Arduino nano своими руками схема atmega328

Как сделать контроллер Arduino своими руками

В этой статье мы расскажем, как своими руками собрать Arduino на обычной макетной плате.

Для этого нам понадобится микроконтроллер ATmega328 — такой же, как и в оригинальной Arduino Uno.

Распиновка ATmega328

В начале работы с любым микроконтроллером необходимо изучить его распиновку. После этого уже можно приступать к сборке необходимой обвязки. Ниже представлена распиновка микроконтроллера ATmega328.

Сборка Arduino на макетной плате

Необходимые компоненты

Для работы с микроконтроллером понадобятся:

Схема сборки

Соберите на макетной плате компоненты по следующей схеме:

Эксперимент «маячок» из Матрёшки

Добавьте к схеме светодиод на 13 пине. Для этого повторите первый эксперимент из набора Матрёшка Z — маячок.

Обратите внимание, 13 пин Arduino, это не 13 ножка микроконтроллера. Чтобы найти нужный пин, воспользуйтесь распиновкой ATmega328

Схема эксперимента собрана. Осталось прошить нашу Arduino.

Прошивка ATmega328

У микроконтроллера нет собственного USB-порта. К компьютеру его можно подключить одним из двух способов:

Рассмотрим их подробнее.

Прошивка ATmega328 через USB-UART преобразователь

Для сборки программатора нам понадобится:

Соберите следующую схему

Аппаратная часть готова. Теперь скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE и прошейте свой контроллер.

Прошивка ATmega328 через Arduino Uno

Для сборки программатора нам понадобится:

Аппаратная часть готова. Теперь скачайте и установите на компьютер интегрированную среду разработки Arduino IDE и прошейте свою плату.

Источник

Собираем собственную плату Arduino на микроконтроллере AVR ATmega328

Arduino представляет собой платформу разработки с открытым исходным кодом, предназначенную для инженеров и начинающих любителей электроники и позволяющую достаточно просто разрабатывать различные электронные проекты. Она состоит из физически программируемой платы (основанной на микроконтроллерах семейства AVR) и специализированного программного обеспечения или интегрированной среды разработки, которую можно запускать на вашем персональном компьютере, чтобы разрабатывать программы и загружать их в микроконтроллер.

Arduino использует системный загрузчик (boot loader), который позволяет новому программному коду записываться внутрь его. В данной статье мы рассмотрим вопрос записи системного загрузчика в микроконтроллер ATmega328 (семейство AVR) и сконструируем на его основе домашнюю систему Arduino на печатной плате. Выбор микроконтроллера ATmega328 IC обусловлен тем, что он используется в платформе Arduino UNO.

Необходимые компоненты

• Плата Arduino UNO с интегральной схемой (IC) и кабелем (купить на AliExpress);
• Микроконтроллер Atmega328 IC;
• ЖК дисплей 16х2 (купить на AliExpress);
• Макетная плата;
• Соединительные провода;
• Кварц 16 МГц (купить на AliExpress);
• Резистор 10 кОм (купить на AliExpress).

Последовательность действий при сборке платформы Arduino

Чтобы загрузить системный загрузчик (boot loader) в «чистый» Atmega328 IC нам будет необходима какая-нибудь плата Arduino (подойдет любая). Последовательность действий по сборке платформы Arduino будет показана в виде следующей последовательности шагов. Также в конце статьи вы можете посмотреть видео, на котором наглядно представлены все продемонстрированные на рисунках процессы.

Шаг 1. Соберите вместе и аккуратно разложите все необходимые для сборки компоненты.

Шаг 2. Удалите “Arduino Original IC” с платы Arduino с помощью отвертки и вставьте “New Atmega328 IC” на плату Arduino.

Шаг 3. Откройте интегрированную среду разработки Arduino, выберите в ней пункт меню File -> example -> ArduinoISP.

После открытия ArduinoISP выберите Arduino UNO board из пункта меню Tools -> Board -> Arduino Uno.

Затем выберите COM PORT (последовательный порт) из пункта меню Tools -> Serial Port -> COM10.

Затем загрузите ArduinoISP Sketch (кусок программного кода).

Шаг 4. Теперь удалите New IC (ваш микроконтроллер) с платы Arduino и вставьте в нее оригинальный Arduino IC (тот, который был на ней изначально). Загрузите в нее тот же самый ArduinoISP sketch который мы загружали на шаге 3.

Шаг 5. Соберите приведенную ниже схему на макетной плате с New IC (вашим микроконтроллером Atmega328) и с оригинальным микроконтроллером на оригинальной плате Arduino.

Шаг 6. Теперь в интегрированной среде разработки Arduino выберите пункт Tool (инструменты) и выберите в нем пункт Burn Bootloader.

В это время вы увидите как светодиоды Rx и Tx на плате Arduino будут случайно мигать некоторое время. Это значит что Bootloader загружается в новый ATmega 328 IC. После этого интегрированная среда разработки Arduino (Arduino IDE) выдаст сообщение “Done burning bootloader” (то есть загрузка завершена). И теперь вы сможете использовать свой микроконтроллер Atmega328 (‘New IC’) на своей плате Arduino.

Шаг 7. Теперь соберите свою собственную плату Arduino на чистой макетной плате с использованием пайки и компонентов, перечисленных выше в данной статье, следуя схеме, представленной на ниже приведенном рисунке.

Вставьте ‘New IC’ (ваш микроконтроллер) в эту плату. Также вы сможете собрать всю эту систему сразу на печатной плате. Для подключения жидкокристаллического дисплея соедините вашу собранную плату Arduino с оригинальной платой Arduino, используя контакты Rx, Tx, RST and GND оригинальной платой Arduino, как показано ниже на мнемонической схеме или выше на схеме соединений. И загрузите приведенный ниже код.

Удалите оригинальный микроконтроллер с платы когда вы будете загружать код в ваш новый микроконтроллер на макетной плате. Вашу плату Arduino можно запитать с помощью контакта 5v с оригинальной платы Arduino как показано на выше приведенной мнемонической схеме.

Источник

Сайт про изобретения своими руками

МозгоЧины

Сайт про изобретения своими руками

Изготавливаем самодельную плату Arduino своими руками

Изготавливаем самодельную плату Arduino своими руками

В сегодняшней статье, поговорим о том, как изготовить самодельную плату Arduino своими руками. На МозгоЧинах уже выкладывалась похожая статья, кто заинтересовался прошу сюда. С практической точки зрения – проще купить готовую плату и не заморачиваться, но навыки, полученные при изготовлении данной поделки, в дальнейшем могут пригодиться.

Шаг 1: Необходимые радиодетали и инструменты

Процесс изготовления любой самоделки начинается с подготовки материально-технической базы.

Радиодетали:

• ATmega328;
• 2 электролитических конденсатора ёмкостью 10 uf (микрофарад);
• 2 конденсатора в круглом керамическом корпусе ёмкостью 22 pf (пикофарада);
• регулятор напряжения L7805;
• кварцевый резонатор 16 MГц;
• тактовая кнопка;
• светодиоды;
• панелька для микросхемы;
• регулятор напряжения LM1117T-3.3 (по желанию);
• 2 танталовых конденсатора ёмкостью 10 uf (микрофарад) (по желанию).

Инструменты:

Шаг 2: Описание

После того, как приобрели все радиодетали, пришло время произвести монтаж, но перед этим нужно сказать пару слов насчёт atmega328. Существуют два типа микросхем: с boot-loader (бутлоударом, он же загрузчик) и без него. Разница в цене микросхем не значительная, но если приобретёте «микруху» с бутлоударом, то сможете проскочить несколько шагов из данной статьи. Если же купите без загрузчика, то необходимо в точности выполнить всё, что описано в последующих шагах.

Загрузчик необходим для загрузки кода с Arduino IDE в микросхему.

Шаг 3: Загружаем «загрузчик»

Для этого шага будет нужна плата Arduino UNO. Следуя схеме, припаяем радиодетали на монтажную плату. На данной этапе, нет необходимости включать в схему регуляторы напряжения, так как Arduino обеспечит необходимое напряжение.

Настроим плату Аrduino UNO, как ISP. Это нужно сделать для того, чтобы плата прошила микроконтроллер ATmega, а не саму себя. Не подключайте ATmega, пока идёт загрузка кода.

• Подключим Arduino к ПК;
• Откроем Arduino IDE;
• Откроем > Примеры > Arduino ISP;
• Загрузим прошивку.

Шаг 4:

После того, как все элементы схемы соединены воедино, открываем IDE.

• Выбираем Arduino328 из Tools > Board
• Выбираем Arduino, как ISP из Tools > Programmer
• Выбираем Burn Bootloader

После успешной записи, вы получите «Done burning bootloader».

Шаг 5: Добавляем 5В регулятор

После прошивки загрузчика, завершим изготовлении платы. Регулятор напряжения L7805 – это важная деталь схемы. Распиновка следующая (смотрим на лицевую сторону): крайняя левая нога – вход, центральная нога – земля, а крайняя правая нога – выход.

Следуя схеме присоединим регулятор напряжения к arduino.

Шаг 6: 3.3 В регулятор напряжения

Данный шаг выполняется по желанию. Регулятор используется только для питания внешних шилдов/модулей, которым нужно 3.3В.

Шаг 7: Первая прошивка

Как только завершим сбоку, пришло время загрузить первый код. Для прошивки удалим родной микроконтроллер ATmega 328 с платы UNO и заменим его новой микрухой. Как только загрузим код, поменяем микросхемы местами.

Источник

Как сделать свою собственную плату Arduino Uno

В уроке мы покажем вам, как сделать свою собственную плату Arduino Uno своими руками, используя микроконтроллер ATmega328p IC. В итоге вы сможете понимать как в дальнейшем делать аналоги любых плат, плюс создавать свои. Может быть вы даже откроете свою компанию по производству плат и микроконтроллеров.

Так как Ардуино является платформой с открытым исходным кодом, довольно легко узнать о внутренностях и деталях всего того, что делает Arduino тем, чем она является. Таким образом, в этом уроке мы рассмотрим схему Arduino Uno, немного изменим ее в соответствии с нашими потребностями, изготовим под нее печатную плату и припаяем необходимые компоненты для создания финального продукта.

Мы не будем использовать какие-либо SMD-компоненты для создания своей версии Arduino Uno, потому что не у всех есть паяльная станция, а иногда найти SMD-компоненты очень сложно. Кроме того, наш метод в большинстве случаев дешевле, чем компоненты SMD. Для тех кто, только начинает разбираться в электронике — технологию поверхностного монтажа печатных плат также называют ТМП (технология монтажа на поверхность), SMT (англ. surface mount technology) и SMD-технология (от англ. surface mounted device — прибор, монтируемый на поверхность), а компоненты для поверхностного монтажа также называют «чип-компонентами».

Шаг 1. Изменения в оригинальной версии

Прежде всего давайте поговорим об изменениях, которые собираемся внести в оригинальную схему Arduino Uno, которую вы можете увидеть выше или скачать ниже.

Изменения будут следующими:

• Мы не будем использовать какие-либо компоненты SMD. Все элементы будут в формате сквозных отверстий.
• Мы не нашли ни одного чипа FTDI в формате сквозного отверстия, поэтому преобразование USB в TTL не будет выполняться. Для программирования нового Arduino будет использоваться отдельная отладочная плата FTDI.
• Оригинальный Arduino использует компаратор Mosfet, чтобы определить, подключаем ли мы плату с помощью источника питания USB или постоянного тока. Но в нашей версии мы будем вручную переключать это с помощью перемычки.
• Традиционно используется микросхема LP2985 от Texas Instruments, чтобы получить источник питания 3,3 В на борту. Но из-за недоступности платы в формате TH мы будем использовать простой линейный регулятор. Таким образом, LM1117 должен быть очевидным выбором, но чтобы сохранить стоимость изготовления еще ниже, мы будем использовать LM317 с R1 и R2 как 240E и 390E соответственно.
• Последнее, что нужно на плате, — это достаточное количество линий питания и два разъема для каждого порта IO ввода-вывода. Поэтому мы будем размещать ряд разъемов папа и мама вокруг платы, что поможет подключить большее количество устройств непосредственно к Arduino.

Учитывая все изменения, мы можем записать окончательный список компонентов.

Шаг 2. Необходимые компоненты

Компоненты, которые вам нужны для этого проекта. Везде, где количество не указано, считайте его единственным.

• Микроконтроллер Atmel Atmega328p-pu
• 28-контактная база IC
• 16 МГц кварцевый генератор
• конденсатор 22 пФ — 2 шт.
• конденсатор 100 нФ — 4 шт.
• Электролитический конденсатор 100 мкФ — 3 шт.
• 3 мм красный светодиод — 2 шт.
• 330E 1/4W резистор — 2 шт.
• 240E 1/4W резистор — 1 шт.
• 390E 1/4W резистор — 1 шт.
• 10K 1/4W резистор — 1 шт.
• Кнопка для сброса
• Диод общего назначения 1N4007
• Линейный регулятор напряжения 7805
• Линейный регулятор переменного напряжения LM317
• DC разъем мама
• 2-контактный винтовой клеммный блок
• много разъемов «папа» и «мама»

Кроме всего вышеперечисленного для своей собственной Arduino Uno вам также понадобится паяльное оборудование и некоторые аппаратные средства, чтобы облегчить жизнь.

Вам также понадобится программатор USBASP ICSP или конвертер USB в TTL, такой как FTDI для программирования Arduino с вашего компьютера.

Вот проектная спецификация от компании Easyeda:

Собираем все компоненты и переходим к следующему шагу.

Шаг 3. Рисуем окончательную схему

Чтобы нарисовать окончательную схему, использовали Easyeda, набор инструментов EDA на основе веб-технологий. На этом портале очень просто рисовать большие схемы. Также это онлайн сервис. Таким образом, благодаря удобству использования что-то лучшее найти сложно. Рекомендуем вам использовать в своих проектах. Схема, которая разработана может быть скачена по ссылке ниже, PDF документ:

Шаг 4. Создаем печатную плату

Как только схема завершена, пришло время сделать печатную плату. Мы использовали веб-сайт JLCPCB (ссылка), чтобы сделать печатную плату. Эти ребята являются одними из лучших в производстве печатных плат в последние дни.

После завершения проектирования схемы преобразуйте ее в печатную плату и спроектируйте печатную плату на веб-сайте easyEDA (ссылка). Будьте терпеливы. Ошибка на этом шаге испортит вашу печатную плату. Проверьте несколько раз перед генерацией файла gerber. Вы также можете проверить 3d модель вашей платы здесь. Нажмите на создание файла gerber и оттуда вы можете напрямую заказать эту плату через JLCPCB. Загрузите файлы gerber, выберите правильную спецификацию, ничего не меняйте в этом разделе. Оставьте как есть. Это достаточно хорошие настройки для старта. Разместите заказ. Вы получите его через 1-2 недели.

Шаг 5. Пайка компонентов

После того, как вы получили печатную плату, пришло время припаять компоненты на неё, чтобы сделать конечный продукт. В этом нет ничего сложного. Просто держите распечатку схемы перед собой и начинайте размещать компоненты по одному на печатной плате. Убедитесь, что после завершения этого шага нет короткого замыкания по питанию и заземлению.

Одна вещь, которую стоит пояснить, заключается в том, что значения конденсаторов не обязательно должны быть идеальными. Нечто близкое к тем величинам, что мы обсуждали выше, вполне будет работать. То же самое касается резисторов. Но сохраните значения R1 и R2 LM317.

Одна вещь, которую вы можете найти странной, что у arduino, который мы сделали, есть две кнопки сброса. На самом деле, когда разрабатывали макет, использовали четырехконтактную кнопку для справки. Но во время пайки стало понятно, что у нас её нет. Поэтому мы припаяли 2 двухполюсных переключателя сброса на место. Там нет ничего особенного.

Шаг 6. Запуск загрузчика на микроконтроллере

Если вы используете конвертер USB — TTL для программирования микроконтроллера, тогда загрузчик Arduino должен быть установлен в новый чип atmega328p. Об этом мы сделаем следующий большой урок. После этого процесс загрузки кода будет точно таким же, как и в обычной Arduino.

Если вы используете программатор ICSP, то есть программатор USBASP, тогда этот шаг не нужен. Но процесс загрузки кода немного отличается.

Шаг 7. Программируем Ардуино

Подключите коммутационную плату к Arduino и подключите её к компьютеру. Откройте диспетчер устройств и наблюдайте за com-портом конвертера usb — ttl. В Arduino IDE выберите com-порт и плату правильно. Теперь здесь начинается сложная часть.

Если ваша плата FTDI имеет вывод DTR и она подключена для сброса, просто сохраните программу и загрузите ее в Arduino как обычно. Ошибки не будет. Но если у вас нет пина DTR, как у нас, то, прежде чем нажать кнопку загрузки, удерживайте кнопку сброса на плате, а затем нажмите кнопку загрузки. Удерживайте кнопку до тех пор, пока программа не скомпилируется, когда IDE говорит «загрузка», затем отпустите переключатель сброса. Затем код будет загружен.

Шаг 8. Итоговый результат

Здесь вы можете увидеть, что мы загрузили 3-контактный код в новую arduino, и все работает, как и предполагалось. Используя только 3 контакта, мы контролируем 6 светодиодов с промежутком 200 мс между ними. Мы проверяли другие программы, все они работают без нареканий.

Источник