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Rolling Board Arduino: scheda di prototipazione open source

Rolling Board Arduino-La prototipazione è una parte importante del processo di progettazione e sviluppo. Questo è essenziale prima di passare alle fasi più avanzate di un progetto PCB. Pertanto, se sei uno sviluppatore di elettronica digitale, la breadboard Arduino è una buona scelta.

Prima dell’avvento di Arduino, per i principianti era difficile imparare i microcontrollori. Devono utilizzare kit costosi, che richiedono la codifica in linguaggio assembly e sono difficili da usare.

Tuttavia, Arduino ha cambiato le cose, fornendo una piattaforma economica e facile da usare per la codifica in linguaggi di programmazione di alto livello come C++.

Esamineremo una breadboard Arduino e i passaggi necessari per realizzare tale scheda.

Rolling Board Arduino-Cos’è Arduino?

Arduino è una piattaforma software e hardware di elettronica digitale open source, progetto e comunità di utenti. Questa piattaforma progetta e costruisce microcontrollori a scheda singola di facile utilizzo e relativi kit per lo sviluppo di elettronica digitale.

Rolling Board Arduino 1

Scheda Arduino

Rolling Board Arduino-Cos’è una breadboard?

Una breadboard, invece, è una consolle rettangolare in plastica con fori quadrati traforati e incisioni di simboli e linee. Serve come base di costruzione per assemblare più componenti elettronici e microcontrollori come Arduino per la prototipazione.

Il design senza saldatura di una breadboard è la sua principale differenza rispetto a un pcb.

Rolling Board Arduino 2

Una breadboard senza saldatura

In genere, le breadboard sono dotate di cavi di collegamento, unità di alimentazione e componenti elettronici come transistor, resistori e condensatori.

Rolling Board Arduino-Alcune specifiche di Arduino

Tensione di funzionamento: 7-12 V (presa CC), 5 V (USB)

Pin I/O digitali: 14 (6 per il funzionamento PWM)

Pin di ingresso analogico: 6

Memoria flash per la memorizzazione dei programmi: 32 kb

RAM: 2kb

eepm: 1kb

Velocità di clock: 16 MHz

Uscita corrente pin I/O CC: 20 mA

Rolling Board Arduino-Costruire una breadboard Arduino

Quando si costruisce un Arduino su una breadboard, un microcontrollore come l’ATmega328P costituisce il kit di circuiti Arduino di base. Ma le altre parti sono altrettanto importanti e costituiscono il resto del circuito. Le specifiche del microcontrollore Arduino ATmega328P sono le seguenti:

Rolling Board Arduino 3

Chip ATmega328P

Rispetto al microcontrollore ATmega328p standard, l’opzione Arduino breadboard è migliore perché trasporta il bootloader Arduino. Questo bootloader consente la programmazione IDE di Arduino. Inoltre, una breadboard Arduino ti darà i seguenti vantaggi:

Un’analisi approfondita di come funziona l’hardware Arduino

facile da espandere

Basso consumo energetico

componenti richiesti

Per costruire il progetto completo, avrai bisogno dei seguenti componenti:

  • ATmega328p con un bootloader Ardino
  • Tagliere
  • Resistenza da 220 ohm (due)
  • Resistenza di pull-up da 10k
  • Condensatore 10uF (due)
  • Condensatore 22pF (due)
  • 7805 regolatore di velocità
  • Alimentazione esterna (solitamente una batteria e un portabatteria)
  • Cavo a nucleo solido calibro 22 (cavo ponticello, cavo di alimentazione e cavo di terra)
  • Luce a led
  • Oscillatore a cristallo di clock esterno da 16 MHz
  • Porta USB (modulo convertitore da USB a seriale)

Collegare questi componenti come mostrato di seguito.

Rolling Board Arduino 4

Breadboard Arduino ATmega328p con modulo di conversione da USB a seriale

Per aiutarti a connetterti, devi sapere a cosa serve ogni pin nel microcontrollore. Ecco il diagramma dei pin del chip.

Schema pin di ATmega328p e scheda Arduino

Collegare l’alimentazione esterna

Inizia collegando il cablaggio di alimentazione della breadboard. Questo processo prevede l’installazione di cavi di alimentazione e di terra in cui si trova il regolatore di tensione. Prendere nota della numerazione dei pin per evitare connessioni errate dei componenti.

Quindi, aggiungi i cavi di terra e di alimentazione alla parte inferiore della scheda, collegando ciascuna guida. Quindi, collegare il regolatore di potenza e le barre di alimentazione alla scheda.

La tensione massima che puoi applicare al pin VCC è 6V, dovresti evitare di raggiungere questo valore. Utilizzare tra 3,3 – -5,5 v.

Nella maggior parte dei casi è sufficiente un’alimentazione 9-12VDC (batteria). Tuttavia, questo è il lavoro di un regolatore di tensione. Quindi la potenza in ingresso dovrebbe essere di circa 7-16 V per ottenere circa 5 V dal regolatore.

Aggiungere un condensatore da 10uF tra il regolatore IN e la massa. Allo stesso modo, installare un condensatore simile sulla guida destra tra il pavimento e l’alimentatore.

Quindi, attacca la luce LED e la resistenza da 220 ohm sul lato sinistro della scheda, proprio attraverso il regolatore di tensione.

Una volta selezionato l’alimentatore, è il momento di caricare il microcontrollore, quindi il modulo convertitore da USB a seriale.

Collega il microcontrollore

Innanzitutto, inserisci il chip nella breadboard come mostrato nell’immagine sopra. Quindi, collegare un resistore di pull-up da 10k dal pin di ripristino a +5V per impedire il ripristino del chip durante il normale funzionamento. Se collegato a terra a 0 V, il pin di ripristino riavvia il microcontrollore.

Quindi, collega l’orologio a 16 MHz ai pin 9 e 10. Collegare due condensatori da 22 pF a questi pin e mettere a terra, rispettivamente.

Un chip ATmega328P collegato a una breadboard

Quindi, collega un piccolo interruttore tattile tra il pin di ripristino e il pin di terra per fungere da pulsante di ripristino. Una volta che hai questo componente, se vuoi riavviare il chip per caricare il nuovo programma, premi l’interruttore.

Vale la pena notare che alcuni chip sono dotati di programmi LED lampeggianti preprogrammati. Spesso, il software Arduino contiene programmi direttamente dal produttore.

Assicurati che questi pin siano collegati come segue:

Pin 7 – Tensione di alimentazione digitale (VCC)

Pin 8 – GND

Pin 20 – AVcc – Tensione di alimentazione del convertitore ADC. Se l’ADC non viene utilizzato, deve essere collegato all’alimentazione di ingresso. Se si utilizza un ADC, collegare il pin all’alimentazione tramite un filtro passa basso.

Pin 21 – AREF – Pin di riferimento analogico ADC

Pin 22 – GND

Dopo aver impostato tutto e aver collegato la batteria, i LED della scheda dovrebbero lampeggiare. Lo scopo della luce a LED è controllare se la scheda riceve la corretta alimentazione o è in cortocircuito.

Puoi fermarti qui, ma il vero divertimento è quando stai programmando una breadboard Arduino. Per eseguire il flashing con il tuo codice, dovrai collegare il modulo convertitore da USB a seriale alla breadboard.

Poiché digiterai il codice sull’IDE Arduino del tuo computer, il modulo convertitore da USB a seriale fornisce una porta USB. È ancora meglio se hai una porta per collegare il tuo computer al chip breadboard tramite un cavo USB.

Collegamento del modulo convertitore da USB a seriale

Devi solo effettuare le seguenti cinque connessioni:

Rx, Tx

Tx vs Rx

Vcc, Vcc

terra, terra

DTR/RTS tramite condensatore da 10uF a RST

Da lì, puoi diventare creativo con l’IDE Arduino. Quindi prova a eseguire diverse parti di codice sul chip, ad esempio andando in modalità di sospensione per un po’.

Esempio di codice lampeggiante LED su Arduino IDE

Ricapitolare

Come puoi vedere, la breadboard Arduino fornisce una piattaforma facile da usare e conveniente per test e sviluppo, rendendola ideale per i principianti progettisti di elettronica digitale. In caso di domande, contattaci per ulteriori chiarimenti.

Hommer Zhao
Ciao, sono Hommer, il fondatore di WellPCB. Finora abbiamo più di 4.000 clienti in tutto il mondo. Per qualsiasi domanda puoi sentirti libero di contattarmi. Grazie in anticipo.

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