برد سازگار با آردوینو: 13 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:54

آیا بر فناوری آردوینو تسلط دارید؟ اگر تسلط ندارید احتمالاً به این دلیل است که بر شما مسلط است.

آشنایی با آردوینو اولین قدم برای ایجاد انواع فناوری ها است ، بنابراین اولین قدم این است که شما بر عملکرد کامل یک برد آردوینو مسلط شوید.

در این دستورالعمل ها گام به گام با نحوه تسلط بر مدار کامل یک برد سازگار با آردوینو آشنا خواهید شد.

بنابراین ، هدف ما این است که آموزش دهیم چگونه می توانید تخته سازگار با Arduino خود را با اندازه و ابعاد مشابه Arduino UNO از طریق پروژه با JLCPCB Arduino Compatible Board 2 $ تولید کنید.

از این به بعد ، ما کلیه مواد را ارائه می دهیم و نحوه عملکرد مدار را توضیح می دهیم و برد سازگار با PCB Arduino خود را با استفاده از نرم افزار EasyEDA ایجاد می کنیم.

تدارکات

• 01 x کریستال 16 مگاهرتز
• خازن سرامیکی 02 x 22pF
• 01 x ATMEGA328P
• 02 x خازن الکترولیتی 0.1 uF
• 02 x خازن الکترولیتی 0.33 uF
• 01 x جک اتصال 2.1 میلی متر
• 01 x خازن سرامیکی 100nF
• 04 x مقاومت 1kR
• 01 x مقاومت 10kR
• 04 x LED 3 میلی متر
• 01 x Header پین 2x3 - 2.54 میلی متر
• 01 x دیود 1N4001
• 01 x ASM1117 3.3 ولت
• 01 x ASM1117 5V
• 01 x هدر پین 1x5 - 2.54 میلی متر
• 01 x دکمه سوئیچ 6x6x5 میلی متر

مرحله 1: تسلط بر Arduino UNO Electronic Schematic

اولین قدم برای تسلط بر فناوری آردوینو ، آگاهی از شماتیک الکترونیکی آردوینو است. از این مدار الکترونیکی ، نحوه عملکرد برد Arduino و نحوه ساخت برد سازگار با Arduino خود را نیز یاد می گیریم.

از این پس ، پروژه کامل برد سازگار با آردوینو را ارائه می دهیم.

در مدار الکترونیکی آردوینو ، چندین مدار مهم وجود دارد که در زیر ارائه شده است:

• منبع تغذیه ؛
• تنظیم مجدد مدار ؛
• مدار برنامه نویسی ؛
• مدار نوسان ساز ؛
• مدار میکروکنترلر ATMEGA328P ؛
• سیگنال مدار مدار LED
• اتصال دهنده برای پین های Atmega328P.

بر اساس مدارها ، برد سازگار با آردوینو را می سازیم.

مرحله 2: شماتیک الکترونیکی برد سازگار با آردوینو

مدار الکترونیکی برد سازگار با آردوینو در زیر ارائه شده است. این مدار دارای قطعات زیر است:

• منبع تغذیه ؛
• تنظیم مجدد مدار ؛
• مدار برنامه نویسی ؛
• مدار نوسان ساز ؛
• مدار میکروکنترلر ATMEGA328P ؛
• سیگنال مدار مدار LED
• اتصال دهنده برای پین های Atmega328P.

در ادامه ، نحوه عملکرد هر قسمت از این مدار را ارائه می دهیم.

مرحله 3: مدار منبع تغذیه

مدار تغذیه برای تغذیه کل برد مدار سازگار با آردوینو استفاده می شود. این مدار 3 ولتاژ مختلف ارائه می دهد: ولتاژ ورودی ، 5 ولت و 3.3 ولت در پین های اتصال کارت سازگار با آردوینو.

این مدار را می توان با ولتاژ 7 ولت تا 12 ولت تغذیه کرد ، اما توصیه می کنیم حداکثر 9 ولت را تغذیه کنید.

پس از تغذیه مدار با اتصال جک 2.1 میلی متری ، ولتاژ ورودی از 2 مدار تنظیم کننده ولتاژ عبور می کند.

ولتاژ توسط IC AMS1117 5V و IC AMS1117 3.3V تنظیم می شود. AMS1117 5V IC برای تامین ولتاژ تنظیم شده 5 ولت برای تغذیه میکروکنترلر ATMEGA328P استفاده می شود. در حالی که AMS1117 CHIP برای ایجاد ولتاژ 3.3V روی کانکتور برد استفاده می شود ، برخی از ماژول ها و حسگرها را که از این مقدار ولتاژ برای کار استفاده می کنند ، تغذیه می کند.

مرحله 4: تنظیم مجدد و مدار نوسان ساز

مدار بازنشانی شامل یک دکمه و یک مقاومت است که به پین 1 میکروکنترلر ATMEGA328P متصل است. هنگامی که دکمه فشار داده می شود ، پین تنظیم مجدد قدرت ولتاژ 0V را دریافت می کند. به این ترتیب ، میکروکنترلر به صورت دستی توسط دکمه تنظیم مجدد می شود.

در حال حاضر ، مدار نوسان ساز شامل یک کریستال و دو خازن سرامیکی است که در شماتیک الکترونیکی ارائه شده نشان داده شده است.

مرحله 5: شماتیک الکترونیکی ATMEGA328P

مدار ATMEGA328P در شکل بالا نشان داده شده است. برای کارکرد میکروکنترلر ATMEGA32P ، سه مورد لازم است:

• تنظیم مجدد مدار
• مدار نوسان ساز کریستال 16 مگاهرتز ؛
• مدار تغذیه 5 ولت

مدار تنظیم مجدد و نوسان ساز قبلاً ارائه شده است. در نهایت ، منبع تغذیه 5V از خروجی ولتاژ تنظیم کننده ولتاژ AMS1117 5V به دست می آید. او مسئول تنظیم ولتاژ و تغذیه میکروکنترلر ATMEGA328P است.

اکنون ما مدار برنامه نویسی ATMEGA328P CHIP و LED سیگنالینگ روی مدار را ارائه می دهیم.

مرحله 6: مدار برنامه نویسی ATMEGA328P و LED سیگنالینگ درون مدار

در این برد سازگار با آردوینو پورت USB وجود ندارد. به این ترتیب ، ما از ماژول تبدیل USB-TTL استفاده می کنیم.

ماژول مورد استفاده برای برنامه ریزی ATMEGA328P FT232RL است. این ماژول به دلیل دارا بودن پین DTR مورد استفاده قرار می گیرد. از طریق این ماژول ، ما آن را در یک پین مرد هدر متصل می کنیم و ATMEGA328P را از طریق 5 پین برنامه ریزی می کنیم.

پین های مورد استفاده برای برنامه نویسی VCC (+5V) ، GND ، RX ، TX و DTR هستند.

علاوه بر این مدار ، یک LED سیگنالینگ درون مدار وجود دارد. این LED برای علامت دهی به هنگام روشن شدن برد سازگار با arduino شما استفاده می شود.

هنگامی که برد مدار روشن می شود ، ولتاژ تنظیم کننده ولتاژ AMS1117 5V به این LED می رسد و آن را روشن می کند.

در نهایت ، ما اتصالات برد سازگار با آردوینو را داریم.

مرحله 7: Connector و Arduino UNO Shape

برای ایجاد یک تجربه کاربری خوب با برد سازگار با Arduino ، ما از شکلی مشابه برد Arduino UNO استفاده کردیم.

همانطور که ممکن است ببینید ، همه پین های میکروکنترلر در یک Arduino UNO Shape متصل شده اند. به این ترتیب ، برد مدار چاپی ما همانطور که در بالا ذکر شد به شکل Arduino UNO خواهد بود.

از طریق شکل ، کاربر تجربه خوبی مشابه Arduino UNO خواهد داشت.

بنابراین ، با این شماتیک الکترونیکی ، ما پروژه برد مدار چاپی را ایجاد کردیم.

مرحله 8: پروژه برد مدار چاپی

این پروژه برای ایجاد برد سازگار با آردوینو از طریق محیط پروژه پروژه PCB EasyEDA توسعه یافته است.

به این ترتیب ، همه اجزا سازماندهی شده و در عقب ، آثار ایجاد می شود. بنابراین ، PCB ارائه شده در بالا با شکلی مشابه Arduino UNO همانطور که در بالا ذکر شد ایجاد شد.

در شکل های بالا برد مدار در مدل شماتیک دو بعدی و سه بعدی آن ارائه شده است.

سرانجام ، پس از ساخت برد مدار ، فایل های Gerber تولید و برای تولید در شرکت JLCPCB Electronic Circuit Board ارسال و ارسال شد.

مرحله 9: برد مدار چاپی سازگار با آردوینو

در بالا نتیجه برد مدار چاپی سازگار با آردوینو ارائه شده است. همانطور که مشاهده می شود ، برد مدار چاپی کیفیت خوبی دارد و نمونه اولیه آن بدون مشکل کار می کند.

پس از ارزیابی تمام مدارهای مدار چاپی ، اجزای برد مدار چاپی را در PCB مونتاژ می کنیم.

مرحله 10: برد مدار چاپی Assemby

برد سازگار با آردوینو مونتاژ قطعات بسیار آسان است. همانطور که ممکن است در ساختار آن مشاهده کنید ، دارای 29 جزء است که در ساختار شما لحیم می شوند. به این ترتیب ، تنها 27 جزء از طریق Pin Through Hole مونتاژ می شوند. بنابراین ، 93.1 the از اجزای استفاده شده در این برد را می توان برای هر کاربر لحیم کرد.

2 قطعه دیگر SMD به راحتی روی سطح PCB لحیم می شوند.

به این ترتیب ، امکان استفاده از این PCB برای آموزش دانش آموزان در مورد نحوه ایجاد برد سازگار با Arduino و تولید سایر فعالیتها وجود دارد.

در نهایت ، ما جعبه خود را از طریق برش لیزری می سازیم تا برد سازگار Arduino خود را در بر گیرد.

مرحله 11: جعبه محفظه برای برد سازگار با آردوینو

جعبه برش لیزری برای ذخیره مدار آردوینو و محافظت از آن طراحی شده است. این جعبه می تواند از تخته فیبر با چگالی متوسط یا مواد اکریلیک ساخته شود و باید از یک ماده ساخته شود.

برای تولید جعبه محفظه از نرم افزار آنلاین Maker Case استفاده می کنیم. بنابراین ، از طریق این نرم افزار امکان وارد کردن پارامترهایی مانند عرض ، ارتفاع و عمق وجود دارد.

در نهایت ، ما مدار چاپی خود را در محفظه داریم.

مرحله 12: بارگیری فایل های برد سازگار با آردوینو

در صورت نیاز به بارگیری فایل های PCB برای تولید PCB خود ، می توانید فایل ها را در پیوند زیر بارگیری کنید:

بارگیری پروژه های فایل PCB

مرحله 13: تقدیر و تشکر

با تشکر از JLCPCB که پروژه منبع باز PCB Arduino Compatible Board را برای تهیه این مقاله ارائه داد.