لوحة متوافقة مع اردوينو: 13 خطوة

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:38

هل تهيمن على تقنية Arduino؟ إذا كنت لا تهيمن ، فربما يكون ذلك بسبب هيمنتها عليك.

معرفة Arduino هي الخطوة الأولى بالنسبة لك لإنشاء أنواع مختلفة من التقنيات ، لذا فإن الخطوة الأولى بالنسبة لك هي إتقان التشغيل الكامل للوحة Arduino.

في هذه التعليمات ، ستتعلم خطوة بخطوة لإتقان الدوائر الكاملة للوحة المتوافقة مع Arduino.

لذلك ، هدفنا هو تعليم كيفية إنتاج لوحة Arduino المتوافقة الخاصة بك بنفس حجم وأبعاد Arduino UNO من خلال المشروع مع لوحة JLCPCB Arduino المتوافقة بقيمة 2 دولار.

فيما بعد ، سنقدم كل فاتورة المواد ونوضح كيف تعمل الدائرة ونبني لوحة Arduino PCB المتوافقة باستخدام برنامج EasyEDA.

اللوازم

• 01 × كريستال 16 ميجا هرتز
• 02 x 22pF مكثف سيراميك
• 01 × ATMEGA328P
• 02 x مكثف إلتروليتيك 0.1 فائق التوهج
• 02 x مكثف إلتروليتيك 0.33 فائق التوهج
• 01 × موصل جاك 2.1 مم
• 01 × مكثف سيراميك 100nF
• 04 × المقاوم 1kR
• 01 × المقاوم 10kR
• 04 × ليد 3 ملم
• 01 × رأس الدبوس 2x3 - 2.54 مم
• 01 × ديود 1N4001
• 01 × ASM1117 3.3 فولت
• 01 × ASM1117 5 فولت
• 01 × رأس الدبوس 1 × 5 - 2.54 مم
• 01 × زر التبديل 6 × 6 × 5 مم

الخطوة 1: السيطرة على مخطط Arduino UNO الإلكتروني

الخطوة الأولى للسيطرة على تقنية Arduino هي معرفة مخطط Arduino الإلكتروني. من هذه الدائرة الإلكترونية ، سنتعرف على كيفية عمل لوحة Arduino وكيفية إنشاء لوحة Arduino المتوافقة أيضًا.

فيما بعد ، سنقدم المشروع الكامل للوحة المتوافقة مع Arduino.

في دائرة Arduino الإلكترونية ، توجد عدة دوائر مهمة ، نعرضها أدناه:

• مزود الطاقة؛
• إعادة الدائرة
• دائرة البرمجة
• دائرة المذبذب
• دائرة متحكم ATMEGA328P ؛
• جهاز إشارة الدائرة بالطاقة LED ؛
• موصل لدبابيس Atmega328P.

بناءً على الدوائر ، سنقوم ببناء لوحة Arduino المتوافقة.

الخطوة 2: رسم تخطيطي إلكتروني للوحة المتوافقة مع Arduino

الدائرة الإلكترونية للوحة المتوافقة مع Arduino معروضة أدناه. تحتوي هذه الدائرة على الأجزاء التالية:

• مزود الطاقة؛
• إعادة الدائرة
• دائرة البرمجة
• دائرة المذبذب
• دائرة متحكم ATMEGA328P ؛
• جهاز إشارة الدائرة بالطاقة LED ؛
• موصل لدبابيس Atmega328P.

فيما بعد ، سوف نقدم كيف يعمل كل جزء من هذه الدائرة.

الخطوة 3: دائرة إمداد الطاقة

تُستخدم دائرة الطاقة لتشغيل لوحة الدائرة المتوافقة مع Arduino بالكامل. تقدم هذه الدائرة 3 فولتية مختلفة: جهد الإدخال ، 5 فولت ، و 3.3 فولت عند دبابيس الموصل في بطاقة Arduino المتوافقة.

يمكن تشغيل هذه الدائرة بجهد من 7 فولت إلى 12 فولت ، ومع ذلك ، نوصي بتزويدها بحد أقصى 9 فولت.

بعد تشغيل الدائرة بموصل مقبس 2.1 مم ، يمر جهد الدخل عبر دائرتين منظمتين للجهد.

يتم تنظيم الجهد بواسطة AMS1117 5V IC و AMS1117 3.3V IC. يتم استخدام AMS1117 5V IC لتوفير جهد منظم يبلغ 5 فولت لتشغيل متحكم ATMEGA328P. بينما يتم استخدام AMS1117 CHIP لتوفير جهد 3.3 فولت على موصل اللوحة ، فإنها ستعمل على تشغيل بعض الوحدات النمطية وأجهزة الاستشعار التي تستخدم قيمة الجهد هذا للعمل.

الخطوة 4: إعادة تعيين الدائرة والمذبذب

تتكون دائرة إعادة الضبط من زر ومقاوم متصل بالدبوس 1 من متحكم ATMEGA328P. عند الضغط على الزر ، يتلقى دبوس إعادة الضبط طاقة الجهد 0 فولت. بهذه الطريقة ، يتم إعادة تعيين وحدة التحكم الدقيقة يدويًا عن طريق الزر.

تتكون دائرة المذبذب الآن من بلورة ومكثفين من السيراميك كما هو موضح في التخطيط الإلكتروني المقدم.

الخطوة 5: التخطيطي الإلكتروني ATMEGA328P

تظهر دائرة ATMEGA328P في الشكل أعلاه. لكي يعمل متحكم ATMEGA32P ، هناك ثلاثة أشياء مطلوبة:

• إعادة الدائرة
• دائرة مذبذب كريستال 16 ميجا هرتز ؛
• دائرة كهربائية 5 فولت.

تم تقديم دائرة إعادة الضبط والمذبذب مسبقًا ، وأخيرًا ، يتم الحصول على إمداد 5 فولت من خرج الجهد لمنظم الجهد AMS1117 5V. وهو مسؤول عن تنظيم الجهد وتنشيط متحكم ATMEGA328P.

الآن سوف نقدم دائرة برمجة ATMEGA328P CHIP و LED للإشارة على الدائرة.

الخطوة 6: دائرة برمجة رقاقة ATMEGA328P ومؤشر LED للإشارة داخل الدائرة

في لوحة Arduino المتوافقة هذه لا تحتوي على منفذ USB. بهذه الطريقة ، سنستخدم وحدة محول USB-TTL.

الوحدة النمطية المستخدمة لبرمجة ATMEGA328P هي FT232RL. تُستخدم هذه الوحدة لأنها تحتوي على دبوس DTR. من خلال هذه الوحدة ، سنقوم بتوصيله في دبوس ذكر الرأس وبرمجة ATMEGA328P من خلال 5 دبابيس.

المسامير المستخدمة في البرمجة هي VCC (+ 5V) و GND و RX و TX و DTR.

بالإضافة إلى هذه الدائرة ، يوجد مؤشر LED للإشارة داخل الدائرة. يستخدم هذا المؤشر للإشارة عند تشغيل اللوحة المتوافقة مع اردوينو.

عندما يتم تنشيط لوحة الدائرة ، يصل جهد منظم الجهد AMS1117 5V إلى LED ويتم تنشيطه.

أخيرًا ، لدينا موصلات اللوحة المتوافقة مع Arduino.

الخطوة 7: شكل الموصل و Arduino UNO

لإنشاء تجربة مستخدم جيدة مع لوحة Arduino المتوافقة ، استخدمنا شكلًا مشابهًا للوحة Arduino UNO.

كما ترى ، فإن جميع دبابيس المتحكم الدقيق متصلة بشكل Arduino UNO. بهذه الطريقة ، ستكون لوحة الدوائر المطبوعة الخاصة بنا على شكل Arduino UNO كما هو مذكور أعلاه.

من خلال الشكل ، سيحصل المستخدم على تجربة جيدة مشابهة لـ Arduino UNO.

لذلك ، مع هذا التخطيطي الإلكتروني ، أنشأنا مشروع لوحة الدوائر المطبوعة.

الخطوة 8: مشروع لوحة الدوائر المطبوعة

لإنشاء لوحة متوافقة مع Arduino ، تم تطوير هذا المشروع من خلال EasyEDA PCB Project Enviroment.

بهذه الطريقة ، يتم تنظيم جميع المكونات وخلفيتها ، يتم إنشاء الآثار. لذلك ، تم إنشاء ثنائي الفينيل متعدد الكلور المعروض أعلاه بشكل مشابه لـ Arduino UNO كما هو مذكور مسبقًا.

في الأشكال أعلاه ، يتم عرض لوحة الدائرة في نموذجها التخطيطي ثنائي الأبعاد وثلاثي الأبعاد.

أخيرًا ، بعد تصنيع لوحة الدوائر ، تم إنشاء ملفات جربر وشحنها للتصنيع في شركة JLCPCB Electronic Circuit Board.

الخطوة 9: لوحة الدوائر المطبوعة المتوافقة مع Arduino

أعلاه تظهر نتيجة لوحة الدوائر المطبوعة المتوافقة مع Arduino. كما يمكن أن ترى ، فإن لوحة الدوائر المطبوعة ذات نوعية جيدة والنموذج الأولي يعمل دون مشاكل.

بعد تقييم كل دوائر لوحة الدوائر المطبوعة ، نقوم بتجميع مكونات لوحة الدوائر المطبوعة في ثنائي الفينيل متعدد الكلور.

الخطوة 10: تجميع لوحة الدوائر المطبوعة

لوحة Arduino المتوافقة سهلة للغاية لتجميع المكونات. كما يمكن رؤيته في هيكله ، فإنه يحتوي على 29 مكونًا للحام في الهيكل الخاص بك. بهذه الطريقة ، يتم تجميع 27 مكونًا فقط من خلال Pin Through Hole. لذلك ، 93.1٪ من المكونات المستخدمة في هذه اللوحة يمكن أن تكون ملحومة لأي مستخدم.

من السهل جدًا لحام مكونات 2 SMD الأخرى في سطح PCB.

بهذه الطريقة ، من الممكن استخدام ثنائي الفينيل متعدد الكلور هذا لتعليم الطلاب كيفية إنشاء لوحة متوافقة مع Arduino الخاصة بك وإنتاج أنشطة أخرى.

أخيرًا ، سنقوم ببناء صندوقنا من خلال قطع الليزر لإحاطة لوحة Arduino المتوافقة.

الخطوة 11: صندوق الضميمة للوحة المتوافقة مع Arduino

تم تصميم صندوق القطع بالليزر لتخزين دائرة Arduino وحمايتها. يمكن أن يكون هذا الصندوق مصنوعًا من ألواح ليفية متوسطة الكثافة أو مادة أكريليك ويجب أن يكون مصنوعًا من مادة واحدة.

لإنتاج صندوق الضميمة ، نستخدم برنامج Maker Case عبر الإنترنت. لذلك ، من خلال هذا البرنامج ، من الممكن إدراج المعلمات مثل العرض والارتفاع والعمق.

أخيرًا ، لدينا لوحة الدوائر المطبوعة في العلبة.

الخطوة 12: قم بتنزيل ملفات لوحة Arduino المتوافقة

إذا كنت بحاجة إلى تنزيل ملفات PCB لإنتاج PCB الخاص بك ، فيمكنك تنزيل الملفات من الرابط التالي:

تحميل مشاريع ملف ثنائي الفينيل متعدد الكلور

الخطوة 13: شكر وتقدير

نشكر JLCPCB لتقديم مشروع مفتوح المصدر للوحة متوافقة مع PCB Arduino لإنتاج هذه المقالة.