Arduino na nepájivém poli.
Při pohledu na Arduino by se mohlo zdát, že je celá deska velmi složitá a v amatérských podmínkách ji není možné sestavit. To je také jeden z důvodů, proč mnoho lidí považuje Arduina za neužitečnou hračku, která se nehodí k integraci do finálních projektů.
V tomto článku bych chtěl ukázat, jak jednoduché je postavit si Arduino Uno na nepájivém poli. Bude nám k tomu stačit ATMega328P a 6 součástek.
Nejprve se podívejme na schéma oficiální desky Arduina Una a ukažme si, které části obvodu jsou zbytečné (zbytečné samozřejmě nejsou, jenom pro nás na nepájivém poli nejsou důležité).
Z celého zapojení oficiálního Arduina využijeme jenom 6 součástek.
Je důležité si uvědomit, že jsem záměrně celé zapojení minimalizoval jen na nejnutnější součástky. Na nepájivém poli tak sice vznikne obvod kompatibilní s Arduinem Unem, který půjde programovat pomocí Arduino IDE (anebo pomocí Makefile), ale neobsahuje žádné ochranné prvky. Je tedy potřeba dávat veký pozor na velikost a polaritu napájecího napětí, na zkraty a podobně.
Arduino kompatibilní obvod s minimálním počtem součástek na nepájivém poli.
Kondenzátor C4 umístěte co nejblíže mikrokontroléru, funguje jako blokovací kondenzátor vůči vysokofrekvenčním signálům, které se mohou v obvodu objevit. Na schématu výše je zakresleno výsledné zapojení. K našim 6 součástkám jsem přidal ještě LEDku a rezistor připojený na pin PB5, který na Arduinu odpovídá pinu číslo 13. Signál RST je reset a RXD a TXD pak vodiče pro UART sběrnici.
No a výsledek na nepájivém poli může vypadat třeba takto:
Výsledné zapojení na nepájivém poli.
K zapojení ještě několik poznámek — aby se obvod choval jako Arduino a šel programovat pomocí Arduino IDE, je nutné, aby ATMega328P již měla nahraný bootloader a správně nastavené fuses. To uděláte buď pomocí externího programátoru (vhodný bootloader je optiboot, zvolte ten pro ATMega328) nebo si koupíte mikrokontrolér s již nahraným bootloaderem (Farnell, CzechDuino).
Kompletní zapojení na nepájivém poli. Obvod je napájen 5 V z připojeného UART převodníku. (Takto vypadá stavebnice μDuino.)
Pro komunikaci USB-UART jsem použil můj převodník (musel jsem vyvést vodič z pinu PD7, který slouží jako reset) nebo lze využít samotná Arduino deska (stačí vysunout mikrokontrolér a připojit piny D0, D1 a RESET, v tom případě můžete z obvodu vypustit C1 a R2).
A to je vše. Teď již stačí otevřít Arduino IDE a nahrát do obvodu třeba blikání LEDkou na pinu číslo 13.
Závěr
Na závěr ještě seznam součástek a přibližná cena (ceny jsem bral z nabídky Farnellu, vše je bez DPH):
- ATMega328P s bootloaderem optiboot (optiboot.hex) — 120-150 kč.
- Krystal HC49US 16MHz — cca 9 kč.
- 2× keramický kondenzátor 100 nF — cca 2 kč.
- 2× keramický kondenzátor 22 pF — cca 1,50 kč.
- Rezistory 0,25 W 1 kΩ a 10 kΩ — cca 2 kč.
- LED, zelená — cca 2,50kč.
Celý obvod lze složit za zhruba 140 kč bez daně (záleží kde budete nakupovat, v některých obchodech je ATMega i za 150kč). Nepočítám cenu za USB-UART převodník a za případné další součástky, které budete potřebovat ve vašem projektu.
Pokud si chcete Arduino také postavit na nepájivém poli, ale nevíte kde sehnat mikrokontrolér nebo jak jej naprogramovat, podívejte se na stavebnici μDuino, kterou nabízím.