Construye tu propio Arduino: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:45

Configurar un Arduino en una placa de pruebas se ha convertido en un proceso que me encanta.

En unos minutos, puede tener una plataforma Arduino completamente funcional para trabajar, como verá en este tutorial. Ha habido varias ocasiones en las que estaba en la escuela y rápidamente armé una de estas para probar algunas ideas para un proyecto. Además, se ve tan bien con todos los componentes colocados sobre la placa de pruebas. Algunos de mis proyectos Arduino ¿Qué es un Arduino?

Arduino es una plataforma de creación de prototipos de electrónica de código abierto basada en hardware y software flexible y fácil de usar. Está destinado a artistas, diseñadores, aficionados y cualquier persona interesada en crear objetos o entornos interactivos.

Arduino puede detectar el entorno al recibir información de una variedad de sensores y puede afectar su entorno al controlar luces, motores y otros actuadores. El microcontrolador de la placa se programa utilizando el lenguaje de programación Arduino (basado en Wiring) y el entorno de desarrollo Arduino (basado en Processing). Los proyectos de Arduino pueden ser independientes o pueden comunicarse con el software que se ejecuta en una computadora (por ejemplo, Flash, Processing, MaxMSP). [1] www.arduino.cc

Paso 1: componentes

Con algunas piezas económicas y una placa de pruebas sin soldadura, puede construir rápida y fácilmente su propio Arduino. Este concepto funciona muy bien cuando desea crear un prototipo de una nueva idea de diseño, o no desea destrozar su diseño cada vez que necesita su Arduino. El siguiente ejemplo muestra cómo conectar los componentes en su tablero. Entraremos en más detalles a lo largo de este proyecto. Figura 1-1: Placa de pruebas Arduino con capacidad de programación USB. Antes de comenzar, asegúrese de tener todos los elementos necesarios en el cuadro de lista de componentes. Si necesita comprar piezas, puede hacerlo desde mi sitio en www. ArduinoFun.com o ver más abajo para otras tiendas en línea * Consulte la nota sobre el cable TTL-232R en las opciones de programación antes de comprar. 10% DE DESCUENTO en todo el pedido en ArduinoFun.com, use el código de cupón: INSTRUCTABLES al finalizar la compra. Puede comprar componentes en www. ArduinoFun.com o www. SparkFun.com o www. CuriousInventor.com o www. FunGizmos.com o www. Adafruit.com solo por nombrar algunos lugares. Tutorial original de:

Paso 2: Configurar la energía

Lo primero que debe hacer es configurar la energía. Con su tablero y componentes frente a usted … ¡comencemos! Con este paso, configurará la placa de pruebas Arduino para una potencia constante de + 5 voltios utilizando un regulador de voltaje 7805. Figura 1-2: Configuración de energía con indicador LED. Para que el regulador de voltaje funcione, debe proporcionar más de 5V de potencia. Una batería típica de 9V con un conector a presión funcionaría bien para esto. El poder entrará en la placa de pruebas donde verá los cuadrados rojos y negros + y -. Luego agregue uno de los capacitores de 10uF. El tramo más largo es el ánodo (positivo) y el tramo más corto es el cátodo (negativo). La mayoría de los condensadores también están marcados con una franja en el lado negativo. Al otro lado del espacio vacío en la placa de pruebas (el canal), deberá colocar dos cables de conexión para positivo (rojo) y tierra (negro) para saltar la energía de un lado de la placa de pruebas al otro. Ahora agregue el regulador de voltaje 7805. El 7805 tiene tres patas. Si lo mira desde el frente, la pierna izquierda es para voltaje en (Vin), la pierna del medio es para tierra (GND) y la tercera pierna es para salida de voltaje (Vout). Asegúrate de que la pierna izquierda esté alineada con tu potencia positiva y el segundo pin a tierra. Al salir del regulador de voltaje y dirigirse al riel de alimentación en el costado de la placa de prueba, debe agregar un cable GND al riel de tierra y luego el cable Vout (3^rd pata del regulador de voltaje) al carril positivo. Agregue el segundo capacitor de 10uF al riel de alimentación. Prestando atención a los lados positivo y negativo. Es una buena idea incluir un indicador de estado LED que se puede utilizar para solucionar problemas. Para hacer esto, debe conectar el riel de alimentación del lado derecho con el riel de alimentación de la izquierda. Agregue cables positivos a positivos y negativos a negativos en la parte inferior de su tablero. Figura 1-3: Conexiones del carril de alimentación izquierdo y derecho. Tener energía en el riel de alimentación izquierdo y derecho también ayudará a mantener su placa de pruebas organizada al proporcionar energía a los diversos componentes. Figura 1-4: Para el indicador de estado LED, conecte una resistencia 220 & (de color: rojo, rojo, marrón) desde la alimentación al ánodo del LED (lado positivo, pata más larga) y luego un cable GND al lado del cátodo. Felicitaciones, ahora su placa está configurada para una potencia de + 5V. Puede pasar al siguiente paso en el diseño del circuito.

Paso 3: Mapeo de pines de Arduino

Ahora queremos preparar el chip ATmega168 o 328. Antes de comenzar, echemos un vistazo a lo que hace cada pin del chip en relación con las funciones de Arduino. NOTA: El ATmega328 funciona prácticamente a la misma velocidad, con el mismo pinout, pero presenta más del doble de memoria flash (30k frente a 14k) y el doble de EEPROM (1Kb frente a 512b). Figura 1-5: Asignación de pines de Arduino El chip ATmega168 es creado por Atmel. Si busca la hoja de datos, no encontrará que las referencias anteriores sean las mismas. Esto se debe a que Arduino tiene sus propias funciones para estos pines, y las he proporcionado solo en esta ilustración. Si desea comparar o necesita conocer las referencias reales del chip, puede descargar una copia de la hoja de datos en www.atmel.com. Ahora que conoce el diseño de los pines, podemos comenzar a conectar el resto de los componentes.

Paso 4: Conexión de componentes

Para comenzar, construiremos los circuitos de soporte para un lado del chip y luego pasaremos al otro lado. El pin uno en la mayoría de las fichas tiene un marcador de identificación. Al mirar el ATmega168 o 328, notará una muesca en forma de U en la parte superior, así como un pequeño punto. El punto pequeño indica que este es el pin 1. Figura 1-6: Pines de circuito de soporte 15-28 Desde el bus de alimentación GND, agregue un cable de puente al pin 22. A continuación, desde el bus de alimentación positivo, agregue los cables de puente al pin 20 (AVCC: voltaje de suministro para el convertidor ADC. Debe estar conectado a la alimentación si el ADC no se está utilizando y debe alimentarse a través de un filtro de paso bajo si lo está (un filtro de paso bajo es un circuito que limpia el ruido de la fuente de alimentación, no estamos usando uno) Luego agregue un cable de puente desde el bus positivo al pin 21 (pin de referencia analógica para ADC). En el Arduino, el pin 13 es el pin LED. Tenga en cuenta que en el chip real el pin es el número 19. Cuando cargue su código de boceto y para todos los proyectos, seguirá haciendo referencia a este como Pin 13. Para conectar el LED, agregue una resistencia de 220 & de GND al cátodo del LED. Luego, desde el ánodo del LED, agregue un cable de puente a pin 19. Ahora podemos pasar al otro lado del chip. ¡Ya casi ha terminado! Figura 1-7: Pines de circuito de soporte 1-14 Sobre el chip ATmega168 cerca el identificador del pin 1, coloque el pequeño interruptor táctil. Este interruptor se usa para reiniciar el Arduino. Justo antes de cargar un nuevo boceto en el chip, querrá presionar esto una vez. Ahora agregue un pequeño cable de puente desde el pin 1 a la pata inferior del interruptor, luego agregue la resistencia de 10K de la alimentación a la fila del pin 1 en la placa de pruebas. Finalmente, agregue un cable de puente GND a la pata superior del interruptor. Agregue puentes de alimentación y GND al pin 7 (VCC) y al pin 8 (GND). Agregue el cristal de reloj de 16MHz a los pines 9 y 10 y luego los dos condensadores de.22pF de los pines 9 y 10 a GND. (Consulte la nota a continuación para conocer un método alternativo). Su arduino de tablero básico ahora está completo. Podrías detenerte aquí mismo si quisieras e intercambiar un chip ya programado de tu placa Arduino a la placa de pruebas, pero como llegaste tan lejos, también podrías terminar agregando algunos pines de programación. Esto le permitirá programar el chip desde la placa de pruebas. NOTA: En lugar de utilizar el cristal de reloj de 16 MHz, puede utilizar un resonador cerámico de 16 MHz con condensadores integrados, paquete SIP de tres terminales. Tendrá que organizar su placa de pruebas un poco diferente, el resonador tiene tres patas. La rama del medio irá al suelo y las otras dos patas irán a los pines 9 y 10 del chip ATmega168. Refiriéndose a la Figura 1-7, ubique un lugar donde tenga 6 columnas en el tablero que no estén en contacto con nada más. Coloque aquí una fila de seis clavijas de cabezal macho. Con la placa de pruebas frente a usted, las conexiones son las siguientes: GND, NC, 5V, TX, RX, NC, también llamo a estos pines 1, 2, 3, 4, 5, 6. Desde su riel de bus de alimentación, agregue el Cable GND al pin 1 y un cable de alimentación al pin 3. NC significa que no está conectado, pero puede conectarlos a GND si lo desea. Desde el pin 2 en el chip ATmega168, que es el pin Arduino RX, conectará un cable al pin 4 (TX) de sus encabezados de programación. En el chip ATmega168, el pin 3 Arduino TX se conecta al pin 5 (RX) en los pines del cabezal. La comunicación se ve así: ATmega168 RX a la clavija de encabezado TX y ATmega168 TX a la clavija de encabezado RX. Ahora puedes programar tu placa Arduino.

Paso 5: Opciones de programación

La primera opción es comprar un cable serial TTL-232R 3.3V USB - TTL Level. Estos se pueden comprar en www.adafruit.com o www.ftdichip.com. Las otras dos opciones, que prefiero, son comprar una de las dos placas de conexión en www. SparkFun.com. Son:

• FT232RL USB to Serial Breakout Board, SKU: BOB-00718 (Esta opción ocupa más espacio en su protoboard)
• FTDI Basic Breakout - 3.3V SKU: DEV-08772 (Esta opción y el uso de cabezales macho en ángulo recto funcionan mejor de los tres porque se asegura mejor en la placa de pruebas)

Verifique sus conexiones, asegúrese de que su batería de 9V no esté conectada y conecte su opción de programación. Abra el IDE de Arduino y en los archivos de boceto de ejemplo, en Digital, cargue el boceto de Blink. En la opción de archivo Puerto serie, seleccione el puerto COM que está utilizando con su cable USB. es decir, COM1, COM9, etc. En la opción de archivo Tools / Board, seleccione:

• Arduino Duemilanove con ATmega328
• Arduino Decimila, Duemilanove o Nano con ATmega128

(dependiendo del chip que esté utilizando con su placa de pruebas Arduino) Ahora presione el icono de carga y luego presione el botón de reinicio en su placa de pruebas. Si está utilizando una de las placas de conexión SparkFun, verá parpadear las luces RX y TX. Esto le permite saber que se están enviando los datos. A veces es necesario esperar unos segundos después de presionar el botón de carga antes de presionar el interruptor de reinicio. Si tiene problemas, simplemente experimente un poco con qué tan rápido pasa entre los dos. Este boceto, si se carga correctamente, hará parpadear el LED en el pin 13 durante un segundo, se apagará durante un segundo, se encenderá durante un segundo … hasta que cargue un nuevo boceto o apague la alimentación. Una vez que haya cargado el código, puede desconectar la placa de programación y usar su batería de 9V para obtener energía. Solución de problemas

• Sin energía: asegúrese de que la fuente de energía esté por encima de 5V.
• Energía pero nada funciona: vuelva a verificar todos sus puntos de conexión.
• Error de carga: consulte www.arduino.cc y busque el mensaje de error particular que reciba. También consulte los foros, ya que hay mucha ayuda allí.

Paso 6: archivos de PCB

Si alguien está interesado en grabar su propia PCB (placa de circuito impreso), he incluido los archivos pcb del lado de la soldadura y del componente. He agregado un archivo zip que contiene archivos-j.webp