Non spendere soldi per un Arduino costruisci il tuo per molto meno

Adoro i miei Arduinos. Ad un certo punto, ho parecchi progetti in movimento - la prototipazione è così semplice con loro. Ma a volte, voglio mantenere il progetto funzionale senza acquistare un altro Arduino. Spendere $ 30 ogni volta per un microcontrollore abbastanza semplice di quello che ho bisogno solo di alcune delle funzionalità è semplicemente stupido. È a quel punto che costruire un clone di Arduino diventa un'opzione praticabile.

La verità: non è possibile costruire un clone Arduino completo per meno

Lo stesso Arduino è costituito da una semplice elettronica, ma è il pacchetto e il layout che stai pagando veramente. In questo articolo illustrerò come replicare alcune delle funzionalità per molto meno - nel caso di “permifying” i tuoi progetti Arduino - ma è impossibile costruire un clone Arduino fai-da-te completo senza potere di acquisto di massa e impianti di produzione.

La bellezza di costruire il tuo è che puoi escludere bit che non ti servono per contenere i costi ed evitare il pacchetto Arduino con tutte le intestazioni inutilizzate e lo spazio sprecato - se hai davvero bisogno della forma e delle intestazioni Arduino da usare con altri scudi , quindi costruire il tuo non ti farà davvero risparmiare soldi.

Nel mio caso, ho voluto mostrare in modo permanente il cubo LED che ho creato Come creare un cubo LED Arduino pulsante che sembra uscito dal futuro Come creare un cubo LED Arduino pulsante che sembra uscito dal futuro Se hai dilettato con alcuni progetti Arduino per principianti, ma sono alla ricerca di qualcosa di un po 'permanente e su un altro livello di impressionante, quindi l'umile cubo 4 x 4 x 4 LED è ... Leggi di più da qualche parte, con un alimentatore esterno e non il costo aggiuntivo di usare una scheda Arduino completa; dopotutto c'era ancora spazio nel protoboard, quindi preferirei mettere tutto lì. Ecco il mio arduino fai-da-te finito nella fase di breadboard, accanto al cubo LED e un vero arduino usato per la programmazione. Il prossimo passo è mettere tutti i bit sulla protoboard, ma questo è fuori dallo scopo di questo articolo oggi.

Ad ogni modo, con il progetto. L'ho suddiviso per sezione con i singoli elenchi di componenti, ma è più semplice acquistare un pacchetto(Oomlout.co.uk, £ 7,50).

LED di alimentazione e regolatore

• 100 uF condensatori (2) - attento alla linea d'argento che si affaccia sul lato negativo
• 7805 5V regolatore di tensione (1)
• Led ROSSO e resistenza da 560 Ohm

Lo scopo di questa sezione è di prendere un alimentatore da 7 a 12 V (in genere una presa da 9 V CC) e regolarlo a 5 Vnecessario dal chip del microcontrollore. I cavi rosso e blu che si staccano a sinistra dovrebbero essere collegati a qualsiasi potenza di ingresso che si sta usando, ma assolutamente non usare più di 12v o friggere cose. Inoltre, collega le guide superiore e inferiore insieme a questo punto.

Se stai piggyback su un Arduino esistente per programmare il chip (descritto più avanti) puoi anche collegare i power rail direttamente a + 5V e GND.

Microcontrollore e circuito di sincronizzazione

• ATMega328P-PU - precaricato con bootloader Arduino.
• Condensatori 22pf (2) (nel diagramma sono blu, ma il componente che ho acquistato era in realtà arancione - nessuna differenza. Non c'è niente di positivo o negativo a questi).
• 16 cristalli MHZ.

Per brevità, non ho mostrato il regolatore di potenza nello schema qui sotto, ma ovviamente dovresti già aver finito quel bit.

Questa parte è il nucleo di un Arduino: il microcontrollore. Il cristallo a 16 mHz fornisce un segnale di temporizzazione costante che spinge ogni ciclo del circuito.

Inoltre, per semplificare le cose su di te, puoi acquistare alcune di queste etichette di pino Adafruit ($ 2,95 per 10):

O fai i tuoi. Ecco un PDF che ho realizzato se hai fogli di etichette appiccicosi.

Interruttore di ripristino

Infine, abbiamo solo bisogno di un interruttore di reset - fortunatamente questo bit è abbastanza semplice; ma nota che in alcuni tutorial troverai a resistenza verso il basso aggiunto. Credo che questo sia necessario per ATMega168 e non per 368.

Ecco il diagramma finito.

I Dx e gli Ax sono quindi i normali pin I / O digitali e analogici. Se si sceglie di non semplificarsi la vita con una stampa, si prega di fare molta attenzione a non confondere nulla che dice D13 o pin 13 su Arduino, con il pin 13 di ATMega328. Sono diversi - D13 è in realtà il pin 19 sul chip. RX è anche funzionalmente D0 e TX è D1.

Programmazione del chip

Prima di testare questo, avrai bisogno di un modo per programmare il chip ATMega - è qui che arriva la complicazione. Su una scheda Arduino, una delle parti più costose è l'interfaccia USB.

Ecco le tue opzioni:

1. Prendi il chip da un altro arduino.

Questa è la via più semplice per test rapidi; basta usare una scheda Arduino già esistente con il tuo abbozzo di lavoro già presente e estrarre il chip da Arduino. Se il tuo progetto è finalizzato e funzionante, basta scambiarli. Puoi lanciare un altro chip non programmato nell'arduino per usarlo di nuovo - non c'è niente di speciale lì.

L'unico lato negativo qui è che è molto facile danneggiare i pin, quindi stai MOLTO attento quando li rimuovi.

2. Utilizzare un cavo passthrough da un Arduino esistente.

Prima di provare a farlo, devi anche rimuovere il chip esistente dal tuo Arduino; interferirà con il processo. In pratica useremo solo l'interfaccia USB di Arduino. Collegare energia e GND ai pin standard di Arduino; Reset; e la parte più importante - da RX a RX (D0) e da TX a TX (D1) - questi sono i pin seriali di invio e di ricezione quindi dovresti essere in grado di utilizzare la porta USB del tuo Arduino originale.

3. Acquistare un cavo interfaccia seriale USB FTDI.

Questa è fondamentalmente una sostituzione dell'interfaccia inclusa in tutti gli Arduino, ma piuttosto costosa a circa $ 15 - ed è la ragione principale per cui non è possibile costruire a buon mercato una replica esatta di un Arduino. Se hai intenzione di fare questo molto, però, ottenere uno di questi che puoi semplicemente tenere sulla punta di un cavo USB è probabilmente la strada più facile da percorrere.

Per istruzioni sull'aggiunta di questo, seguire lo schema fornito da Oomlout, prendendo atto solo dell'area ombreggiata dell'interfaccia di programmazione USB. Utilizzare l'intestazione a 6 pin per collegare l'interfaccia effettiva.

Nota che tutti questi metodi presumono che tu abbia un Arduino boot loader già bruciato sul chip; se acquisti come bundle di componenti, ad esempio, saranno forniti pronti per essere semplicemente sostituiti. Se si acquistano i chip da soli o non specificamente per uno scopo Arduino, è necessario utilizzare qualcos'altro per masterizzare il bootloader. C'è un buon tutorial qui su portamento di un Arduino esistente e un'applicazione chiamata OptiLoader per quello scopo. La differenza è di circa $ 2.

Quindi, prima di acquistare un altro Arduino per il prossimo progetto, chiediti: hai bisogno della connessione USB, e hai bisogno di collegare gli scudi Arduino? Se la risposta a entrambi è sì, allora vai avanti e acquista un altro Arduino - non funzionerà più economico costruendo il tuo. Altrimenti, costruisci uno tu stesso! E non dimenticare di dare un'occhiata a tutto il resto dei nostri tutorial e articoli su Arduino.

Scopri di più su: Arduino.