Ich liebe meine Arduinos. Ich habe zu jeder Zeit einige Projekte unterwegs - Prototyping ist einfach so einfach. Aber manchmal möchte ich das Projekt funktionsfähig halten, ohne ein anderes Arduino zu kaufen. Jedes Mal 30 Dollar für einen ziemlich einfachen Mikrocontroller zu investieren, als ich nur einen Teil der Funktionalität brauche, ist einfach albern. An diesem Punkt wird der Aufbau eines Arduino-Klons zu einer realisierbaren Option.
Die Wahrheit: Sie können nicht einen vollen Arduino-Klon für billiger bauen
Das Arduino selbst besteht aus einfacher Elektronik, aber es ist das Paket und das Layout, für das du wirklich bezahlst. In diesem Artikel werde ich skizzieren, wie man einige der Funktionen für viel billiger replizieren kann - im Falle des "Permigierens" Ihrer Arduino-Projekte - aber es ist unmöglich, einen vollständigen DIY-Arduino-Klon ohne Massenkaufkraft und Produktionseinrichtungen zu bauen.
Das Schöne daran ist, dass Sie Bits ausschließen können, die Sie nicht benötigen, um Kosten zu sparen, und vermeiden Sie das Arduino-Paket mit allen ungenutzten Headern und ungenutztem Platz - wenn Sie die Arduino-Form und Header für die Verwendung mit anderen Shields wirklich benötigen, dann bauen Sie Ihre eigenen nicht wirklich, um Ihnen Geld zu sparen.
In meinem Fall wollte ich dauerhaft den LED-Würfel, den ich gemacht habe. Wie man einen pulsierenden Arduino-LED-Würfel macht, der aussieht, als käme er aus der Zukunft Wie man einen pulsierenden Arduino-LED-Würfel macht, der aussieht, als käme er aus der Zukunft mit einigen Anfänger Arduino Projekte versucht, aber suchen etwas dauernd und auf einer ganz anderen Ebene der ehrfürchtig, dann ist die bescheidene 4 x 4 x 4 LED-Würfel ... Lesen Sie mehr irgendwo, mit einem externen Netzteil und nicht die zusätzliche Kosten für die Verwendung eines vollständigen Arduino-Boards; Da war noch Platz auf dem Protoboard, also würde ich lieber alles dort hinstellen. Hier ist meine fertige DIY Arduino in Breadboard-Bühne, neben dem LED-Würfel und einem tatsächlichen Arduino für die Programmierung verwendet. Der nächste Schritt besteht darin, alle Bits auf das Protoboard zu legen, aber das ist heute nicht mehr im Rahmen dieses Artikels.
Wie auch immer, weiter mit dem Projekt. Ich habe es nach Abschnitt mit einzelnen Komponenten Listen aufgeteilt, aber es ist einfacher, nur ein Bündel zu kaufen (Oomlout.de, £ 7, 50).
Netzteil-Regler und LED-Anzeige
- 100 μF Kondensatoren (2) - Vorsicht vor der Silberleitung, die zur negativen Seite zeigt
- 7805 5V Spannungsregler (1)
- ROT LED und 560 Ohm Widerstand
Der Zweck dieses Abschnitts besteht darin, eine 7-12-V-Stromversorgung (typischerweise einen 9-V-DC-Stecker) zu verwenden und sie auf 5 V zu regeln, die von dem Mikrocontroller-Chip benötigt werden. Die roten und blauen Kabel, die von links herauskommen, sollten mit der von Ihnen verwendeten Eingangsleistung verbunden sein, aber verwenden Sie absolut nicht mehr als 12 V oder Sie braten etwas. Verbinden Sie auch die oberen und unteren Schienen an dieser Stelle miteinander.
Wenn Sie ein vorhandenes Arduino zur Programmierung des Chips (weiter unten beschrieben) piggybacken, können Sie die Stromschienen auch direkt an + 5V und GND anschließen.
Mikrocontroller- und Timing-Schaltung
- ATMega328P-PU - vorinstalliert mit Arduino Bootloader.
- 22pc Kondensatoren (2) (im Diagramm sind sie blau, aber die Komponente, die ich gekauft habe, war tatsächlich orange - kein Unterschied. Es gibt keine positiven oder negativen für diese).
- 16 MHz Kristall.
Der Kürze halber habe ich den Leistungsregler im folgenden Diagramm nicht gezeigt, aber Sie sollten dieses Bit natürlich schon fertig haben.
Dieser Teil ist der Kern eines Arduino - der Mikrocontroller. Der 16-MHz-Quarz liefert ein konstantes Taktsignal, das jeden Zyklus der Schaltung ansteuert.
Auch, um Dinge zu erleichtern, entweder kaufen Sie einige dieser Adafruit Pinout-Etiketten (2, 95 $ für 10):
Oder machen Sie Ihre eigenen. Hier ist ein PDF, das ich gemacht habe, wenn Sie Klebeetiketten haben.
Schalter zurücksetzen
Schließlich brauchen wir nur noch einen Reset-Schalter - glücklicherweise ist dieses Bit ziemlich einfach; Beachten Sie jedoch, dass in einigen Tutorials ein Pull-Down-Widerstand hinzugefügt wird. Ich glaube, dass dies für ATMega168 und nicht 368 benötigt wird.
Hier ist das fertige Diagramm.
Die Dxs und Axs sind dann Ihre normalen digitalen und analogen I / O-Pins. Wenn Sie sich nicht dazu entscheiden, das Leben mit einem Ausdruck zu erleichtern, achten Sie bitte darauf, nichts zu verwechseln mit D13 oder Pin 13 auf dem Arduino, mit Pin 13 des ATMega328. Sie sind anders - D13 ist eigentlich Pin 19 auf dem Chip . RX ist auch funktional D0 und TX ist D1.
Programmieren des Chips
Bevor Sie das testen können, benötigen Sie eine Möglichkeit, den ATMega-Chip zu programmieren - hier kommt die Komplikation ins Spiel. Auf einem Arduino-Board ist eines der teuersten Teile die USB-Schnittstelle.
Hier sind Ihre Möglichkeiten:
1. Nehmen Sie den Chip aus einem anderen Arduino.
Dies ist der einfachste Weg zum schnellen Testen. Verwenden Sie einfach ein vorhandenes Arduino-Board mit Ihrer Arbeitsskizze, und ziehen Sie den Chip aus dem Arduino heraus. Wenn Ihr Projekt abgeschlossen ist und funktioniert, tauschen Sie sie einfach um. Sie können einen weiteren unprogrammierten Chip in den Arduino werfen, um ihn erneut zu verwenden - da gibt es nichts Besonderes.
Der einzige Nachteil hier ist, dass es sehr leicht ist, die Pins zu beschädigen, also sei sehr vorsichtig, wenn du sie entfernst.
2. Verwenden Sie ein Passthrough-Kabel von einem vorhandenen Arduino.
Bevor Sie dies versuchen, müssen Sie auch den vorhandenen Chip von Ihrem Arduino entfernen; es wird den Prozess stören. Im Wesentlichen werden wir nur die USB-Schnittstelle des Arduino verwenden. Verbinden Sie Strom und GND mit den Standard-Arduino-Pins. Zurücksetzen ; und der wichtigste Teil - RX zu RX (D0) und TX zu TX (D1) - das sind die Sende- und Empfangs-Serien-Pins, dann sollten Sie in der Lage sein, den USB-Anschluss an Ihrem ursprünglichen Arduino zu verwenden.
3. Kaufen Sie ein FTDI USB-zu-Seriell-Schnittstellenkabel.
Dies ist im Grunde ein Ersatz für die Schnittstelle in allen Arduino, aber ziemlich teuer bei etwa $ 15 - und ist der Hauptgrund, warum Sie nicht billig eine exakte Replik eines Arduino bauen können. Wenn Sie vorhaben, dies zu tun, ist es wahrscheinlich der einfachste Weg, um eines davon zu erreichen, dass Sie einfach am Ende eines USB-Kabels bleiben können.
Anweisungen zum Hinzufügen finden Sie in dem von Oomlout bereitgestellten Diagramm. Beachten Sie dabei nur den schattierten Bereich der USB-Programmierschnittstelle. Verwenden Sie den 6-poligen Header, um die tatsächliche Schnittstelle zu verbinden.
Beachten Sie, dass bei allen diesen Methoden davon ausgegangen wird, dass bereits ein Arduino- Bootloader auf dem Chip gebrannt ist. Wenn Sie zum Beispiel als Komponentenpaket kaufen, werden sie bereit zum einfachen Austauschen bereitgestellt. Wenn Sie die Chips selbst kaufen oder nicht speziell für einen Arduino-Zweck, müssen Sie etwas anderes verwenden, um den Bootloader zuerst zu brennen. Es gibt ein gutes Tutorial hier zum Piggyback eines bestehenden Arduino und eine Anwendung namens OptiLoader für diesen Zweck. Der Unterschied ist ungefähr $ 2.
Also, bevor Sie ein anderes Arduino für das nächste Projekt kaufen, fragen Sie sich: Brauchen Sie die USB-Verbindung und müssen Sie Arduino-Schilde anschließen ? Wenn die Antwort auf beide ist ja, dann gehen Sie voran und kaufen Sie einen anderen Arduino - es wird nicht billiger, indem Sie Ihre eigenen bauen. Ansonsten baue einfach selbst einen! Und vergiss nicht, den ganzen Rest unserer Arduino Tutorials und Artikel zu lesen.