Arduino nano печатная плата lay

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

Отладочная плата для Arduino Nano

На данный момент плата используется как учебная, тестер модулей с интернет- магазинов для различных микроконтроллеров (МК) и для создания законченных конструкций с минимальным изменением топологии печатной платы. В общем достаточно универсальная. Как всегда универсальность- это компромисс, который считаю был достигнут.

Блок- схема

Что имеется на плате: одно место используется для E01-ML01DP5 2,4ГГц или LoRa-01 433MГц. Одновременно их можно подключить используя вариант «на проводках». Еще SIM800L+ конвертер уровней 5 2.7 В для него, LCD ST7735S 128×128 или 128×160, MCP23017/ MCP23S17- расширитель на 16 портов с широкими возможностями конфигурирования направления, прерываний и с вариантами шин IIC (TWI) и SPI, часы на DS3231+ 24С32 (можно заменить на FM24C32 или FM24C64), гнездо под микро- SD с конвертером уровней 5 3,3В на LVC125A «Catalex v1.0», стабилизатор AMS1117 на 3.3В для плат Аrduino Nano без оного, зажимы KF141R-2.54 питания 4В для SIM800, 5В- питание от стабилизированного напряжения и зажимы для напряжения 7- 9В, зажимы для питания дополнительных модулей на 5 и 3.3В и 16 зажимов расширителя портов, 2- для ADC и 4- для портов от самой Аrduino Nano. Каждый порт имеет свой «общий» зажим соединённый с минусом. DIP- переключатели DS1040-XXX (ВДМ-1-ХХ) выбора адреса MCP23х17 и выводов прерываний МК от различных источников.

Вот такой вид со всеми модулями расширения

Зажимы XS3V3 и XS5V на фотографии не видны, но они есть в последней версии.

Печатная плата

Рисовалась в Sprint Layout для изготовления методом ЛУТ, со стороны деталей используется 37 перемычек, несколько из них устанавливаются по мере надобности. Сначала сверловка плат выполнялась вручную. С помощью Anet A6 с минимальной доработкой получилось добиться приемлемого качества автоматического сверления. Процесс изготовления печатной платы до запаянной занял примерно сутки. Ширина зазора между дорожками в некоторых местах 0,2 мм и 0,3 мм и более в остальных. Ширина дорожек 0,5 мм минимум, в основном 0,7 и 0,8 мм.

Компоновка элементов исходя из размеров фольгированного стеклотекстолита FR-4 продаваемого в интернет- магазинах 100х150 мм. На модули запаиваются не квадратные шпильки 0,8 мм в «родном» исполнении, а занимающие меньшую площадь круглые, диаметром 0,5 мм. Они не мешают проходить проволочным перемычкам между ними со стороны деталей, легче провести дорожку между их площадками для пайки и сразу же дают возможность снять и запаять проверенный- настроенный модуль в рабочую плату.

Перемычка J1 используется для подключения стабилизатора 3.3 В установленного на плате Arduino Nano к другим потребителям, в случае использования внешнего U1 она не требуется. J2 и J3 дают 2 варианта подключения цепи сброса GSM модуля, через конвертер уровня и напрямую соответственно. J4 обходит ключ ШИМ- управления яркостью ST7735 на транзисторе VT1. J5- подключает вход ADC6 для контроля напряжения питания GSM модуля SIM800L. J6 подключает вывод опорного напряжения к 3.3 В. С1 и R3- внешняя цепь сброса. D1- защита от ошибочной смены полярности при использовании БП с напряжением выше требуемых 5 В. Входные цепи 16- ти портов расширителя и 4 от платы С0- С4 служат для подавления помех для защиты от повреждений и ложных сигналов. Туда входят, на примере 1- го входа расширителя XS1, R4, 5, 6, 68, C36, стабилитрон D7. Для защиты аналоговых входов служит сборка PRTR5V0U2X.

Далее DIP- переключатели:

SW1- подключает сигнал прерывания от порта А расширителя (вывод ITA) на вектор прерываний 0 (D2 Nano)
SW2- подключает сигнал прерывания от порта B расширителя (вывод ITB) на вектор прерываний 1 (D3 Nano)
SW3, 4, 5- выбор адреса расширителя если он с шиной IIC, А2, А1, А0 соответственно
SW6, 7, 8, 9- подключают шину расширителя если он с шиной SPI, MISO, SS, MOSI, SCK
SW10, 11- подключают шину IIC, SCL, SDA соответственно
SW12, 13- подключают сигнал прерывания от E01-ML01DP на 1 (D3) и 0 (D2) соответственно
SW14, 15- подключают сигнал прерывания от DS3231 на 1 (D3) и 0 (D2) соответственно

Модуль LoRa-01 с шагом выводов 2 мм, предназначен для поверхностного монтажа, был распаян на переходной плате с конвертером уровней TXS0108 в корпусе TSSOP- 20 и антенным разъёмом IPX (U.FL).

Kонвертер «Catalex v1.0» c LVC125A для использования «из коробки» не пригоден, была произведена доработка. Оторван вывод 13 и припаян к выводу 8 или можно к SMD- резистору R1 что подключен к выводу 9, разницы в работе не замечено.

На фото со всеми модулями платы вверху виден разъём SМА с гайкой, накрученный на антенный выход. Так вот, между центральным выводом и корпусом разъёма припаяны параллельно 2 сопротивления SMD типоразмера 1206 по 100 Ом каждый, что даст в сумме 50 Ом и 0,5 Вт рассеиваемой мощности. Это служит эквивалентом антенны и позволит не сжечь транзистор выходного усилителя. При работе на передачу в постоянном режиме с мощностью даже 100 мВт без нагрузки грозит выходом из строя модуля, а ведь ещё бывают и 500 мВт. При экспериментах приём- передача стабильно работает в пределах стола при минимальном уровне мощности.

Концепция повторного использования предыдущих наработок подтвердила свою эффективность. Сокращение времени до получения рабочего устройства, стало возможно быстро и малозатратно удовлетворять дополнительные требования. Удобно настраивать несколько модулей за раз используя разъёмное соединение. Свойства важные в условиях дефицита ресурсов.

Были разработаны и изготовлены GSM/ радиосигнализация, система сбора и логирования информации, учёт времени работы технологического оборудования. В работе многоканальная гирлянда (скоро Новый год), электрические защиты электродвигателей, технический учёт расхода электроэнергии, управление отоплением и освещением промышленных объектов, технологическим оборудованием.

Замечания, предложения, конструктивная критика приветствуются и да, уже осваиваю STM32, SW4STM32, Куб, так что без холиваров пожалуйста.
Продолжение.

Источник

Arduino nano печатная плата lay

Официальную версию Arduino можно купить примерно за 27 евро. Есть отечественные аналоги (например Freeduino) и китайские копии которые стоят немного дешевле. Но зачем покупать? Ведь можно сделать Arduino своими руками.

Плата подключается к компьютеру и прошивается через USB благодаря микросхеме FT232RL на борту. С помощью джампера можно выбрать от какого источника будет питаться Arduino: USB порт компьютера (позиция «int») или от разъема блока питания (позиция «ext»). Так же присутствует джампер разрешения автоматической перезагрузки (auto reset enable).

Достоинством данной платы является то что она односторонняя и легко изготавливается в домашних условиях.

Данный проект разработан в P-CAD. Вот скриншот электрической схемы:

А вот вид печатной платы самодельной Arduino:


Ну и расположение компонентов на схеме:


Советую электролитические конденсаторы уложить на бок (имеются ввиду C7 и C8).

После того как сделаете данную плату, не забудьте прошить контроллер Atmega8 (прошивка как и файлы печатной платы можно скачать по ссылке в конце статьи). ВНИМАНИЕ: обязательно выставьте корректные фьюзы!

Младший байт:
BODLEVEL 1
BODEN 1
SUT1 0
SUT0 1
CKSEL3 1
CKSEL2 1
CKSEL1 1
CKSEL0 1

Старший байт:
RSTDISBL 1
WDTON 1
SPIEN 0
CKOPT 0
EESAVE 1
BOOTSZ1 0
BOOTSZ0 1
BOOTRST 0

После того как вы прошили свою самодельную плату Arduino нужно установить драйвер FTDI (скачать можно на официальном сайте)

Теперь запускаем Arduino IDE и начинаем творить. Только не забудьте предварительно выбрать используемую плату: Сервис -> Платы -> Arduino NG or older w/ATmega8.

Вот и все. Итак, для того чтобы сделать Arduino своими руками вам нужно скачать этот архив. Там вы найдете файлы P-CAD с печатной платой и схемой, прошивку для ATMega8, список деталей для покупки с примерной стоимостью, а также даташит на AVR контроллер ATMega8. Ну и напоследок хочу сказать что плата совместима абсолютно со всеми Arduino шилдами.

Печатная плата Arduino, разведенная в Sprint-Layout 5.0


Вы можете скачать печатную плату USB Arduino разработанную в Sprint-Layout 5. Данная программа более популярна среди радиолюбителей, нежели P-CAD. За разведенную плату огромное спасибо Дмитрию Ефремову. Печатная плата проверена, ошибок нет.
Фото готового устройства


Вид сверху


Вид снизу

Руководство пользователя

Так же Николай Вахрушев составил небольшое руководство пользователя — семи страничная шпаргалка по самодельной USB Arduino. В руководстве вы увидите фотографии Ардуино с подписанными разъемами, джамперами, кнопками, индикаторами и выводами. Также дано детальное описание и назначение каждого элемента на плате. Последние три страницы: перечень необходимых компонентов, печатная плата (можно сразу печатать для ЛУТ) и электрическая схема.

Источник

Adblock
detector