Arduino своїми руками з usb портом

Хочу представити вам свій проект-варіант широко відомого контролера Arduino. Почну з короткої передісторії. Електронікою і радіотехнікою я займаюся більше 10 років. А ось інтерес до мікроконтролерів з'явився не так давно. Вивчав мову С, програмував мікроконтролери від фірми Atmel, успіх був мінливим. І якось, вивчаючи простори інтернету на тему програмування мікроконтролерів, потрапив на сайт про arduino. Їх контролери мені сподобалися, захотілося такий собі. Оскільки паяльник «в руках тримати вмію», купувати контролер відмовився і почав шукати в інтернеті інформацію по самостійному його виготовлення, але нічого підходящого не знайшов. Хотілося з USB роз'ємом.

Скачав файли схем оригінальних версій контролера Arduino, даташит на мікросхему FT232R, роздрукував статтю "Ардуіно хоум мейд" і думав як це все поєднати, щоб вийшло те, що я хотів знайти. І вийшла ось така схема:

Використовувані в схемі деталі:

Резистори я використовував SMD типорозміром 0805:
- R1, R2, R4, R7 - від 300 Ом до 1 кОм (які знайдете);
- R3 - 10 кОм;
- R5, R6 - 1 кОм.

конденсатори:
- С2, С3, С5, С13, С8, С10, С11 - SMD (0805) номіналом 0,1 мкф;
- електроліти С1, С4, С9, С12 - я використовував по 22 мкф * 50 В, мені вони підійшли по висоті. Номінал не особливо важливий, не нижче 10 МКФ на напругу не нижче 10 В, крім С9, його напруга повинна бути більше не 20% напруги харчування зовнішнього джерела;
- С6, С7 - кераміка по 22 пф.

Світлодіоди будь-які (форма, габарити, колір) на струм 15-20 мА. Діод D5 - 1N4007 теж в SMD корпусі. Кварц - 16 МГц.

мікросхеми:
- DA1 - L7805 в корпусі ТО220;
- DD1 - FT232RL (хороша Мікра, але в більшій корпусі не випускають);
- DD2 - сам наш мікроконтролер, я використовував ATmega168, можна ATmega8, думаю, що і ATmega328 теж підійде, головне завантажити відповідний завантажувач (bootloader).

За підсумкової вартості точно сказати не можу (SMD компоненти не купувалися, знайшлися в коробочках електронщика-радіоаматора)))). А витрати були наступні (м.Вінниця): FT232RL - 200 р. ATmega168 - 220 р. L7805 - 15 р. роз'єми, запобіжник, гребінки, панелька, кнопка - близько 100 р.

При підключенні зібраного пристрою до комп'ютера визначиться новий пристрій, потрібно встановити драйвер, вказавши шлях до директорії «FTDI USB Drivers» (в скачав програму Arduino IDE).

З друкованою платою (ПП) були деякі проблеми, але мені допомогла картинка ПП в статті. Всі терморегулятори і відстані роз'ємів збігаються з оригінальною платою Ардуіно, можна буде приєднувати різні arduino-сумісні плати розширення.

Призначення цього контролера може бути саме різне - від "підручника" з програмування до створення серйозних охоронних систем. Інформації щодо його застосування в інтернеті дуже багато.

Працює контролер просто. На комп'ютер встановлюється програма Arduino IDE, скачаними безкоштовно з офіційного сайту www.arduino.cc. У ній Ви пишіть свою програму (скетч) для виконання контролером. Потім, натискаючи кнопку в середовищі Arduino IDE "завантажити", комп'ютер компілює Вашу програму в мову зрозумілий микроконтроллеру і через віртуальний com порт, створений мікросхемою FT232R, передає її микроконтроллеру. Після завантаження програми, вона починає відразу виконуватися, якщо не відключене живлення контролера. Також мікросхема FT232R має вихідний сигнал для автоматичного перезапуску мікроконтролера, необхідного при завантаженні скетчу. Плата контролера може харчуватися як від usb, так і від зовнішнього джерела живлення (8-25 В) для чого встановлено мікросхемний стабілізатор L7805. Присутній на платі запобіжник 500 мА по +5 В від usb, щоб не пошкодити usb порт при неполадках в платі контролера. За допомогою роз'єму ICSP можна програмувати мікроконтролер зовнішнім програматором. Кнопка, встановлена ​​на платі, скидає роботу мікроконтролера, і він починає виконання завантаженої програми заново. Діод D5 захищає мікроконтролер від переполюсовкі харчування.

Фото готового контролера:

Розташування деяких деталей на фото плати не збігається з файлом ПП, через вдосконалення на момент створення статті. Файл ПП в програмі Sprint-Layout 5.0 додається.

Правильно зібраний і прошитий контролер починає працювати відразу. Зазначу - що після першої (і можливо наступної) завантаження бутлоадер, починає моргати з невеликою частотою світлодіод D3.

Дізнатися фьюз- і лок-біти для свого мікроконтролера можна подивитися у файлі: «... arduino-1.0.1hardwarearduinoboards.txt», використавши калькулятор фьюз для AVR (можна легко знайти в інтернеті).
Якщо ж у Вас немає програматора, але є програматор у друга, сусіда. то є інший, більш швидкий і корисний спосіб прошити завантажувач. Для цього потрібно зібрати програматор за цією схемою. Схема робочий й перевірена мною. Простота цього методу полягає в тому, що не потрібно шукати прошивку мікроконтролера, виставляти фьюз і лок-біти. При підключенні цього програматора до комп'ютера з встановленими драйверами і підключеним програмованим МК, Ви, вибравши в програмі Arduino IDE порт, на якому «сидить» програматор і свою прошивається плату і підключений програматор, просто натискаєте на кнопку у вкладці сервіс «прошити завантажувач» і радієте .

Тепер (з настанов драйверами на комп'ютері, відкриваєте програму Arduino IDE, у вкладці «Сервіс» наводимо курсор на вкладку «плата» і вибираємо свій пристрій (в моєму варіанті це - Arduino Diecimila or Duemilanove w / ATmega168). Далі, там же, вибираємо порт до якого підключений контролер (можна подивитися в диспетчері пристроїв комп'ютера). Реалізуємо свої думки в скетчі і радіємо роботі контролера!

C цією схемою також часто переглядають: