Existem inúmeras motivações para montar seu próprio circuito Arduino em uma placa de ensaio ou PCB. Consome menos espaço na placa de ensaio, é mais barato que as placas Arduino ou talvez você não utilize escudo, mas apesar de tudo você precisa de um Arduino como coração do seu projeto.
As etapas a seguir descrevem como montar o circuito em uma placa de ensaio.
Este tutorial demonstra como construir um Arduino em uma placa de ensaio com um microcontrolador Atmel Atmega8/168/328 AVR e uma placa de breakout conversor USB para TTL.
Etapa 1: Componentes necessários:
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Uma placa de ensaio
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Conectando Fios
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7805 Regulador de tensão
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Dois LEDs
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Dois resistores de 220 Ohms
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Resistor de 10k Ohm
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Dois capacitores de 10 UF
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Cristal de clock de 16 MHz
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Dois capacitores de 22 PF
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Pequeno botão momentâneo normalmente aberto (“desligado”).
Você também precisará de um conversor lógico USB para TTL para programação.
Etapa 2: Adicionar componentes da fonte de alimentação:
O soquete de alimentação do Arduino pode aceitar a entrada na faixa de tensão de 7 a 16 volts. Geralmente é usada bateria de 9 V ou um adaptador. Como a maioria dos sensores e chips funcionam em 5V, precisamos reduzir a tensão de entrada para 5V usando reguladores de tensão 7805.
Fig. 2: Adicionando fonte de alimentação na placa de ensaio para clonagem de Arduino
O regulador de tensão 7805 é um pacote TO-220. Segurando o lado impresso do 7805 IC voltado para você. Conecte a entrada positiva da fonte de alimentação externa ao primeiro pino (lado esquerdo). Negativo para o pino do meio e o terceiro pino dará a saída de 5V. Adicione fios para conectar o lado de saída do regulador à alimentação e o aterramento ao trilho de aterramento.
Use capacitores de 10µF para fins de desacoplamento entre a entrada e o terra. E outro capacitor no lado da saída, ou seja, 5V e terra. Nota: Esses capacitores são polarizados, com o lado negativo voltado para o terra e o lado positivo para 5V.
Você pode colocar o LED de energia na fonte de entrada e na parte superior da placa de ensaio.
Fig. 3: Led de energia no topo da placa de ensaio
Etapa 3: instalação dos componentes da placa
Instale o chip ATmega328/168/8, de forma que o lado entalhado do IC fique para cima. Adicione o resistor pull-up de 10KΩ ao +5V e conecte a outra extremidade ao pino RESET no ATmega (pino 1). Adicione jumpers para alimentação e aterramento para os pinos a seguir.
Pino 7 – VCC (+5V)
Pino 8 – GND
Pino 22 – GND
Pino 21 – AREF, pino de referência analógico para ADC (+5V)
Pino 20 – AVcc, a tensão de alimentação do ADC (+5V)
O pino 20 precisa ser conectado à alimentação se o ADC não estiver sendo usado e, se estiver, ele precisa ser conectado à alimentação por meio de um filtro passa-baixa (que é um circuito para reduzir o ruído da fonte de alimentação).
Fig. 4: Instalando o chip ATmega328/168/8 na placa de ensaio
Adicione o cristal externo de 16 MHz entre o pino 9 e o pino 10 do ATmega. Em seguida, adicione um capacitor de 22pF do pino 9 ao terra e o outro capacitor de 22pF do pino 10 ao terra.
Fig. 5: Instalando cristal externo de 16 MHz e capacitor de 22pF na placa de ensaio
Adicione o botão momentâneo como uma chave de reinicialização para que ele abranja a lacuna na placa de ensaio da mesma forma que o IC. Adicione um pequeno jumper do pino 1 do ATmega à perna inferior do botão (pino mais próximo do IC). E adicione outro fio de ligação da perna superior esquerda do botão até o terra. Adicione o LED Arduino Pin 13. Conecte um fio jumper do pino 19 do microcontrolador ao ânodo do LED (cabo mais longo). Use o resistor de 180Ω restante para conectar o cátodo do LED (cabo curto) ao trilho de aterramento.
Fig. 6: Instalando o botão momentâneo na placa de ensaio
Observação: O pino 13 do Arduino não é o mesmo pino 13 do IC ATmega328. O pino 19 do IC é na verdade o pino do pino digital 13 do Arduino. Se você não tiver certeza ou quiser ver o ponto do IC ATmega8, consulte o diagrama abaixo.
Fig. 7: Configuração de pinos do IC ATmega8 para Arduino
Fig. 8: Mapeamento de pinos do Arduino do ATmega8 Ic
Além disso, aí está… preparado para ser conectado, ligar e programar
Gravando o Bootloader:
Preparando o hardware:
Conecte conforme mostrado no diagrama abaixo.
Fig. 9: Diagrama de circuito de hardware de clonagem de Arduino
Preparando o software:
Bem, você só precisa seguir as instruções cuidadosamente. Adicionei 2 arquivos que você precisa substituir. Siga as instruções para substituir.
0. Baixe o IDE.
1. Faça uma cópia completa da pasta onde está seu IDE. (Chamei o meu de arduino-1.0.1 – Cópia)
2. Abra a nova pasta.
3. Navegue para… arduino-1.0.1 – Copiar hardwaretoolsavretc
4. Encontre um arquivo chamado avrdude.conf
5. Substitua-o pelo arquivo que anexei. 6. Navegue para… arduino-1.0.1 – Copiar hardwarearduino
7. Encontre um arquivo chamado boards.txt
8. Substitua-o pelo arquivo que anexei.
9. Feche tudo.
Excelente, agora só falta gravar o bootloader e nosso micro barato funcionará como um micro normal.
placas.txt
avrdude.conf
Configurando seu Arduino como ISP:
Primeiro, temos que fazer nosso Arduino como ISP. Em outras palavras, estamos fazendo nosso Arduino como um programador ISP.
1. Conecte seu Arduino UNO via USB ao seu computador. (COM APENAS USB)
2. Abra o IDE
3. Abra > Exemplos > ArduinoISP
4. Selecione Arduino UNO em Ferramentas > Placa
5. Selecione sua porta serial em Ferramentas > Placa (a minha geralmente é COM3, mas pode mudar).
6. Carregue o esboço.
Fig. 10: Configurando Arduino como ISP
Com tudo conectado abra o IDE da pasta que você acabou de criar (a cópia).
1. Selecione Arduino328 em Ferramentas > Placa
2. Selecione sua porta serial.
3. Selecione Arduino como ISP em Ferramentas > Programador
4. Selecione Gravar Bootloader
Levará algum tempo, agora você pode usar seu ATMega8/168/328 barato como um Arduino normal. Para informações detalhadas assista ao vídeo.
Vídeo do projeto