資料介紹
描述
我知道與 Arduino 等微控制器一起使用的傳感器、模塊和集成電路。而且我認(rèn)為即使在 10 年后,Arduino UNO 仍然是大多數(shù)愛(ài)好者的首選。由于其開(kāi)源環(huán)境和未來(lái)主義軟件。開(kāi)發(fā)人員為它發(fā)布了一些易于編程的軟件。Arduino Uno 是該系列的第一款 MCU,您可以在官網(wǎng)上看到不同的變體名稱。
我與 Arduino 合作了很長(zhǎng)時(shí)間。而且我知道通信協(xié)議和硬件兼容性。因?yàn)?Arduino 于 2012 年發(fā)布,并且一天比一天有趣。但是這個(gè)時(shí)代的設(shè)計(jì)是一樣的,但我想修改設(shè)計(jì)。不是因?yàn)槿魏五e(cuò)誤,而是由于兼容性問(wèn)題。
1)舊的USB type A,現(xiàn)在用的不多。
2)可以省去電源插孔,因?yàn)橹苯与娫聪到y(tǒng)更加一致。
3) 母頭數(shù)量較少
4) 3.3volt 不能支持超過(guò) 200mA
5) 沒(méi)有太多使用 ICSP 標(biāo)頭。
6) 過(guò)度殺傷電路。
為了消除這些問(wèn)題并修改整體布局,我選擇制作自己的與 UNO 完全兼容的微控制器開(kāi)發(fā)板。使用 SMD 組件,使用低功率 USB 轉(zhuǎn)串口可以降低成本。最后為廣泛使用的 12C 模塊、屏幕、藍(lán)牙、無(wú)線電模塊和傳感器添加不同的端口/接頭。
因?yàn)槲蚁胧紫仍谶@個(gè) Arduino 上測(cè)試我的項(xiàng)目,所以通過(guò)減少跳線的數(shù)量,電路變得不那么復(fù)雜。所有這些事情都可以通過(guò)使用 JLCPCB 原型設(shè)計(jì)服務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。JLCPCB只需 2 美元即可提供 5 片 2 層 PCB。立即注冊(cè)JLCPCB 以獲得價(jià)值 54 美元的免費(fèi)優(yōu)惠券。至于現(xiàn)在,您只需在 Instagram 上給我發(fā)消息即可獲得所需的 Gerber、BOM 和 CPL 文件:Sagar_Saini_7294。
使用的組件:
- Atmega328p-貼片版
- 16 MHz 貼片晶體
- CH340C USB轉(zhuǎn)串口芯片
- C型母頭USB
- 1K電阻
- 10K電阻
- 100nf電容
- 貼片觸覺(jué)按鈕
- 藍(lán)色和紅色 SMD LED
- 撥碼開(kāi)關(guān) x4
- 排針
- AMS1117 5v、3.3v 穩(wěn)壓器
- 100uf電解電容
- JLCPCB的定制PCB
電路原理圖:
該單片機(jī)的電路非常簡(jiǎn)單,只需遵循數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)表的基礎(chǔ)知識(shí)即可。我使用 CH340C 作為 USB 轉(zhuǎn)串口編程器。該芯片有很多變體,我使用的是“c”,它具有 12MHz 的內(nèi)部振蕩器。藍(lán)色 LED 用于 Tx 和 Rx 引腳,橙色和黃色用于電源和 D13 引腳。
這些 LED 使用 1K 電阻器來(lái)限制電流。AMS1117 5 伏穩(wěn)壓器為整個(gè)電路板提供 +5 伏。100nF 和 100uf 電容用于降噪和電源濾波。帶有 10k 電阻的觸覺(jué)按鈕完成了復(fù)位電路。新一代 USB C 型,具有更好的外觀和強(qiáng)大的連接。我為 I/O 引腳、藍(lán)牙連接和 12C 使用了不同的引腳接頭。
FTDI、藍(lán)牙、無(wú)線電和 USB 可以使用安裝在 PCB 之間的 DIP 開(kāi)關(guān)啟用。實(shí)際上,這是控制整個(gè)電路動(dòng)作的主要部件。
原理圖設(shè)計(jì)和PCB:
我使用 EasyEDA 設(shè)計(jì)了這塊板的原理圖,添加了更多功能,如下面的工作部分列出。如果您想根據(jù)您所在地區(qū)的組件可用性來(lái)修改布局,那么您可以使用 EasyEDA 并參考我的設(shè)計(jì)。連接正常,并使用正確的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)記進(jìn)行了測(cè)試。
至于PCB,我把我的原理圖變成了PCB制造文件。然后進(jìn)行一些設(shè)計(jì)并將所有組件放置在它們的位置。然后我對(duì)這塊板進(jìn)行手動(dòng)布線,并以 Gerber 文件的形式下載項(xiàng)目。
您可以將此文件上傳給PCB制造商以制作物理原型。至于現(xiàn)在,您只需在 Instagram 上給我發(fā)消息即可獲得所需的 Gerber、BOM 和 CPL 文件:Sagar_Saini_7294。
PCB 規(guī)格和組件安裝:
元件值的組裝如圖所示,您可以據(jù)此添加電阻和電容。讓我在 Instagram 上獲取完整的原理圖和所有文件。
這里所有的 smd 組件,如電阻器、電容器和 LED 都是 0603 封裝。因此,嘗試管理與首選相同的尺寸,或者您可以從JLCPCB提供組裝服務(wù),只需 8 美元即可提供 SMD 組裝。
組裝PCB板:
使用簡(jiǎn)單的焊料焊接Arduino芯片的SMD封裝是非常困難的,直到您不知道正確的焊接方法。
只需先焊接一個(gè)引腳,然后添加訪問(wèn)焊膏,在加熱的焊料上獲得一些焊錫絲,并在芯片上形成一層。芯片引腳中的任何短路都可以使用焊芯去除。
始終建議在 SMD 上使用多余的焊膏,但在焊接后立即清除殘留物。
第一次開(kāi)機(jī):
檢查電源連接是否連續(xù),如果一切正常,則連接 USB 電源。如果有蜂鳴聲,則檢查焊接連接。如果有任何錯(cuò)誤連接,則再次重新焊接組件。大多數(shù)時(shí)候USB C型連接器或SMD芯片短路。
燒錄引導(dǎo)程序:
在將任何草圖上傳到芯片之前,您需要將啟動(dòng)設(shè)置刻錄到它。只需使用另一個(gè) Arduino UNO 板即可完成。從示例部分將 Arduino ISP 代碼上傳到第二個(gè) Arduino。
根據(jù)給定的接線圖連接兩個(gè) Arduino。然后選擇 Programmers 作為 ISP 并單擊刻錄引導(dǎo)加載程序。成功刻錄程序需要一分鐘或更短的時(shí)間。之后,您可以將任何程序上傳到芯片。但我總是建議首先使用閃爍 LED 示例。
PCB文件和測(cè)試代碼:
我將原理圖轉(zhuǎn)換為 PCB,然后轉(zhuǎn)換為 Gerber 文件。如果我的設(shè)計(jì)看起來(lái)很有趣,那么從我這里獲取 Gerber 文件并將它們上傳到JLCPCB ,只需 2 美元即可提供5 塊2 層 PCB 。我使用了紅色阻焊層、FR4 材料、hasl 表面處理和 1.6 毫米厚的 PCB。您可以從這里下載所有使用的代碼。
工作與特點(diǎn):
1) FTDI模式:
我在這個(gè)模塊中添加了一個(gè) FTDI 功能,這意味著如果你想對(duì)任何 Arduino 板(如 mini、Nano)進(jìn)行編程,可以直接連接到接頭。不需要外部程序員。現(xiàn)在您可以通過(guò)撥碼開(kāi)關(guān)在兩種 FTDI 模式之間切換。第一次對(duì)板載 Arduino 芯片進(jìn)行編程,第二次對(duì)任何極端 MCU 板進(jìn)行編程。
2)藍(lán)牙:
我還為藍(lán)牙模塊添加了標(biāo)題。提供通過(guò)藍(lán)牙對(duì)電路板進(jìn)行無(wú)線編程。但我們將在另一篇文章中介紹該功能。該模塊使用串行協(xié)議進(jìn)行接口。并且相同的 DIP 開(kāi)關(guān)用于打開(kāi)/關(guān)閉模塊。
3) NRF24L01 收音機(jī):
Nrf24L01 主要與 Arduino 一起用作遠(yuǎn)程控制用途。我將 NRF 的接頭添加到我的 Arduino 板的一側(cè),以便模塊可以直接插入接頭。所有電線的連接都標(biāo)記在Arduino板PCB沉屏層上,
4) 3X3 I/O 接頭:
這些是用于連接任何帶有 3 個(gè)引腳的數(shù)字傳感器的接頭。像 DHT,麥克風(fēng)。現(xiàn)在無(wú)需擔(dān)心引腳排列。因?yàn)?3x3 標(biāo)頭總共形成了 36 種不同的插入模塊的概率。
5)直接12C特點(diǎn):
一些顯示模塊和傳感器使用與 Arduino 的 I2C 通信。現(xiàn)在您可以使用任何傳感器將 12c 屏幕直接插入電路板,以獲得屏幕上顯示的值。從這里下載所有使用的不同程序。
故障排除:
如果啟動(dòng)有任何問(wèn)題,請(qǐng)檢查串行連接。CH340驅(qū)動(dòng)可能有問(wèn)題或檢查芯片的電源連接。Ch340C 故障排除和 Arduino 接口在這篇單獨(dú)的文章中進(jìn)行了說(shuō)明。
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