برد آردوینو خودتون رو بسازید!

DSC03532

آردوینو یک برد اپن سورس مناسب برای نمونه سازی می باشد و بر اساس سخت افزار و نرم افزار منعطف و ساده پایه ریزی و طراحی شده است. اگر شما دانشجو ،هنرمند، طراح و یا علاقه مند به سرگرمی و یا ایجاد سیستم های تعاملی هستید حتی با تجربه و دانش بسیار اندک در حوزه الکترونیک می توانید از آردوینو برای ایجاد پروژه خود استفاده نمایید! چند نمونه از پروژه های فوق العاده این برد دستگاه CNC، چاپگر سه بعدی، LED Cube و ایستگاه هواشناسی اشاره کرد.

خب اول از همه به ابزار ها و مهارت های لازم برای ساخت برد آردوینو می پردازیم، چنانچه فکر می کنید از پس این کار بر نمایید میتوانید یک برد آماده را از فروشگاه آفتاب رایانه تهیه کنید. ولی نا امید نشید چون حتی اگه برای برا اول بردتون خیلی خوب از آب در نیاد یا توی بکار گیریش به مشکل بخورید بازهم از ارزش بالایی برخوردار هست و در دفعات بعدی با تجربه بیشتر برد بهتری رو تهیه خواهید کرد. پس نا امید نشد.

ابزار های لازم:

۱- هویه ، چه از نوع دستی چه رو میزی؛ من از هویه Gordak 938A استفاده میکنم.

۲- سیم لحیم ، روغن لحیم

۳- سیم چین، دم باریک، قلع کش (دم باریک و قلع کش اختیاری هست.)

۴- دلر یا مینی دلر ، با مته های ۰٫۵ ، ۱٫۰ و ۳٫۰

۵- اتو و کتری یا سماور

۶- پرینتر لیزری برای چاپ طرح مدار ، در این مورد نیاز به خرید پرینتر نیست و میتوانید به خدمات کامپیوتری و یا خدمات چاپی مراجعه کنید.

۷- پروگرمر USBasp یا AVRISP mk II برای ریختن بوت لودر روی آیسی، اگر این مورد رو ندارید، هم میتونید به کسی که پروگرمر داره مراجعه کنید، هم میتونید یکی تهیه کنید و هم میتونید آیسی تون رو برای من بفرسیتید با بعد از پروگرم شدن براتون مجددا ارسالش کنم. (امکان مراجعه حضوری هم اگر من در دسترس باشم وجود دارد.)

۸- یک پورت Com، اگر از لپ تاپ استفاده می کنید یک تبدیل USB to ttl تهیه کنید.(مدل های ارزان در داخل بازار زیاد است.)

مهارت های لازم:

برای تهیه ی این برد اینه که با ابزار های بالا بتونید کار کنید و بعید میدونم کسی باشه که نتونه با این ابزار ها کار کنه ولی اگر تاالان از این ابزار ها استفاده نکردید، بسیار ساده است. یاد میگیرید.

قطعات لازم :

۱- مهم ترین قطعه این برد آیسی ATmel Atmega هست که میتونید از چهار آیسی ATmega8/88/168/328 استفاده کنید. من از ATmega328p-pu استفاده میکنم. یک عدد

۲- کریستال ۱۶Mhz یک عدد

۳- خازن عدسی ۲۲ پیکوفاراد به شماره ۲۲ دو عدد، خازن عدسی ۱۰۰ نانوفاراد به شماره ۱۰۴ دو عدد. [منظور از به شماره عدد نوشته شده روی خود خازن هست.]

۴- خازن الکترولیت ۱۰۰ میکروفاراد یک عدد، خازن الکترولیت ۱۰ میکروفاراد یک عدد. [میکروفاراد: uf]

۵- پین هدر نری صاف ۱۵ پایه یا یک ردیف ۴۰ پایه ای، پین هدر مادگی صاف ۲۸ پایه یا یک ردیف ۴۰ پایه ای

۶- دو عدد LED سه میلی متری برای چراغ های نمایش وضعیت ها

۷- مقاومت ۱ کیلو اهم یک عدد ، مقاومت ۲٫۲ کیلو اهم یک عدد ، مقاومت ۱۰ کیلو اهم یک عدد.

۸- رگولاتوری از خانواده ۷۸XX من از ۷۸۰۵CT استفاده میکنم. یک عدد

۹- کلید فشاری یک عدد، فیش مادگی آداپتوری یک عدد، سوکت مادگی روبردی رایت USB نوع B یک عدد، سوکت آیسی ۲۸ پایه معمولی یک عدد..

خب بریم سراغ بحث اصلی و ساخت برد رو شروع کنیم.

گام اول:

این فایل رو دانلود کنید و با استفاده از پرینتر لیزری رو کاغذ گلاسه و یا کاغذ عکس با رزولیشین ۱۲۰۰ Dpi پرینت بگیرید. اگر پرینتر لیزری ندارید یکم ژست بگیرید انگار که بلدید خخخخخ برید فایل رو بدید به یک خدمات کامپیوتری یا خدمات چاپی و بگید این فایل من رو با پرینتر لیزری با رزولیشن ۱۲۰۰ Dpi روی کاغذ عکس یا گلاسه بگیرید. [احتمال موجود نبودن کاغذ عکس یا گلاسه یا حتی پرینتر لیزری توی مغازه ها هست، حتی بعضیاشون پرینتر لیزری ندارند یا نمیدونن چی هست اصلا]

خب حالا کاغذی که روش پرینت گرفته شده رو بردارید با قیچی دور تا دورش رو به صورت دقیق ببرید و با چسب روی فیبر خامتون بچسبونید. هم می توانید قبل از اسید کاری برد رو به اندازه طرح ببرید و هم میتونید مثل من بعد از اسید کاری برد رو ببرید. فقط اگر قبل از اسید کاری برد نبریدید روی قسمتی که خالی از کاغذ هست و بدون استفاده است چسب بزنید که مس اون قسمت توی اسید خورده نشه و فیبرتون از بین نره.

بعد از چسباندن طرح و مطئمن شدن از ثابت بودن کاغذ روی فیبر، اتو رو در حالت بیشترین حرارت قرار دهید و به مدت پنج دقیقه تا ده دقیقه بر روی فیبر به صورت ملایم و مداوم بکشید تا طرح از روی کاغذ به روی فیبر منتقل شود. اگر از چسب پلاستیکی استفاده کرده باشید چسب به اتو میچسبه و باید قرقر بشنوید. از چسب کاغذی استفاده کنید ولی بدونید که در وسط کار جدا خواهد شد ولی مشکل ساز نخواهد شد.

اگر مراحل اتو کشی رو سر سر بگیرید مثل تصاویری گالری این پست، یک مقداری از طرح به فیبر منقل نخواهد شد، در این حالت فیبر رو میتونید بعدا استفاده کنید ولی اون طرح پرینت شده دیگه قابل استفاده نیست.

حالا که مراحل اتو کشی رو با موفقیت به پایان رساندید، فیبر رو توی آب سرد بگذارید و به مدت ۱۵ الی ۲۰ دقیقه به اون استراحت بدید. بعد از این مدت میتوانید کاغذ رو از سطح فیبر جدا کنید. اگر چسبیده بود با دست کشیدن ارام و ملایم کاغذ رو جدا کنید.

کاغذ رو که برداشتید، یک ظرف پلاستیکی با ابعاد یکم بزرگ تر از بردتون بردارید و داخل اون اسید و اب جوش بریزید، میزان اسید باید نصف میزان اب جوش و میزان کل محلول باید به اندازه باشد که وقتی برد را داخل محلول قرار میدهید کمی از سطح ان بالا تر باشد. برای عملکرد بهتر به خصوص در جاهای سرد ظرف پلاستیکی را داخل ظرف بزرگتری بگذارید و در ظرف بزرگتر نیز آب جوش بریزید.

بعد از این مرحله از دلر یا مینی دلر استفاده کنید و برد رو سوراخکاری کنید. دقت در سوراخ کاری امر مهمی است و باید با حوصله انجام شود. بهتره که زاویه برد با مته ۹۰ درجه باشه یا حداقل زاویه ی همه ی سوراخ ها یکسان باشد تا موقع جا زدن قطعاتی نظیر سوکت ایسی و پین هدر ها به مشکل بر نخورید. برای اطمینان بیشتر یک بار مسیر ها را چک کنید تا اتصالی بین دو خط نا مرتبط وجود نداشته باشد.

خب حالا برد رو بردارید و با سیم ظرفشویی حسابی اون رو با سیم ظرفشویی بسابید تا کل برد به رنگ نارنجی در بیاید و ناخالصی های چاپ از روی آن پاک شود و تنها سطح مسی قابل مشاهده باشد. سپس آن را خشک کنید.

در این مرحله از کار قطعات را جا بزنید، اول از جامپر ها شروع کنید و در نهایت سوکت آیسی، لیحم کاری را شروع کنید و بعد از اتمام کار آیسی را جا بزنید. برای این که بدانید چه چیزی را در چه جایی بگذارید از این فایل استفاده کنید. اینجا کلید کنید.

اگر میخواهید مقادیر پین های برد را به صورت برچسب بر روی برد داشته باشید اینجا و اینجا کلیک کنید و بعد از چاپ لیبل ها را بریده و در جای خود بچسبانید.

گام دوم:

اکنون برد شما تقریبا آماده است و تنها باید Bootloader را روی آیسی بریزید یا Burn کنید. برای این کار به این پست مراجعه نمایید.

ورودی ها، خروجی ها و کانفیگ سخت افزاری برد :

همان طور که در تصویر مشاهده میکنید، دو سوکت مادگی و تعدادی پین هدر روی برد وجود دارد که هرکدام کارایی خاص خود را دارند.

USB Type B : از این سوکت فقط برای ورودی ولتاژ ۵ ولت صاف شده DC حداکثر ۵۰۰ میلی آمپر استفاده کنید. (ولتاژ ورودی مستقیم به میکرو کنترلر)

Power Jack : از ورودی برای ولتاژ های ۷  تا ۲۵ ولت DC استفاده نمایید. (ولتاژ عبوری از رگولاتور LM7805)

پین هدر نری ۳*۲ کنار LED قرمز : این سوکت برای پروگرم کردن مستقیم میکروکنترلر استفاده نمایید. (توضیحات کامل در آموزش بعدی)

پین هدر نری ۳ تایی کنار سوکت پاور : برای مشخص کردن نوع ولتاژ ورودی بین دو سوکت بالایی از یک جامپر روی این پین هدر استفاده نمایید.

پین هدر نری ۲ تایی کنار LED زرد : LED زرد متصل به پایه ی ۱۳ دیجیتال است و از این LED برای مشخص کردن وضعیت کارایی برد یا ماژول های متصل به برد استفاده می شود. بعضی ماژول ها از این پایه استفاده هایی نظیر انتقال داده یا مواردی مشابه دارند و از این رو هنگامی که یک LED نیز به این پایه متصل است تغییراتی را در مقادیر دیتای خروجی یا ورودی میگذارد، از این رو برای آن جامپری تعبیه شده تا بتوان LED را در صورت لزوم از مدار خارج کرد.

پین هدر چهار تایی کنار کلید ریست : از پین هدر برای پروگرم کردن برد از طریق نرم افزار آردینو و ماژول های USB به TTL بعد از ریختن بوت لودر استفاده نمایید.

پین هدر مادگی خروجی ولتاژ : این پین هدر مربوط به خروجی ولتاژ ۵ ولت DC برای تامین نیاز ماژول های متصل به برد است. توجه داشته باشید که ولتاژ ۳٫۳ ولتی که در تصویر مشخص شده نیز ۵ ولت است، برای تامین ولتاژ ۳٫۳ ولتی از یکی رگولاتور جدا استفاده نمایید.

پین هدر خروجی آنالوگ : این پین هدر مربوط به پایه های آنالوگ میکروکنترلر است که امکان خواندن مقادیری بین ۰ تا ۱۰۲۴ را دارند.

پین هدر خروجی دیجیتال : این پین هدر مربوط به پایه های دیجیتال میکروکنترلر است که ۶ تای آنها PWM و دارای مقادر خروجی بین ۰ تا ۲۵۵ و باقی به صورت دیجیتال ۰ و ۱ هستند.