Arduino-compatibel bord: 13 stappen

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ben jij de baas over de Arduino-technologie? Als je niet domineert, komt dat waarschijnlijk omdat het jou domineert.

Arduino kennen is de eerste stap voor u om verschillende soorten technologieën te creëren, dus de eerste stap is dat u de volledige werking van een Arduino-bord onder de knie krijgt.

In deze Instructables leer je stap voor stap om het volledige circuit van een Arduino-compatibel bord onder de knie te krijgen.

Daarom is ons doel om te leren hoe je je eigen Arduino-compatibele bord kunt produceren met dezelfde grootte en afmetingen van Arduino UNO via het project met JLCPCB Arduino-compatibel bord van $ 2.

Hierna zullen we alle materiaallijsten aanbieden en uitleggen hoe het circuit werkt en ons Arduino PCB-compatibele bord bouwen met behulp van de EasyEDA-software.

Benodigdheden

• 01 x kristal 16 MHz
• 02 x 22pF keramische condensator
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x elektrolytische condensator 0,1 uF
• 02 x elektrolytische condensator 0,33 uF
• 01 x Jack-connector 2,1 mm
• 01 x keramische condensator 100nF
• 04 x Weerstand 1kR
• 01 x Weerstand 10kR
• 04 x LED 3 mm
• 01 x Pinkop 2x3 - 2,54 mm
• 01 x Diode 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3V
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x Pinkop 1x5 - 2,54 mm
• 01 x Schakelknop 6x6x5 mm

Stap 1: domineren van het Arduino UNO elektronische schema

De eerste stap om de Arduino-technologie te domineren, is het kennen van het elektronische schema van Arduino. Van dit elektronische circuit leren we hoe het Arduino-bord werkt en hoe we ook ons eigen Arduino-compatibele bord kunnen bouwen.

Hierna presenteren we het volledige project van het Arduino Compatible Board.

In het Arduino Electronic Circuit zijn er verschillende belangrijke circuits, die hieronder worden weergegeven:

• Stroomvoorziening;
• Circuit resetten;
• Programmeerschakeling;
• Oscillatorcircuit;
• Circuit van de ATMEGA328P-microcontroller;
• LED-aangedreven circuitsignaler;
• Connector voor de Atmega328P-pinnen.

Op basis van de circuits bouwen we het Arduino-compatibele bord.

Stap 2: Elektronisch schema van het Arduino-compatibele bord

Het elektronische circuit van het Arduino-compatibele bord wordt hieronder weergegeven. Deze schakeling heeft de volgende onderdelen:

• Stroomvoorziening;
• Circuit resetten;
• Programmeerschakeling;
• Oscillatorcircuit;
• Circuit van de ATMEGA328P-microcontroller;
• LED-aangedreven circuitsignaler;
• Connector voor de Atmega328P-pinnen.

Hierna zullen we laten zien hoe elk onderdeel van dit circuit werkt.

Stap 3: Circuit van voeding

Het Power Circuit wordt gebruikt om de volledige Arduino-compatibele printplaat van stroom te voorzien. Dit circuit biedt 3 verschillende spanningen: ingangsspanning, 5V en 3,3V op de connectorpinnen van de Arduino-compatibele kaart.

Deze schakeling kan gevoed worden met een spanning van 7V tot 12V, wij raden echter aan om maximaal 9V te leveren.

Na het voeden van het circuit met een 2,1 mm jack-connector, gaat de ingangsspanning door 2 spanningsregelaarcircuits.

De spanning wordt geregeld door een AMS1117 5V IC en AMS1117 3.3V IC. De AMS1117 5V IC wordt gebruikt om een gereguleerde spanning van 5V te leveren om de ATMEGA328P Microcontroller van stroom te voorzien. Terwijl AMS1117 CHIP wordt gebruikt om een spanning van 3,3 V op de kaartconnector te leveren, zal het sommige modules en sensoren voeden die deze spanningswaarde gebruiken om te werken.

Stap 4: Reset en oscillatorcircuit

Het resetcircuit bestaat uit een knop en een weerstand die is aangesloten op pin 1 van de ATMEGA328P Microcontroller. Wanneer de knop wordt ingedrukt, ontvangt de reset-pin de 0V-spanning. Op deze manier wordt de Microcontroller handmatig gereset met de knop.

Nu bestaat het oscillatorcircuit uit een kristal en twee keramische condensatoren zoals wordt getoond in het gepresenteerde elektronische schema.

Stap 5: ATMEGA328P elektronisch schema

Het ATMEGA328P-circuit wordt weergegeven in de bovenstaande afbeelding. Om de ATMEGA32P-microcontroller te laten werken, zijn drie dingen vereist:

• Reset circuit
• 16 MHz kristaloscillatorcircuit;
• 5V stroomkring.

Het resetcircuit en de oscillator zijn eerder gepresenteerd. Ten slotte wordt de 5V-voeding verkregen uit de spanningsuitgang van de AMS1117 5V-spanningsregelaar. Hij is verantwoordelijk voor het regelen van de spanning en het bekrachtigen van de ATMEGA328P Microcontroller.

Nu zullen we het ATMEGA328P CHIP-programmeercircuit en de signalerings-LED op het circuit presenteren.

Stap 6: ATMEGA328P CHIP-programmeercircuit en de in-circuit signalerings-LED

In dit Arduino Compatible Board hebben geen USB-poort. Op deze manier gebruiken we de USB-TTL Converter-module.

De module die gebruikt wordt om de ATMEGA328P te programmeren is de FT232RL. Deze module wordt gebruikt omdat deze de DTR-pin heeft. Via deze module verbinden we hem in een mannelijke pin van een header en programmeren we de ATMEGA328P via 5 pinnen.

De pinnen die worden gebruikt om te programmeren zijn VCC(+5V), GND, RX, TX en DTR.

Naast dit circuit is er een In-Circuit-signalerings-LED. Deze LED wordt gebruikt om aan te geven wanneer uw Arduino-compatibele kaart is ingeschakeld.

Wanneer de printplaat wordt bekrachtigd, bereikt de spanning van de AMS1117 5V spanningsregelaar deze LED en wordt deze bekrachtigd.

Ten slotte hebben we de Arduino-compatibele bordconnectoren.

Stap 7: Connector en Arduino UNO Shape

Om een goede gebruikerservaring te creëren met het Arduino-compatibele bord, hebben we een vorm gebruikt die lijkt op het Arduino UNO-bord.

Zoals te zien is, zijn alle pinnen van de Microcontroller verbonden in een Arduino UNO Shape. Op deze manier zal onze printplaat de vorm hebben van Arduino UNO zoals hierboven vermeld.

Door de vorm zal de gebruiker een goede ervaring hebben die vergelijkbaar is met Arduino UNO.

Daarom hebben we met dit elektronische schema het project van de printplaat gemaakt.

Stap 8: Printed Circuit Board-project

Om het Arduino-compatibele bord te maken, is dit project ontwikkeld via de EasyEDA PCB-projectomgeving.

Op deze manier zijn alle componenten georganiseerd en aan de achterkant worden de sporen gecreëerd. Daarom is de hierboven gepresenteerde PCB gemaakt met een vorm die lijkt op Arduino UNO, zoals eerder wordt geciteerd.

In de bovenstaande figuren wordt de printplaat gepresenteerd in zijn 2D- en 3D-schemamodel.

Nadat de printplaat was gemaakt, werden uiteindelijk de Gerber-bestanden gegenereerd en verzonden voor productie bij het bedrijf JLCPCB Electronic Circuit Board.

Stap 9: Arduino-compatibele printplaat

Hierboven wordt het resultaat gepresenteerd van de Arduino-compatibele printplaat. Zoals te zien is, is de printplaat van goede kwaliteit en werkt het prototype probleemloos.

Na evaluatie van alle circuits van printplaten, assembleren we de printplaatcomponenten in de PCB.

Stap 10: Assembleren van printplaat

Het Arduino-compatibele bord is zeer eenvoudig om de componenten te monteren. Zoals te zien is in zijn structuur, heeft het 29 componenten om in uw structuur te solderen. Op deze manier worden slechts 27 componenten geassembleerd via Pin Through Hole. Daarom kan 93,1% van de componenten die in dit bord worden gebruikt, voor elke gebruiker worden gesoldeerd.

De andere 2 SMD-componenten zijn zeer eenvoudig in het PCB-oppervlak te solderen.

Op deze manier is het mogelijk om deze PCB te gebruiken om studenten te leren hoe je je eigen Arduino-compatibele bord kunt bouwen en andere activiteiten kunt uitvoeren.

Ten slotte zullen we onze doos construeren door middel van lasergesneden om ons Arduino-compatibele bord in te sluiten.

Stap 11: Behuizingsdoos voor Arduino-compatibel bord

De lasergesneden doos is ontworpen om het Arduino-circuit op te slaan en te beschermen. Deze doos kan gemaakt zijn van vezelplaat met gemiddelde dichtheid of acrylmateriaal en moet van één materiaal zijn gemaakt.

Voor het produceren van de behuizingsdoos gebruiken we de online software Maker Case. Daarom is het via deze software mogelijk om de parameters zoals breedte, hoogte en diepte in te voeren.

Ten slotte hebben we onze printplaat in de behuizing.

Stap 12: Download bestanden van het Arduino-compatibele bord

Als u de PCB-bestanden nodig heeft om uw PCB te produceren, kunt u de bestanden downloaden via de volgende link:

Download PCB-bestandsprojecten

Stap 13: Dankbetuigingen

Bedankt JLCPCB om het PCB Arduino Compatible Board Open Source Project aan te bieden om dit artikel te produceren.