بناء اردوينو الخاص بك: 6 خطوات (بالصور)
بناء اردوينو الخاص بك: 6 خطوات (بالصور)

جدول المحتويات:

Anonim

أصبح إعداد Arduino على لوح التجارب عملية نمت لأحبها.

في غضون بضع دقائق ، يمكنك الحصول على منصة Arduino تعمل بكامل طاقتها للعمل معها كما سترى في هذا البرنامج التعليمي. كانت هناك عدة مناسبات عندما كنت في المدرسة وقمت بسرعة بتجميع واحدة منها لاختبار بعض الأفكار لمشروع ما. بالإضافة إلى أنه يبدو أنيقًا للغاية مع جميع المكونات الموضوعة على اللوح. بعض مشاريع Arduino الخاصة بي ما هو Arduino؟

Arduino عبارة عن منصة نماذج إلكترونية مفتوحة المصدر تعتمد على أجهزة وبرامج مرنة وسهلة الاستخدام. إنه مخصص للفنانين والمصممين والهواة وأي شخص مهتم بإنشاء كائنات أو بيئات تفاعلية.

يمكن أن يستشعر Arduino البيئة من خلال تلقي مدخلات من مجموعة متنوعة من أجهزة الاستشعار ويمكن أن يؤثر على محيطه من خلال التحكم في الأضواء والمحركات والمشغلات الأخرى. تمت برمجة وحدة التحكم الدقيقة الموجودة على اللوحة باستخدام لغة برمجة Arduino (استنادًا إلى Wiring) وبيئة تطوير Arduino (بناءً على المعالجة). يمكن أن تكون مشاريع Arduino قائمة بذاتها أو يمكنها التواصل مع البرامج التي تعمل على الكمبيوتر (مثل Flash ، و Processing ، و MaxMSP). [1] www.arduino.cc

الخطوة 1: المكونات

مع عدد قليل من الأجزاء غير المكلفة ولوح التجارب غير الملحوم ، يمكنك إنشاء بطاقة أردوينو الخاصة بك بسرعة وسهولة. يعمل هذا المفهوم بشكل رائع عندما تريد نموذجًا أوليًا لفكرة تصميم جديدة ، أو إذا كنت لا تريد تمزيق التصميم الخاص بك في كل مرة تحتاج فيها إلى Arduino. يوضح المثال أدناه كيفية ربط المكونات على لوح التجارب. سوف ندخل في مزيد من التفاصيل خلال هذا المشروع. الشكل 1-1: لوح اردوينو مع قدرة برمجة USB. قبل أن نبدأ ، تأكد من أن لديك جميع العناصر الضرورية في مربع قائمة المكونات. إذا كنت بحاجة إلى شراء أجزاء ، يمكنك القيام بذلك من موقعي على www. ArduinoFun.com أو انظر أدناه للحصول على متاجر أخرى عبر الإنترنت * انظر الملاحظة حول كابل TTL-232R في خيارات البرمجة قبل الشراء. خصم 10٪ على الطلب بالكامل في ArduinoFun.com ، استخدم رمز القسيمة: التعليمات عند تسجيل المغادرة. يمكنك شراء المكونات على www. ArduinoFun.com أو www. SparkFun.com أو www. CuriousInventor.com أو www. FunGizmos.com أو www. Adafruit.com على سبيل المثال لا الحصر. برنامج تعليمي أصلي بواسطة:

الخطوة 2: إعداد الطاقة

أول شيء عليك القيام به هو إعداد الطاقة. مع اللوح والمكونات أمامك … لنبدأ! من خلال هذه الخطوة ، ستقوم بإعداد لوحة توصيل Arduino للحصول على طاقة ثابتة + 5 فولت باستخدام منظم جهد 7805. الشكل 1-2: إعداد الطاقة بمؤشر LED. لكي يعمل منظم الجهد ، تحتاج إلى توفير طاقة تزيد عن 5 فولت. ستعمل بطارية 9V النموذجية المزودة بموصل سريع بشكل جيد لهذا الغرض. ستدخل الطاقة إلى اللوح حيث ترى المربعين الأحمر والأسود + و-. ثم أضف أحد مكثفات 10 فائق التوهج. الساق الأطول هي الأنود (موجب) والساق الأقصر هي الكاثود (سالب). يتم تمييز معظم المكثفات أيضًا بشريط على الجانب السلبي. عبر المساحة الفارغة على اللوح (القناة) ، ستحتاج إلى وضع سلكين للتوصيل للإيجابي (الأحمر) والأرضي (الأسود) للقفز من جانب واحد من اللوح إلى الجانب الآخر. أضف الآن منظم الجهد 7805. يحتوي الموديل 7805 على ثلاث أرجل. إذا كنت تنظر إليها من الأمام ، فالساق اليسرى للجهد في (Vin) والساق الوسطى للأرض (GND) والساق الثالثة للجهد الخارج (Vout). تأكد من محاذاة الساق اليسرى مع قوتك الإيجابية ، والدبوس الثاني على الأرض. عند الخروج من منظم الجهد والذهاب إلى سكة الطاقة على جانب اللوح ، تحتاج إلى إضافة سلك GND إلى السكة الأرضية ثم سلك Vout (3بحث وتطوير ساق منظم الجهد) إلى السكة الموجبة. أضف مكثف 10 فائق التوهج الثاني إلى سكة الطاقة. الاهتمام بالجانبين الإيجابي والسلبي. من الجيد تضمين مؤشر حالة LED والذي يمكن استخدامه لتحرّي الخلل وإصلاحه. للقيام بذلك ، تحتاج إلى توصيل سكة الطاقة على الجانب الأيمن بقضيب الطاقة الأيسر. أضف الأسلاك الموجبة إلى الموجبة والسالبة إلى السالبة في الجزء السفلي من لوح التجارب. الشكل 1-3: وصلات السكك الحديدية اليسرى واليمنى. سيساعد وجود الطاقة على سكة الطاقة اليمنى واليسرى أيضًا في الحفاظ على تنظيم اللوح عند توفير الطاقة للمكونات المختلفة. الشكل 1-4: بالنسبة لمؤشر حالة LED ، قم بتوصيل 220 ومقاوم (ملون مثل: أحمر ، أحمر ، بني) من الطاقة إلى أنود LED (الجانب الإيجابي ، الساق الأطول) ثم سلك GND إلى جانب الكاثود. تهانينا ، الآن تم إعداد لوح التجارب الخاص بك لطاقة + 5 فولت. يمكنك الانتقال إلى الخطوة التالية في تصميم الدائرة.

الخطوة 3: رسم الخرائط اردوينو

الآن نريد تحضير شريحة ATmega168 أو 328. قبل أن نبدأ ، دعنا نلقي نظرة على ما يفعله كل دبوس على الشريحة فيما يتعلق بوظائف Arduino. ملاحظة: يعمل ATmega328 بنفس السرعة تقريبًا ، مع نفس pinout ، ولكنه يتميز بأكثر من ضعف ذاكرة الفلاش (30 كيلو بايت مقابل 14 كيلو بايت) ومرتين EEPROM (1 كيلو بايت مقابل 512b). الشكل 1-5: رسم خرائط Arduino Pin تم إنشاء شريحة ATmega168 بواسطة Atmel. إذا بحثت في ورقة البيانات ، فلن تجد أن المراجع أعلاه هي نفسها. هذا لأن Arduino له وظائفه الخاصة لهذه المسامير ، وقد قمت بتوفيرها فقط في هذا الرسم التوضيحي. إذا كنت ترغب في المقارنة أو تريد معرفة المراجع الفعلية للرقاقة ، يمكنك تنزيل نسخة من ورقة البيانات على www.atmel.com. الآن بعد أن عرفت تخطيط المسامير ، يمكننا البدء في ربط بقية المكونات.

الخطوة 4: توصيل المكونات

للبدء ، سنقوم ببناء الدوائر الداعمة لأحد جوانب الشريحة ثم ننتقل إلى الجانب الآخر. دبوس واحد على معظم الرقائق له علامة تعريف. بالنظر إلى ATmega168 أو 328 ، ستلاحظ شقًا على شكل حرف U في الأعلى بالإضافة إلى نقطة صغيرة. تشير النقطة الصغيرة إلى أن هذا هو الدبوس 1. الشكل 1-6: دعم دبابيس الدائرة 15-28 من ناقل الطاقة GND ، أضف سلك توصيل إلى السن 22. بعد ذلك ، من ناقل الطاقة الموجبة ، أضف أسلاك توصيل إلى دبوس 20 (AVCC - جهد الإمداد لمحول ADC. يجب توصيله بالطاقة إذا لم يتم استخدام ADC ولتشغيله عبر مرشح تمرير منخفض إذا كان كذلك (مرشح تمرير منخفض هو دائرة تنظف الضوضاء من مصدر الطاقة ، نحن لا نستخدم واحدًا) ثم أضف سلك توصيل من الناقل الموجب إلى رقم 21 (دبوس مرجعي تناظري لـ ADC). في Arduino ، دبوس 13 هو دبوس LED. لاحظ أنه على الشريحة الفعلية يكون رقم التعريف الشخصي رقم 19. عند تحميل رمز الرسم الخاص بك ولجميع المشاريع ، ستظل تشير إلى هذا كـ Pin 13. لتوصيل LED ، أضف 220 & المقاوم من GND إلى كاثود LED. ثم من أنود LED ، أضف سلك توصيل إلى دبوس 19. الآن يمكننا الانتقال إلى الجانب الآخر من الشريحة. لقد أوشكت على الانتهاء! الشكل 1-7: دعم دبابيس الدوائر 1-14 فوق شريحة ATmega168 بالقرب معرّف الدبوس 1 ، ضع مفتاح اللباقة الصغير. يستخدم هذا المفتاح لإعادة ضبط Arduino. قبل تحميل رسم جديد على الشريحة مباشرة ، ستحتاج إلى الضغط عليه مرة واحدة. أضف الآن سلك توصيل صغير من السن 1 إلى الجزء السفلي من المفتاح ثم أضف المقاوم 10K من الطاقة إلى الصف 1 على اللوحة. أخيرًا أضف سلك توصيل GND إلى الجزء العلوي من المفتاح. قم بإضافة وصلات طاقة و GND إلى السن 7 (VCC) والدبوس 8 (GND). أضف بلورة الساعة 16 ميجاهرتز إلى الرقمين 9 و 10 ثم المكثفين 22pF من المسامير 9 و 10 إلى GND. (انظر الملاحظة أدناه للحصول على طريقة بديلة). لقد اكتملت الآن لوحة توصيل اردوينو الأساسية. يمكنك التوقف هنا إذا كنت ترغب في ذلك وتبديل شريحة مبرمجة بالفعل من لوحة Arduino الخاصة بك إلى لوح التجارب ، ولكن نظرًا لأنك وصلت إلى هذا الحد ، فقد تنتهي أيضًا بإضافة بعض دبابيس البرمجة. سيسمح لك ذلك ببرمجة الشريحة من اللوح. ملاحظة: بدلاً من استخدام الكريستال على مدار الساعة 16 ميجا هرتز ، يمكنك استخدام مرنان سيراميك 16 ميجا هرتز مع مكثفات مدمجة ، حزمة SIP ثلاثية الأطراف. سيكون عليك ترتيب اللوح بشكل مختلف قليلاً ، فالرنان له ثلاثة أرجل. ستذهب الساق الوسطى إلى الأرض وستذهب الأرجل الأخرى إلى المسامير 9 و 10 على شريحة ATmega168. بالإشارة إلى الشكل 1-7 ، حدد مكانًا به 6 أعمدة على لوح التجارب ليست على اتصال بأي شيء آخر. ضع صفًا من ستة دبابيس رأس هنا. مع وجود اللوح المواجه لك ، تكون التوصيلات كما يلي: GND ، NC ، 5V ، TX ، RX ، NC ، أنا أيضًا أتصل بهذه المسامير 1 ، 2 ، 3 ، 4 ، 5 ، 6. من سكة ناقل الطاقة ، أضف سلك GND إلى الطرف 1 وسلك من الطاقة للطرف 3. يعني NC غير متصل ، ولكن يمكنك توصيلها بـ GND إذا كنت تريد ذلك. من الدبوس 2 في شريحة ATmega168 ، وهو دبوس Arduino RX ، ستقوم بتوصيل سلك بالدبوس 4 (TX) من رؤوس البرمجة الخاصة بك. على شريحة ATmega168 ، يتم توصيل الدبوس 3 Arduino TX بالدبوس 5 (RX) على دبابيس الرأس. يبدو الاتصال كالتالي: ATmega168 RX إلى Header Pin TX و ATmega168 TX إلى Header Pin RX. الآن يمكنك برمجة لوحة توصيل Arduino الخاصة بك.

الخطوة 5: خيارات البرمجة

الخيار الأول هو شراء TTL-232R 3.3V USB - TTL Level Serial Cable. يمكن شراؤها على www.adafruit.com أو www.ftdichip.com الخياران الآخران اللذان أفضلهما هو شراء واحدة من لوحتين منفصلتين من www. SparkFun.com. هم انهم:

  • FT232RL USB إلى Serial Breakout Board ، SKU: BOB-00718 (يشغل هذا الخيار مساحة أكبر على لوح التجارب)
  • FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (هذا الخيار ، واستخدام رؤوس الذكور ذات الزاوية اليمنى يعمل بشكل أفضل من بين الثلاثة لأنه يتم تأمينه بشكل أفضل على اللوح)

تحقق مرة أخرى من اتصالاتك ، وتأكد من عدم توصيل بطارية 9 فولت الخاصة بك وقم بتوصيل خيار البرمجة الخاص بك. افتح Arduino IDE وفي مثال ملفات الرسم ، ضمن Digital ، قم بتحميل رسم Blink. ضمن خيار الملف Serial Port ، حدد منفذ COM الذي تستخدمه مع كبل USB. على سبيل المثال COM1 ، COM9 ، إلخ. ضمن خيار الملف Tools / Board ، حدد إما:

  • Arduino Duemilanove مع ATmega328
  • Arduino Decimila أو Duemilanove أو Nano w / ATmega128

(بناءً على الشريحة التي تستخدمها مع لوح التجارب Arduino) اضغط الآن على أيقونة التحميل ثم اضغط على زر إعادة الضبط على لوح التجارب. إذا كنت تستخدم أحد ألواح SparkFun ، فسترى أضواء RX و TX تومض. يتيح لك هذا معرفة أنه يتم إرسال البيانات. تحتاج أحيانًا إلى الانتظار بضع ثوانٍ بعد الضغط على زر التحميل قبل الضغط على مفتاح إعادة الضبط. إذا كنت تواجه مشكلة ، فما عليك سوى تجربة القليل من السرعة بين الاثنين. إذا تم تحميل هذا المخطط بشكل صحيح ، فسيومض مؤشر LED على الدبوس 13 لمدة ثانية واحدة ، وإيقاف تشغيله لمدة ثانية واحدة ، ثم تشغيله لمدة ثانية واحدة … حتى تقوم إما بتحميل رسم جديد أو إيقاف تشغيل الطاقة. بمجرد تحميل الرمز ، يمكنك فصل لوحة البرمجة واستخدام بطارية 9 فولت للحصول على الطاقة. استكشاف الأخطاء وإصلاحها

  • لا توجد طاقة - تأكد من أن طاقة المصدر لديك أعلى من 5 فولت.
  • قوة ولكن لا شيء يعمل - أعد فحص جميع نقاط الاتصال الخاصة بك.
  • خطأ في التحميل - ارجع إلى www.arduino.cc وابحث عن رسالة الخطأ المعينة التي تتلقاها. تحقق أيضًا من المنتديات حيث يوجد الكثير من المساعدة الرائعة هناك.

الخطوة 6: ملفات PCB

إذا كان أي شخص مهتمًا بنقش PCB (لوحة الدوائر المطبوعة) الخاصة به ، فقد قمت بتضمين ملفات ثنائي الفينيل متعدد الكلور وجانب اللحام ، لقد أضفت ملفًا مضغوطًا يحتوي على ملفات-j.webp