Geben Sie kein Geld für ein Arduino aus - Bauen Sie Ihr eigenes für viel weniger auf

Ich liebe meine Arduinos. Zu jeder Zeit habe ich einige Projekte im Gange - Prototyping ist mit ihnen so einfach. Aber manchmal möchte ich das Projekt funktionsfähig halten, ohne einen anderen Arduino zu kaufen. Jedes Mal, wenn ich nur einen Teil der Funktionalität brauche, 30 US-Dollar für einen recht einfachen Mikrocontroller auszugeben, ist es blöd. An diesem Punkt wird der Bau eines Arduino-Klons zu einer gangbaren Option.

Die Wahrheit: Sie können keinen billigen Arduino-Klon aufbauen

Das Arduino selbst besteht aus einer einfachen Elektronik, aber es ist das Paket und das Layout, für das Sie wirklich bezahlen. In diesem Artikel werde ich beschreiben, wie einige Funktionen für viel billiger repliziert werden können - im Fall von “erlaubend” Ihre Arduino-Projekte - aber es ist unmöglich, einen vollständigen DIY-Arduino-Klon zu bauen, ohne über Massenkaufkraft und Produktionsanlagen zu verfügen.

Das Schöne an Ihrem eigenen Aufbau ist, dass Sie Bits ausschließen können, die Sie nicht brauchen, um die Kosten niedrig zu halten, und das Arduino-Paket mit all den ungenutzten Kopfzeilen und dem verschwendeten Speicherplatz vermeiden Wenn Sie Ihr eigenes Gebäude bauen, sparen Sie damit wirklich kein Geld.

In meinem Fall wollte ich den LED-Würfel, den ich gemacht habe, dauerhaft anzeigen lassen. So baue ich einen pulsierenden Arduino-LED-Würfel, der aussieht, als wäre er aus der Zukunft gekommen Mit ein paar Anfänger-Arduino-Projekten, aber auf der Suche nach etwas etwas Dauerhaftem und auf einer ganz anderen Ebene von genialem, dann ist der bescheidene 4 x 4 x 4 LED-Würfel irgendwo anders, mit einer externen Stromversorgung und nicht den zusätzlichen Kosten Verwendung eines vollen Arduino-Boards; Es war immerhin noch Platz auf dem Protoboard, also würde ich lieber alles dort ablegen. Hier ist mein fertiger DIY-Arduino im Breadboard-Stadium, neben dem LED-Würfel und einem echten Arduino für die Programmierung. Der nächste Schritt besteht darin, alle Teile auf das Protoboard zu setzen, was sich jedoch heute nicht in diesem Artikel befindet.

Jedenfalls weiter mit dem Projekt. Ich habe es mit den einzelnen Komponentenlisten nach Abschnitten aufgegliedert, aber es ist einfacher, ein Bundle zu kaufen(Oomlout.co.uk, £ 7.50).

Netzteilregler und LED-Anzeige

• 100 uF-Kondensatoren (2) - Vorsicht vor der Silberlinie, die der negativen Seite zugewandt ist
• 7805 5V Spannungsregler (1)
• ROTE LED und 560 Ohm Widerstand

Der Zweck dieses Abschnitts besteht darin, ein Netzteil mit 7-12 V (normalerweise ein 9-V-Gleichstromstecker) auf 5 V herunterzuregelnvom Mikrocontroller-Chip benötigt. Die roten und blauen Kabel, die von der linken Seite kommen, sollten an die von Ihnen verwendete Eingangsleistung angeschlossen werden. Verwenden Sie jedoch auf keinen Fall mehr als 12 V, da sonst frittiert wird. Verbinden Sie auch die oberen und unteren Schienen an diesem Punkt.

Wenn Sie ein vorhandenes Arduino für die Programmierung des Chips verwenden (später beschrieben), können Sie die Stromschienen auch direkt an + 5 V und GND anschließen.

Mikrocontroller und Timing-Schaltung

• ATMega328P-PU - mit Arduino-Bootloader vorinstalliert.
• 22pf Kondensatoren (2) (im Diagramm sind sie blau, aber die Komponente, die ich gekauft habe, war eigentlich orange - kein Unterschied. Es gibt keinen positiven oder negativen Effekt)..
• 16 MHz Kristall.

Der Kürze halber habe ich den Leistungsregler nicht in der nachstehenden Abbildung gezeigt, aber Sie sollten dieses Bit natürlich bereits beendet haben.

Dieser Teil ist das Herzstück eines Arduino - des Mikrocontrollers. Der 16-MHz-Quarz liefert ein konstantes Taktsignal, das jeden Zyklus der Schaltung vorschiebt.

Um es Ihnen leichter zu machen, kaufen Sie entweder einige dieser Adafruit-Aufkleber (2,95 $ für 10):

Oder machen Sie Ihre eigenen. Hier ist ein PDF, das ich erstellt habe, wenn Sie Haftetiketten haben.

Schalter zurücksetzen

Schließlich brauchen wir nur einen Reset-Schalter - zum Glück ist dieses Bit ziemlich einfach; Beachten Sie jedoch, dass Sie in einigen Tutorials eine Widerstand nach unten ziehen hinzugefügt. Ich glaube, dass dies für ATMega168 und nicht für 368 benötigt wird.

Hier ist das fertige Diagramm.

Die Dxs und Axes sind dann Ihre regulären digitalen und analogen E / A-Pins. Wenn Sie sich mit einem Ausdruck das Leben nicht einfacher machen möchten, verwechseln Sie bitte nichts mit den Angaben D13 oder Pin 13 des Arduino, mit Pin 13 des ATMega328. Sie sind anders - D13 ist Pin 19 auf dem Chip. RX ist auch funktionell D0 und TX ist D1.

Den Chip programmieren

Bevor Sie dies testen können, benötigen Sie eine Möglichkeit, den ATMega-Chip zu programmieren. Hier kommt die Komplikation ins Spiel. Auf einem Arduino-Board ist die USB-Schnittstelle eine der teuersten Komponenten.

Hier sind deine Optionen:

1. Nehmen Sie den Chip aus einem anderen Arduino heraus.

Dies ist der einfachste Weg zum schnellen Testen. Verwenden Sie einfach eine vorhandene Arduino-Platine, auf der sich bereits Ihre Arbeitsskizze befindet, und ziehen Sie den Chip aus dem Arduino heraus. Wenn Ihr Projekt abgeschlossen ist und funktioniert, tauschen Sie es einfach aus. Sie können einen anderen unprogrammierten Chip in den Arduino werfen, um ihn erneut zu verwenden - dort gibt es nichts Besonderes.

Der einzige Nachteil hier ist, dass es sehr leicht ist, die Pins zu beschädigen. Seien Sie daher beim Entfernen sehr vorsichtig.

2. Verwenden Sie ein Durchgangskabel eines vorhandenen Arduino.

Bevor Sie dies versuchen, müssen Sie auch den vorhandenen Chip von Ihrem Arduino entfernen. es wird den Prozess stören. Im Wesentlichen verwenden wir nur die USB-Schnittstelle des Arduino. Verbinden Leistung und GND zu den Standard-Arduino-Pins; Zurücksetzen; und der wichtigste Teil - RX an RX (D0) und TX an TX (D1) - dies sind die seriellen Sende- und Empfangs-Pins. Dann sollten Sie den USB-Anschluss Ihres ursprünglichen Arduino verwenden können.

3. Kaufen Sie ein FTDI-USB-zu-Seriell-Schnittstellenkabel.

Dies ist im Wesentlichen ein Ersatz für die Schnittstelle, die in allen Arduino's enthalten ist, aber mit rund 15 USD recht teuer - und ist der Hauptgrund, warum Sie nicht billig eine exakte Nachbildung eines Arduino bauen können. Wenn Sie jedoch vorhaben, dies häufig zu tun, ist es wahrscheinlich der einfachste Weg, eines davon zu erhalten, das Sie am Ende eines USB-Kabels halten können.

Befolgen Sie die Anweisungen zum Hinzufügen von Oomlout. Beachten Sie dabei nur den schattierten Bereich der USB-Programmierschnittstelle. Verwenden Sie den 6-Pin-Header, um die tatsächliche Schnittstelle anzuschließen.

Beachten Sie, dass alle diese Methoden davon ausgehen, dass Sie ein Arduino haben Bootloader bereits auf dem Chip gebrannt; Wenn Sie beispielsweise als Komponentenpaket kaufen, werden sie bereitgestellt und können einfach ausgetauscht werden. Wenn Sie die Chips alleine oder nicht speziell für einen Arduino-Zweck kaufen, müssen Sie den Bootloader zuerst etwas anderes brennen. Es gibt ein gutes Tutorial zum Huckepacking eines vorhandenen Arduino und eine Anwendung namens OptiLoader für diesen Zweck. Der Unterschied beträgt etwa 2 US-Dollar.

Bevor Sie ein weiteres Arduino für das nächste Projekt kaufen, sollten Sie sich fragen: Benötigen Sie die USB-Verbindung?, und Müssen Sie Arduino-Schilde anschließen?? Wenn beide Antworten mit Ja beantwortet werden, kaufen Sie ein weiteres Arduino - es wird nicht günstiger sein, wenn Sie Ihr eigenes bauen. Ansonsten einfach selber bauen! Vergessen Sie nicht, alle weiteren Arduino-Tutorials und Artikel durchzusehen.

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