перегрузке. Также стоит отметить, что модели производятся с различными комплектующими элементами. При необходимости устройство можно собрать самостоятельно. Однако для этого стоит ознакомиться со схемой модификации.

Как устроен контроллер Arduino?

Обычная модель включает в себя транзистор, который работает от переходника, а также цепь трансиверов. Для поддержки стабильного тока имеется реле. Контакторы у контроллеров применяются разной направленности. Выпрямительные блоки у контроллеров устанавливаются с обкладками. Конденсаторы во многих моделях имеются с фильтрами низкочастотного типа.

Сборка Arduino UNO

При необходимости можно сделать контроллер Arduino UNO своими руками. С этой целью применяются два трансивера и одна обкладка. Конденсаторы разрешается использовать с проводимость от 50 мк. Рабочая частота у элементов находится на уровне 300 Гц. Для установки транзистора применяется регулятор. Фильтры можно припаивать в начале цепи. Довольно часто они устанавливаются переходного типа. В данном случае трансиверы разрешается использовать расширительного типа.

Сборка Arduino UNO R3

Собрать Arduino UNO R3 своими руками довольно просто. С этой целью потребуется заготовить трансивер переходного типа, который работает от переходника. Стабилизатор разрешается использовать с проводимостью от 40 мк. Рабочая частота у контроллера будет составлять около 400 Гц. Специалисты советуют не использовать проводниковые транзисторы, поскольку они не способны работать при волновых помехах. Многие модели делаются с саморегулируемыми трансиверами. Коннекторы у них подключаются с проводимостью от 340 мк. Номинальное напряжение у контроллеров данной серии равняется не менее 200 В.

Сборка модификации Arduino Mega

Сделать Arduino Mega своими руками можно только на базе коллекторного трансивера. Контакторы довольно часто устанавливаются с переходниками, а чувствительность у них равняется не менее 2 мВ. Некоторые специалисты рекомендуют использовать инвертирующие фильтры, однако надо помнить, что они не могут работать при пониженной частоте. Транзисторы используются только проводникового типа. Блок выпрямителя устанавливается в последнюю очередь. При возникновении проблем с проводимостью эксперты рекомендуют проверить номинальное напряжение устройства и поставить емкостные конденсаторы.

Как собрать Arduino Shield?

Собрать контроллер Arduino Shield своими руками довольно просто. С этой целью трансивер можно заготавливать на два переходника. Транзистор разрешается использовать с подкладкой и проводимостью на уровне 40 мк. Рабочая частота у контроллера данной серии равняется не менее 500 Гц. Эксплуатируется элемент при напряжении от 200 В. Регулятор для модификации потребуется на триоде. Преобразователь нужно устанавливать для того, чтобы не перегорел трансивер. Фильтры часто используются переменного типа.

Сборка Arduino Nano

Контроллер Arduino Nano своими руками делается с двумя трансиверами. Для сборки используется стабилизатор полюсного типа. Всего потребуется два конденсатора малой емкости. Транзистор устанавливается с фильтром. Триод в данном случае обязан работать при частоте не менее 400 Гц. Номинальное напряжение контроллеров данной серии составляет 200 В. Если говорить про другие показатели, то стоит отметить, что чувствительность составляет не менее 3 мВ. Реле для сборки потребуется с сеточным фильтром.

Сборка транзисторов SMD

Чтобы сделать с транзистором SMD умный дом своими руками (Arduino), потребуется только один трансивер. Для поддержания стабильной частоты устанавливаются два конденсатора. Емкость у них обязана составлять не менее 5 пФ. Для установки тиристора применяется обычный проводной переходник. Стабилизаторы в начале цепи устанавливаются на диодной основе. Проводимость у элементов должна составлять не менее 55 мк. Также следует обращать внимание на изоляцию конденсаторов. Для уменьшения количества сбоев в работе системы рекомендуется применять только преобразовательные компараторы с низкой чувствительностью. Также стоит отметить, что существуют волновые аналоги. Показатель чувствительности у них равняется 200 мВ. Регуляторы подходят только дуплексного типа.

Модель на базе DA1

Транзисторы данной серии обладают отличной проводимостью и способны работать с выходными преобразователями разной частоты. Сделать модификацию своими руками пользователь способен на базе проводникового трансивера. Контакты его подключаются напрямую через конденсаторный блок. Также стоит отметить, что регулятор устанавливается за трансивером.

При сборке контроллера рекомендуется применять емкостные триоды с низкими тепловыми потерями. У них высокая чувствительность, а проводимость находится на уровне 55 мк. Если использовать простой стабилизатор переходного типа, то фильтр применяется с обкладкой. Специалисты говорят о том, что тетроды разрешается устанавливать с компаратором. Однако стоит учитывать все риски сбоев в работе конденсаторного блока.

Сборка на транзисторе DD1

Транзисторы DD1 обеспечивают высокую скорость отклика при незначительных тепловых потерях. Чтобы собрать контроллер Arduino своими руками, рекомендуется заготовить трансивер. Целесообразнее применять линейный аналог, у которого высокая проводимость. Также надо отметить, что рынок переполнен однополюсными модификациями, и показатель чувствительности у них находится на уровне 60 мВ. Для качественного контроллера этого явно недостаточно.

Регулятор стандартно устанавливается дуплексного типа. Триод для модели подбирается на диодной основе. Непосредственно компаратор устанавливается в начале цепи. Он обязан работать при сопротивлении не ниже 50 Ом. Номинальное напряжение при этом обязано составлять около 230 В.

Модель на базе DD2

Транзисторы DD2 эксплуатируются при проводимости 300 мк. У них высокая чувствительность, однако они способны работать лишь при высокой частоте. С этой целью на контроллер устанавливается расширительный трансивер. Далее чтобы сделать Arduino своими руками, берется проводниковый коммутатор. Выходные контакты элемента соединяются с реле. Сопротивление у коммутатора обязано составлять не менее 55 Ом.

Дополнительно стоит проверить сопротивление на конденсаторном блоке. Если данный параметр превышает 30 Ом, то фильтр используется с триодом. Тиристор устанавливается с одним стабилизатором. В некоторых случаях за транзисторами припаиваются выпрямители. Данные элементы не только поддерживают стабильность частоты, но и частично решают проблему с проводимостью.

Сборка на транзисторе L7805

Собрать контроллер Arduino своими руками (на базе транзистора L7805) довольно просто. Трансивер для модели потребуется с сеточным фильтром. Проводимость элемента должна составлять не менее 40 мк. Дополнительно стоит отметить, что конденсаторы разрешается использовать двоичного типа. Специалисты говорят о том, что номинальное напряжение не должно составлять выше 200 В. При этом чувствительность зависит от многих факторов. Компаратор чаще всего на контроллер устанавливается с линейным переходником. На выходе припаивается триод на диодной основе. Для стабилизации процесса преобразования применяется однопереходный фильтр.

Модель на базе FT232RL

Чтобы правильно сделать контроллер Arduino своими руками, рекомендуется подобрать высоковольтный трансивер. Проводимость элемента обязана составлять не менее 400 мк при чувствительности 50 мВ. Контакторы в данном случае устанавливаются на выходе цепи. Реле разрешается использовать низкой проводимости, но важно обратить внимание на показатель предельного напряжения, который не должен превышать 210 В. Триод можно устанавливать только за обкладкой.

Также стоит отметить, что для контроллера потребуется один преобразователь. Конденсаторная коробка используется с двумя фильтрами низкой проводимости. Уровень выходного сопротивления элемента зависит от типа компаратора. В основном он используется на дипольном переходнике. Однако есть импульсные аналоги.

Сборка контроллера с транзистором 166НТ1

Транзисторы указанной серии обладают проводимостью в 400 мк, и у них хорошая чувствительность. Чтобы сделать котроллер своими руками, рекомендуется применять дипольный трансивер. Однако фильтры для него подходят только с обмоткой. Специалисты говорят о том, что контактор следует устанавливать с переходником. В данном случае хорошо подойдет линейный компонент, а номинальное напряжение в цепи обязано составлять не менее 200 В. Таким образом, рабочая частота у контроллера не будет опускаться ниже 35 Гц.

Создайте свою собственную плату Arduino

В этом проекте «Сделай сам» я покажу вам, как сделать свою собственную плату Arduino, используя легкодоступные компоненты и очень простой процесс сборки. Используя этот подход, вы можете создать собственную плату Arduino, соответствующую вашим потребностям.

Outline

Введение

Если вы следите за ElectronicsHub в течение некоторого времени, вы заметите, что мы любим Arduino. Это не только простая и удобная платформа, но и огромное сообщество пользователей, разработчиков, которые вносят частый и значительный вклад (как в аппаратное, так и в программное обеспечение).

[adsense1]

Используя Arduino, вы можете реализовать простые проекты управления светодиодами для сложных роботов, таких как Роботизированная рука с Bluetooth-управлением и Робот следящего за линией .

Это хорошо, так как вы можете просто купить плату Arduino (оригинальную или клонированную) и запрограммировать ее с помощью Arduino IDE. Но что, если вы хотите иметь индивидуальную плату микроконтроллера специально для вашего проекта, но при этом сохранить важные функции Arduino? Было бы неплохо.

Что ж, в этом проекте я собираюсь показать вам, как сделать свою собственную плату Arduino, объяснив шаги и процесс, который я прошел, чтобы создать свою собственную плату Arduino.

Зачем вам нужно делать свою собственную плату Arduino?

Плата Arduino (в качестве примера рассмотрим Arduino UNO) предоставляет широкий спектр функций, таких как цифровые входы/выходы, аналоговые входы, ШИМ, прерывания и т. д. «из коробки». Одной из основных важных особенностей Arduino является интерфейс USB.

[adsense2]

Просто подключите плату Arduino к компьютеру с помощью USB-кабеля, откройте среду разработки Arduino, напишите простой код и загрузите его в Arduino. Это так просто.

Но для взаимодействия с периферийными устройствами, например, с потенциометром или двигателем, необходимо подключить их с помощью перемычек.

Если вы каким-то образом хотите интегрировать небольшие компоненты, такие как POT или драйверы двигателей, в саму плату Arduino, чтобы избежать свисающих проводов, это будет выглядеть красиво и аккуратно и может помочь вам выйти на рынок (продать ваш продукт).

Единственный способ сделать свою собственную плату Arduino. Даже если вы не строите встроенную систему на основе Arduino, вы все равно можете сделать свою собственную плату Arduino просто для того, чтобы протестировать свой индивидуальный дизайн.

Предварительные условия для изготовления собственной платы Arduino

Прежде чем приступить к непосредственному процессу изготовления собственной платы Arduino, вам нужно подготовить несколько вещей. Первым важным моментом является дизайн доски. Если у вас есть индивидуальный дизайн, используйте любое программное обеспечение для создания схем и начните работать над дизайном.

Второй важный момент специфичен для этого проекта. Чтобы уменьшить сложность, я не использовал разъем USB с микросхемой преобразователя USB-в-последовательный порт. Вместо этого я буду использовать контакты SPI ATmega328P (микроконтроллер на Arduino UNO) для записи загрузчика, что является разовой работой, а также для загрузки программы.

Итак, взгляните на этот учебник Как записать загрузчик на ATmega328 , который дает исчерпывающую информацию о записи загрузчика, а также о программе.

Принципиальная схема вашей собственной платы Arduino

Как я упоминал ранее, первая и важная часть создания собственной платы Arduino — это иметь четкое представление о конструкции платы. Этот шаг начинается с построения схемы. На следующем изображении показана схема платы Arduino в моем проекте.

ПРИМЕЧАНИЕ. Чтобы просмотреть увеличенное изображение, щелкните правой кнопкой мыши изображение выше и выберите «Открыть изображение в новой вкладке».

Компоненты

• Микроконтроллер ATmega328p IC
• 28-контактный держатель микросхемы
• Кварцевый кристалл 16 МГц
• Конденсаторы – 2 x 22 пФ, 100 нФ, 2 x 47 мкФ
• Резисторы – 2 x 330 Ом, 470 Ом, 1 кОм, 2,2 кОм, 7,5 кОм, 2 x 10 кОм, 30 кОм
• Светодиоды x 2 (красный и зеленый)
• Кнопка (для сброса)
• Ползунковый переключатель (ВКЛ/ВЫКЛ)
• Регулятор 5 В (7805)
• Регулятор 3,3 В (LD33V)
• Потенциометр 10 кОм
• 1N4007 Диод
• IRF540N МОП-транзистор
• Разное (винтовой зажим, штекерные разъемы, гнездовые разъемы, разъем питания 2,1 мм, перфорированная плата)

ПРИМЕЧАНИЕ: Эти компоненты относятся к моей конструкции, и ваш список компонентов может отличаться.

Создайте свою собственную плату Arduino

Если вы готовы со схемой (дважды проверьте каждое соединение), вы можете перейти к созданию своей собственной платы Arduino. На этом этапе вы можете спроектировать макет печатной платы с помощью любого программного обеспечения и создать свою собственную печатную плату, как показано в этом руководстве: Как сделать печатную плату .

Но для простоты я решил пойти по старой схеме. Используйте нулевую плату и начните сборку платы с нуля, используя большое количество припоя. Я знаю, что это ненадежная техника, но мне показалось, что этого достаточно для небольшого урока.

Возможно, в будущем я спроектирую полупрофессиональную печатную плату и сделаю более привлекательную плату Arduino.

Важные особенности моей пользовательской платы Arduino

Теперь я укажу на некоторые важные особенности моей платы Arduino.

• Я включил полевой МОП-транзистор для управления двигателем, и он подключен к D5, так что есть возможность ШИМ-управления.
• Для аналогового входа A0 я подключил потенциометр 10 кОм.
• Что касается аналогового входа A1, я подключил делитель потенциала, состоящий из резисторов 30 кОм и 7,5 кОм, для прямого измерения входного напряжения до 25 В.
• Для выводов TX и RX предусмотрена опция логики 3,3 В.
• Имеется ползунковый переключатель для включения и выключения платы Arduino.
• Я включил два светодиода: один светодиод включения питания, а другой светодиод пользователя, подключенный к D13.
• Все аналоговые и цифровые (а также силовые) разъемы поставляются с разъемами типа «папа» и «мама».
• Отдельный 4-контактный разъем для программирования.
• В контактах питания я предусмотрел варианты для 3,3 В, 5 В, а также 12 В.

Заключение

Здесь реализован проект «Сделай сам» Arduino Board. Используя аналогичный подход (и, возможно, с подходящей печатной платой), вы можете сделать свою собственную плату Arduino, чтобы выполнить требования вашего индивидуального проекта.

Создайте свою собственную схему Arduino на макетной плате

Ryan Winters
Product Manager

Описание: Barebones Arduino Circuit Kit

Время сборки: 20 минут
Уровень навыков: Новичок

Существует множество причин для создания собственной схемы Arduino на макетной плате или печатной плате. Это занимает меньше места, проекты не всегда требуют, чтобы каждый контакт использовался в разъемах ввода-вывода, или, может быть, вы не будете использовать экран, но вы все равно хотите, чтобы Arduino был мозгом вашего проекта. Следующие шаги описывают, как собрать схему на макетной плате. Я заимствую большую часть пошагового руководства с сайта Arduino и рекомендую вам приобрести Jameco 9.0015 Комплект схем Barebones Arduino . Вы можете заказать компоненты по отдельности или немного сэкономить, заказав этот комплект. Макетная плата в комплект не входит.

-9

Кол-во.	Деталь Описание	Производитель Деталь №
1	Микросхема, ATmega328P	А000048
1	Розетка, IC, 28-контактная, 0,3 дюйма	1-3
1	Микросхема, регулятор 5 В, 7805T	7805Т
1	Светодиод, красный, 660 нм, T1-3/4	УТ1871-81-М1-Р
1	Светодиод, зеленый, 565 нм, T1-3/4	МКДЛ-5013ГД
1	Резистор, 1/4 Вт, 10 кОм	CF1/4W103JRC
2	Резистор, 1/4 Вт, 180 Ом	CF1/4W181JRC
2	Конденсатор, радиальный, 10 мкФ, 50 В	Р10/50
1	Кристалл, 16 МГц, низкопрофильный	ТКР49С16М0000А2010
2	Конденсатор, керамический диск, 22 пФ, 50 В	DC22
1	Конденсатор, керамический диск, 0,1 мкФ, 50 В	DC. 1
1	Переключатель, кнопочный, ВЫКЛ-(ВКЛ)	Г/С(ПТ-6601)-Р
1	Разъем, 6-контактный, 1 ряд, вертикальный, 0,1 дюйма	ДЖС1109-6-Р
1	ИС, регулятор 3,3 В, LM1117T-3,3	ЛМ1117Т-3.3/ЛД1117В33
2	Конденсатор, танталовый, 10 мкФ, 25 В	ТМ10/25

Другие компоненты, которые могут вам понадобиться:

Кол-во.	Деталь Описание	Производитель Деталь №
1	Провод, монтажный, 22 AWG одножильный, 100 футов, синий	9313-ЛБ-Р
1	Комплект проводных перемычек, 22AWG, 70 шт. , 14 длин, предварительно зачищенные	WJW-70B-5
1	Макет, 830 точек, 6,5″ x 2,125	ВБУ-202-Р
1	Разделительная плата FTDI, 5 В, USB-последовательный порт	50512
1	Блок питания, настенный адаптер, 9 В при 1,2 А	С15АД0 Х0650-Р
1	Разъем питания постоянного тока, 2,1 мм	722А
1	Держатель батареи с крышкой и переключателем, 9 В, провода 6 дюймов	СБХ-9ВАС
1	Аккумулятор, блок питания 9 В	АЛК 9В 522

Шаг 1: Инвентаризация запасных частей

Начните с раскладывания деталей в вашем наборе.

Эти компоненты входят в комплект схем Barebones Arduino.

Шаг 2. Добавьте компоненты блока питания

Ардуино 9Разъем питания 0016 может принимать входное напряжение в диапазоне от 7 до 16 вольт. Наиболее распространенными источниками входного сигнала являются надежная батарея 9 В или блок питания 9-12 В постоянного тока. Поскольку большинству датчиков и микросхем требуется источник 5 В, нам понадобится регулятор напряжения 7805T, чтобы сократить 9 В до 5 В, приемлемых для компонентов. Если вы подключаете более 16В, вы рискуете повредить микросхему.

A. Добавьте перемычки питания и заземления там, где будет находиться регулятор напряжения, как показано ниже.

B. Затем добавьте провода питания и заземления в нижней части макетной платы, чтобы соединить шины заземления и шины питания вместе, как показано на рисунке.

C. Регулятор напряжения 7805 выполнен в корпусе TO-220, поэтому компонент, обращенный к вам (печатная сторона), и выводы, направленные вниз к первому контакту (слева), — это то место, где будет поступать положительный вход от внешнего источника питания. соединять. Средний контакт заземлен (отрицательный), а третий контакт (правая сторона) — выход 5 В. Добавьте провода, чтобы соединить выходную сторону регулятора с шиной питания макетной платы и землю с шиной заземления.