Ардуино про мини схема своими руками

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

Самая компактная плата Arduino Pro Mini

Рассмотрим плату Arduino Pro Mini, которая является самой компактной платой линейки, характеристики, распиновку, идеи проектов.

Плата Pro Mini

Arduino pro mini – специализированная электронная платформа в виде микросхемы, предназначение которой состоит в создании электронных устройств. Следовательно, в контроллере отсутствует привычная микросхема, роль которой заключается в поддержании связи с помощью USB-UART.

Цена намного дешевле, в отличие от других представителей Arduino. Pro Mini или просто pro – модельный ряд, не оснащенный разъемами USB, которые используются для подключения и прошивания устройства.

Вместо этого существует программатор. Начинающий электронщик может выбрать из двух доступных вариантов изделия: Ардуино с 3,3 В и 8 МГц или Ардуино про мини 5 V, в котором доступна распиновка. Статья ниже познакомит читателя с особенностями модели и покажет, где можно использовать электронную плату.

Характеристики платы

Техническая сторона Arduino Pro Mini:

1. рабочее напряжение, требуемое для нормальной работоспособности – 3,3 и 5 Вольт;
2. напряжение, используемое при входе – 3-12 или 5-12 Вольт;
3. количество цифровых входов и выходов – 14 штук, 6 из которых эксплуатируются как выходы ШИМ;
4. состояние постоянного тока, требуемого для входа и выхода – 40 мА;
5. flash-память – 16 Кб, но 2 Кб предназначены для загрузчика;
6. оперативная память – 1 Кб;
7. eeprom – 512 байт;
8. частота тактов – в первой модели 8 МГц, а во второй 16 МГц;
9. Arduino pro включает i2c-интерфейс.

Также стоит отдельно сказать про размеры платы — они, на самом деле очень скромные. Многие кто знакомятся с линейкой Ардуино в первый раз всегда удивляются размерам, когда достают контроллер из коробки.

Ниже вы можете оценить плату в дюймах и в сантиметрах.

Аппаратная часть

В таблице ниже описана аппаратная часть Arduino pro mini. На Arduino mini pro особое внимание уделяется входам и выходам.

Как мы уже заметили ранее — по размерам Arduino mini pro компактна и подойдет для конструирования любого устройства.

Аппаратная часть	Особенности
Питание	На платформе Ардуино мини про расположен разъем для подсоединения кабеля FTDI, с помощью которого устройство получает питание. Также возможно включать ардуинку через вывод Vcc или RAW. Рассмотрим подробнее источники питания на Ардуино мини:

1. С помощью RAW-вывода. Напряжение в таком случае будет нерегулируемым.
2. GND – вывод при заземлении.
3. VCC. Используется в том случае, когда требуется регулировать напряжение.

Состояние памяти Распределение памяти на схеме Ардуино мини про:

• 16 килобайт выделено для флеш памяти;
• 2 килобайт для того, чтобы включился загрузчик;
• на оперативную память выделен 1 килобайт;
• 512 байт под чтение и запись библиотеки EEPROM.

Количество входов и выходов и их предназначение Для распиновки разработчики Ардуино про выделили 14 контактов, которые пользователь самостоятельно настраивает, как входы или выходы. На вывод потребуется 3,3 Вольта. В настройках по умолчанию нагрузочный резистор, сделанный для вывода, пропускает 40 мА. Особенные функции для Arduino mini pro pinout:

1. Шина последовательности. Нужна для принятия 0 и передачи информации 1 в виде TTL.
2. Led 13. Под этим словосочетанием подразумевается светодиод, который подключен к цифровому выводу под номером 13. Если вывод равняется импульсу, передающему 1, светодиод загорится.
3. Внешнее прерывание, 2-3. Подробно о данной особенности расписано в attachInterrupt().
4. ШИМ на 3, 5, 6, 9, 10, 11. Для этого используется функция analogWrite(), которая обеспечивает выводы ШИМ, предназначенные для разрешения 8 бит.

Схема и распиновка Pro Mini

Принципиальная схема платы выглядит так:

Принципиальная схема платы

Теперь перейдем к распиновке платы:

Распиновка микроконтроллера

Программирование

Все программы программируются с помощью бесплатной среды разработки для Arduino pro mini. В Arduino mini включен ATmega328, в который предварительно вшивается загрузчик. Поэтому пользователь может свободно загружать программы в память микроконтроллера.

Связь обеспечивает протокол STK500.

Распиновка ATmega328

Как прошить Ардуино про мини без загрузчика с помощью внешнего программатора? Легко и просто.

Для начала потребуется отменить требование на нажатие кнопки перезагрузки перед тем, как прошивать код написанной программы.

Ардуино mini pro сконструирован так, что перезагрузка посредством программного обеспечения доступна напрямую с любого компьютерного устройства. В 6-контактных выводах есть один, который напрямую связан с линией сброса Arduino 328 pro с помощью конденсатора на 100 нФ.

Через управление вышеописанным выводом возможно преобразовать USB или последовательный порт путем подключения к разъему. Если сделать так, что появится уровень ниже нормы в течение продолжительного времени, платформа автоматически перезагрузится.

Arduino IDE дает возможность пользователю, чтобы тот загрузил программный код при одном нажатии на кнопку для загрузки бесплатной среды разработки.

Arduino IDE

Однако повышается риск неоправданных последствий и поломки платформы. Если на компьютере электронщика установлена операционная система Мак Ос или Линукс, то сбрасывание на микроконтроллере будет происходить каждый раз, когда программное обеспечение с помощью USB-кабеля с платформой.

Спустя половину секунды с момента сброса начинает свою работу загрузчик. В основном, загрузчик устроен так, чтобы не перехватывать другие данные, однако нередко все происходит наоборот: перехватываются первые байты данных программы, которые отправляются на плату при установленном соединении.

Чтобы устранить такой «баг», необходимо в коде программы, которая будет работать на Ардуино, проверить, как осуществляется процесс передачи данных программы с компьютера на платформу. Оптимальное время для отправления кода – секунда с момента установки соединения между устройствами.

Идеи проектов

Сегодня в интернете можно найти любой проект на Ардуино. И это неудивительно, ведь эта платформа популярна среди начинающих разработчиков электронных приспособлений для дома и дачи.

Ниже представлено несколько известных и простых проектов, в основе которых используется платформа Ардуино:

1. Сигнализация, построенная с помощью подключения dfplayer к Ардуино pro.
2. Управляемая конструкция для квадрокоптера.
3. Автоматизация аквариума.
4. Таймер.
5. Анализатор влажности почвы.
6. Автополив для комнатных растений.
7. Датчик, измеряющий осадки и скорость ветра.

Источник

Делаем сами Arduino Uno Mini

Часть № 1. Предисловие

Идея и направление проекта

Всем передаю своё огромное приветствие и желаю того, чтобы прочтение моей учебной статьи не потратило ваше драгоценное время впустую. В этой статье (уроке) я хочу предложить каждому читателю один из многих дешёвых способ изготовления своей arduino платформы в домашних условиях своими руками, какими бы они ни были. Также представлю несколько плат дополнений к нашему микроконтроллеру.

Все радиолюбители и профессионалы когда-то начинали учиться паять, мастерить небольшие устройства, читать электрические схемы, ну и другое. Например, я, узнав об arduino и её возможностях, практически сразу же собирался её купить, но, понимая, в какую копеечку мне это обойдётся, я решил приобрести все химические средства и реактивы для изготовления собственной печатной платы, так как она является самой удачной перспективой в данном случае. Собственные печатные платы можно делать быстро, удобно, и за дешёвые стоимость химических компонентов.

Часть № 2. Разработка и проектирование проекта

Способом изготовления печатных плат является в нашем случае ЛУТ (лазерно-утюжная технология изготовления печатных плат). Тем самым необходимо составить список того, чего необходимо :

1) Стеклотекстолит (100×200 мм на все случаи жизни);
2) Флюс для пайки с тонкой кисточкой;
3) Хлорное железо (250 г.);
4) Жидкое олово (100 мл или больше, неважно , его намного хватает);
5) Лазерный принтер (желательно с новым картриджем);
6) Обычная бумага тонкая A4;
7) Сверло для сверления отверстий в плату;
8) Паяльник мощностью 25 — 30 Вт;
9) Утюг, лучше всего, советский.

В целом, все эти компоненты, не считая конечно принтер, будут стоить вам около двухсот рублей, но этих компонентов хватит на 15-20 небольших плат, если , конечно, экономить.

Теперь же необходимо обсудить детали насчет деталей для сборки самого микроконтроллера:
1) — ATmega328P PU;
2) — Светодиоды, кнопки, штырьки на плату (все дешевые) и прочее (для удобства);
3) — Программатор.

Все эти компоненты тоже будут теоретически стоить около 200 — 300 рублей. В итоге, можно сказать, что, чтобы собрать собственный arduino микроконтроллер, надо потратиться примерно в сумме 300-400 рублей (конечно же считая сколько химических компонентов необходимо для изготовления одного микроконтроллера).

Следующим шагом будет являться разработка и проектирование проекта микроконтроллера, то есть такие её стадии, как:

1. Подготовка всех компонентов на своём рабочем столе;
2. Изготовление шаблона печатной платы и очистка стеклотекстолита очистителем или растворителем;
3. Распечатка шаблона печатной платы на стеклотекстолите при помощи лазерного принтера;
4. Обработка и травление, собственно, печатной платы;
5. Снова же очистка и обработка печатной платы очистителем или растворителем (я использую уайт-спирит);
6. Обработка печатной платы в растворе солей олова(лужение дорожек печатной платы необходимо для того, чтобы схема оставалась рабочей на долгое время);
7. Сверление отверстий сверлом;
8. Установка в отверстия печатной платы электронных компонентов;
9. Обработка отверстий флюсом и разогревание паяльника;
10. Пайка компонентов;
11. И, наконец, подготовка к работе компьютера и микроконтроллера и прошивка arduino ide.

Впрочем, весь процесс может проходить в течении 2-3 часов, смотря на то, какие у кого навыки в изготовлении собственных печатных плат и к пайке электронных компонентов. Итак, пришло время сказать вот такое выражение: » В теории всё понятно, а как на деле». А то мы, радиолюбители и профессионалы, не только ради теорий и знаний занимаемся электроникой.

Часть № 3. Реализация проекта

Все этапы работы я покажу по фото и опишу их с помощью комментариев.

Также необходимо начертить схему для печатной платы.

Кнопка потребуется для сброса системы,светодиод присоединен к выводам 13-ый пин ATmega328P PU и земля для индикации состояния микроконтроллера, кварцевый резонатор нужен именно 16 МГц, так как при меньшей частоте микроконтроллер либо будет работать медленно и даже очень, либо вовсе работать не будет. Пять проводов находящихся на верхней стороне схемы необходимы для программирования через программатор или arduino uno. Питаться схема может по двум проводам либо на дне печатной платы , на двух штырьках, либо два крайних штырька на её поверхности.

Теперь начну подробнее описывать аспекты каждого из этапов.

1) На этом этапе необходимо подготовить все компоненты для создания печатной платы. Ножницы необходимы для того, чтобы разрезать стеклотекстолит. Перчатки, соответственно, для чистоты рук и гигиены. На рисунке также имеется уже готовая печатная плата с необработанной поверхностью. Тряпка нужна для обработки печатной платы (на втором этапе). Стол лучше, конечно, выбрать другой, по ровнее.

2) Уайт-спирит наливаем в контейнер объемом, как крышка, выливаем на тряпку, не ждём, пока она засохнет, и переходим к следующему действию. А затем очищаем и обрабатываем стеклотекстолит, если уж очень грязно, то придётся задействовать шкурку (бумага). Он будет готов к дальнейшей работе только после того, как он станет очищен на 100%. После оставляем будущую печатную плату высыхать, чтобы бумага со схемой не намокла и не испортила нам настроение.

3) По моему мнению, схема получилась довольно таки красивая. Все аккуратно и четко стоит на своём месте. Для того, чтобы распечатать схему на стеклотекстолите необходимо ровно положить шаблон на очищенный текстолит и начинать утюжить. Утюг стоит двигать равномерно по всей площади печатной платы, в течение времени равной не менее трёх минут. Надо ждать до того момента, когда абсолютно весь чернильный рисунок расплавит с я. И тогда отличный результат будет неизбежен.

После этой процедуры надо дождаться того, пока печатная плата , точней её температура, достигнет комнатной и опустить плату в ёмкость с тёплой или горячей водой. Несколько минут подождать, и потом, держа в ладони печатную плату, только большим пальцем снимать приклеенную бумагу. После очистки надо убрать воду с печатной платы.

4) На этом этапе меньше всего будет хлопот. Потребуется только лишь ваше терпение и время. Опустите печатную плату в пластиковую ёмкость с раствором хлорного железа. Растворить в ёмкости хлорное железо в воде надо в соотношении 1\2, то есть 100 мл воды теплой и 50 г. хлорного железа.Вылить в плоскую пластмассовую миску. Этим раствором можно будет пользоваться достаточно много. В течение 30-60 минут необходимо ждать, опустив печатную плату в раствор хлорного железа, пока плата протравиться, то есть лишняя медь уйдет с стеклотекстолита. Контролируйте ход травления плату. Вынимать следует при помощи пластмассового пинцета. Если процесс травления идёт долго то можно увеличить температуру раствора до 50-70 градусов, или добавить в раствор ещё хлорного железа.

5) После травления печатной платы стоит протереть её, избавив от остатков раствора и, и снова же обработать и очистить шаблон с платы, так как он нам уже не понадобится. В итоге, должно получится основа стеклотекстолита и медные дорожки, соответствующие дорожкам в нашей схеме.

6) Процесс на этом этапе то не является сложным, так как тут тоже требуется лишь терпение и время. Необходимо просто положить печатную плату в раствор солей олова,но не затягивать, всего лишь держать в растворе 10 минут, если передержать половину дня, то вся схема может просто отшелушится и растворится. Вообще, раствор предназначен для быстрого покрытия оловом печатных плат или медных деталей простым и технологичным способом для предотвращения окисления и подготовки поверхности под пайку в домашних условия. Раствор же использовать при комнатной температуре в полиэтиленовой посуде. Деталь надо предварительно зачистить и обезжирить, и при этом толщина покрытия составит 1 мкм. В одном литре раствора можно залудить до 50 км дм поверхности возможно многократное использование. Не рекомендуется совместное хранение свежего и отработанного раствора. Срок годности состава без ухудшения свойств до двух лет.

7) Отверстия следует делать очень тонким сверлом чтобы умело и точно можно было бы припаивать электронные компоненты. Желательно чаще пользоваться флюсом или канифолью (сосновой) , так как с помощью них можно отлично паять.

8) Только лишь точная установка всех компонентов может с успехом повлиять на удобство пайки компонентов. Необходимо чётко все разместить , чтобы место осталось свободное на печатной плате и к тому же чтобы помочь самому себе, то есть тебе легче будет припаивать компоненты, если будет свободное пространство.

9) Этот пункт нет смысла описывать, так как в нём всё ясно

10) Паяйте как можно аккуратнее, если хотите получить отличный мини аналог Arduino Uno.

11) После всех предыдущих этапов я надеюсь у вас уже есть стоящий прототип и теперь можно приступать к настройке компьютера и программирования микроконтроллера.

Необходимо подключить провода именно так:

Мини аналог RST RX TX +5V GND (считая слева направо на правой картинке.)
| | | | |
Arduino Uno RST RX TX +5V GND

И после этого можно легко программировать микроконтроллер прямо с Arduino IDE ка Arduino Uno.

Часть № 4. Заключение

Микроконтроллерные платы получились я надеюсь у всех читателей отличными. Все эти печатные платы можно использовать для создания и разработки многих устройств или даже роботов.

Тут представлен стабилизатор напряжения на lm7805ct (5 вольт). Если он будет перегреваться, всё тепло будет идти на стеклотекстолит.

Из этого урока можно сделать вывод, что arduino можно сделать и за более дешёвую сумму чем в магазинах и я надеюсь, что эта статья не позволила вам потратить ваше время зря. Всем кто читал — спасибо, а кто будет комментировать и учитывать мои промахи, тем двойное спасибо, так как я буду признавать свои ошибки и, надеюсь, в будущем буду исправлять их.

Примечание редакции сайта: К сожалению, автор статьи не нашел нужным рассказать про заливку bootloader’а, без чего данный проект не является законченным. Про заливку бутлодера читайте в статье Arduino своими руками с USB портом

Источник