Arduino Breadboard-A prototipagem é uma grande parte dos processos de concepção e desenvolvimento. É essencial antes de passar a fases mais avançadas em projectos de PCB. Portanto, se for um revelador de electrónica digital, uma placa de pão Arduino é o caminho a seguir.
Antes do Arduino, os principiantes tinham dificuldade em aprender os microcontroladores. Tinham de utilizar kits caros, o que exigia uma codificação de linguagem de montagem difícil de utilizar.
Contudo, o Arduino mudou o jogo ao fornecer uma plataforma acessível e fácil de usar com codificação em linguagens de programação de alto nível como C++.
Vamos analisar uma placa de pão Arduino e os passos necessários para fazer tais placas.
Arduino Breadboard-O Que é o Arduino?
O Arduino é uma plataforma de software e hardware electrónico digital de código aberto, projecto, e comunidade de utilizadores. A plataforma desenha e constrói microcontroladores de placa única fáceis de usar e os seus kits para o desenvolvimento de electrónica digital.
Uma placa de circuito Arduino
Arduino Breadboard-O que é uma Tábua de Pão?
Por outro lado, uma tábua de pão é uma consola de plástico rectangular com furos quadrados perfurados e símbolos e linhas gravados. Actua como uma base de construção para montar múltiplos componentes electrónicos e microcontroladores como o Arduino para efeitos de protótipos.
O desenho sem solda da placa de pão é a principal diferença entre ela e os PCB.
Uma placa de pão sem solda
Normalmente, as placas de pão vêm com fios de jumper, unidades de alimentação, e componentes electrónicos como transístores, resistências, e condensadores.
Arduino Breadboard-Algumas Especificações do Arduino
Tensão de funcionamento: 7-12V (tomada DC), 5V (USB)
Pinos de E/S digitais: 14 (6 para operações PWM)
Pinos de entrada analógicos: 6
Memória Flash para armazenamento de programas: 32KB
RAM: 2KB
EEPROM: 1KB
Velocidade do Relógio: 16MHz
Saída de corrente de pinos de E/S DC: 20mA
Arduino Breadboard-Construir um tabuleiro de pão Arduino
Ao construir um Arduino numa tábua de pão, um microcontrolador, tal como o ATmega328P, forma o kit do circuito de Barebones Arduino. Mas as outras partes são igualmente importantes e compõem o resto do circuito. As especificações para o microcontrolador Arduino ATmega328P são:
O chip ATmega328P
Fonte: Wikimedia Commons
Em comparação com o microcontrolador padrão ATmega328p, a opção da tábua de pão Arduino é melhor porque transporta o carregador de bagageira Arduino. Este bootloader permite a programação IDE do Arduino. Além disso, a prancha Arduino dá-lhe estas vantagens:
Uma compreensão mais profunda de como funciona o hardware do Arduino
Escala fácil
Baixo consumo de energia
Componentes necessários
Para montar o projecto completo, são necessários os seguintes componentes:
Ligar estes componentes como se mostra na imagem abaixo.
Uma placa de pão Arduino ATmega328p com um módulo conversor USB-para-série
Fonte: Wikimedia Commons
Para o ajudar nas ligações, é necessário saber para que serve cada pino no microcontrolador. Aqui está um diagrama de pinout para o chip.
Um diagrama de pinout do ATmega328p e da placa Arduino
Fonte: Wikimedia Commons
Ligação da fonte de alimentação externa
Comece por ligar a cablagem para a alimentação da placa de pão. O processo envolve o encaixe dos fios de alimentação e de terra onde o regulador de voltagem se irá sentar. Tomar nota da numeração dos pinos para evitar qualquer ligação errada dos componentes.
Em seguida, adicionar os fios de terra e de alimentação na parte inferior da placa para ligar cada calha. Em seguida, fixar o regulador de potência e as calhas de potência à placa.
A tensão máxima que se pode aplicar ao pino VCC é de 6V, e deve-se evitar chegar a este valor. Utilizar entre 3,3-5,5V.
Na maioria dos casos, uma fonte de alimentação de 9-12VDC (bateria) é suficiente. No entanto, este é o trabalho do regulador de voltagem. Portanto, a potência de entrada deve ser de 7-16V para obter cerca de 5V do regulador.
Adicionar um condensador de 10uF entre os reguladores IN & ground. Além disso, instalar um condensador semelhante na calha direita entre o chão e a potência.
A seguir, colar a luz LED e a resistência de 220 ohm no lado esquerdo da placa, mesmo através do regulador de voltagem.
Uma vez escolhida a fonte de energia, é altura de carregar o microcontrolador, depois o módulo conversor USB para série.
Ligação do microcontrolador
Primeiro, ligar o chip à tábua de pão, como se mostra na imagem acima. Em seguida, ligar a resistência de tracção de 10k a +5V do pino de reposição para evitar a reposição do chip em funcionamento regular. Se estiver moído a 0V, o pino de reinicialização reinicia o microcontrolador.
A seguir, ligar o relógio de 16 MHz aos pinos 9 e 10. Ligar os dois condensadores de 22 pF a cada um destes pinos e à terra.
Um chip ATmega328P ligado a uma placa de pão
Fonte: Wikimedia Commons
Depois disso, ligar um pequeno interruptor táctil entre os pinos de reset e de terra para actuar como botão de reset. Com este componente no lugar, inverter o interruptor se quiser reiniciar o chip para carregar um novo programa.
É importante notar que alguns chips vêm pré-programados com o programa LED de piscar. Normalmente, o software Arduino contém o programa directamente do fabricante.
Assegure-se de que estes pinos se ligam da seguinte forma:
Pino 7 – Tensão de alimentação digital (VCC)
O Pino 8 – GND
Pino 20 – AVcc – tensão de alimentação do conversor ADC. Deve ligá-la à alimentação de entrada se não utilizar um ADC. Se utilizar um ADC, ligar o pino à alimentação através de um filtro de passagem baixa.
Pino 21 – AREF – Pino analógico de referência para este dispositivo
Pino 22 – GND
O LED da placa deve piscar após configurar tudo e ligar a bateria. O objectivo da luz LED é verificar se a placa está a receber a quantidade certa de energia ou se está em curto-circuito.
Pode parar aqui, mas a verdadeira diversão vem quando se programa a tábua de pão Arduino. Para a piscar usando o seu código, precisa de ligar o módulo conversor USB para o módulo conversor de série à placa de pão.
Uma vez que irá escrever o código no IDE Arduino no seu computador, o módulo conversor USB para série fornece uma porta USB. Ajudaria se tivesse a porta para ligar o seu computador ao chip da placa de panificação através de um cabo USB.
Ligação do módulo conversor USB ao Serial
Só precisa de fazer estas cinco ligações:
Rx para Tx
Tx para Rx
Vcc a Vcc
GND para GND
DTR/RTS para RST através do condensador 10uF
A partir daí, pode ser criativo na IDE Arduino. Depois tente executar diferentes peças de código no chip, tais como entrar em modo de sono durante um certo período de tempo.
Exemplo de código de LED a piscar na IDE Arduino
Fonte: Wikimedia Commons
Resumo
Como pode ver, as placas de pão Arduino fornecem uma plataforma fácil de usar e acessível para testes e desenvolvimento, tornando-a ideal para designers de electrónica digital principiantes. Se tiver alguma dúvida, contacte-nos para mais esclarecimentos.
