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Haz tu propio Arduino UNO

Feb 05th, 2020 | by: ELECTRONOOBS
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Este es mi electronoobino, versión 1. O. En este tutorial te mostraré cómo hice mi propia placa como Arduino Uno pero con algunos complementos únicos que quería. Mi placa tiene una doble fila de pines, puerto SPI compatible con estos módulos NRF24 porque los uso mucho, puerto mini B USB, LED blancos y algunos logotipos únicos. Entonces empecemos.

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INTRO - Sobre Arduino


Si ha estado en este sitio web por un tiempo, apuesto a que sabe qué es el microcontrolador Arduino. Hay muchas versiones de Arduino que usan el chip Atmega328. Existe el Arduino UNO, el NANO, el pro mini y otras versiones de placas que usan el mismo chip.
Para las pruebas, cuando construyo un nuevo proyecto, casi siempre uso el Arduino UNO porque es simple, tiene clavijas hembra para conectar cables de salto, tiene un conector USB para programarlo, tiene un enchufe de alimentación externo y voltajes de 5 y 3,3 voltios.
En este proyecto, hice mi propio Arduino UNO y lo llamé ELECTRONOOBINO, y te mostraré cómo hacer el tuyo. Usted ve, Arduino es una placa de desarrollo de hardware abierta, todos los componentes son gratuitos para comprar y usar, por lo tanto, podría reunir todos los componentes y hacer mi propia placa y llamarla como quiera. Antes de comenzar, quiero agradecer a la comunidad Arduino por todo lo que han hecho. Sin Arduino, mi canal / página web probablemente ni siquiera existiría, básicamente cambió mi vida.

Entonces, ¿por qué te estoy mostrando esto? Bueno, una vez que sepa cómo hacer el esquema de Arduino, puede construir sus propias placas con el microcontrolador ATmega como lo hice con mi placa de drones , el controlador de radio, este soldador portátil y mi máquina CNC.

PARTE 1 - ¿Qué necesitamos?


En primer lugar, a continuación tiene una lista completa de piezas para mi diseño. Si hace el suyo usando otros componentes, asegúrese de usar componentes buenos y de bajo costo. Existen diferentes opciones para el regulador de voltaje, la comunicación FTDI, etc.

1 x ATMega328p- PU LINK eBay
1 x ATMega328p- PU SOCKET LINK eBay
1 x FT232RLSSOP LINK eBay
    OR: 1 x CH340 LINK eBay
1 x AMS1117-5.0V LINK eBay
    OR: 1 x MC33269DR2-5 LINK eBay
1 x 16MHz crystal LINK eBay
1 x conexión USB MINI-B LINK eBay
1 x botón smd LINK eBay
4 x pines hembra LINK eBay
1 x diodo M7 LINK eBay
1 x fusible 500mA LINK eBay
1 x interruptor smd LINK eBay
3 x 0805 LED LINK eBay
5 x 0805 1k resistencia LINK eBay
1 x 0805 10k resistenciaLINK eBay
2 x 0805 condensador de 22pF LINK eBay
3 x 0805 condensador de 100nF LINK eBay
2 x 47uF condensador SMD LINK eBay
1 x 0805 condensador de 1uF LINK eBay

PARTE 1.2 - Configuración mínima básica


Ok, primero decidamos qué componentes necesitamos. Debemos tener el microcontrolador ATMega328-p. Podríamos tener eso en un formato AU o PU. Usaré el formato PU con un zócalo ya que es posible que desee eliminar el chip en algún momento.
Ok, el microcontrolador no puede funcionar solo. Necesita la configuración mínima básica para funcionar. Esto es todo lo que necesita para funcionar.

Ahora tenemos la configuración mínima básica en el tablero y probamos. Si pudiste cargar el código usando el módulo FTDI, genial. Podemos comenzar con el proyecto. Una vez que esta configuración funciona, puede hacer cualquier placa que desee.

Ok, ahora que conocemos la configuración mínima básica, analicemos los componentes adicionales que tiene el Arduino UNO. En primer lugar, como dije antes, tuve que usar un chip FTDI externo para programar el Arduino. Mi tabla tendrá eso incluido. Este chip hace la conexión entre los datos USB y el ATMEGA328 para que podamos cargar nuestros bocetos al microcontrolador. También necesitamos un regulador de voltaje de 5V , el enchufe USB , un botón de reinicio , pines hembra alrededor, algunosCondensadores adicionales , LED y un interruptor .

PARTE 2 - Esquemático


Este es el esquema de mi tabla. Permítanme explicar las opciones para estos diferentes componentes. Para la comunicación UART entre el chip ATMEGA y el USB, puede usar el chip FT232RL como lo hice para esta placa, pero también el chip CH340 . Verifique el esquema para cada configuración a continuación.
Arduino UNO CH340 Schematic

PARTE 2.2


He usado EASYEDA para crear mi esquema y diseño. Vaya a EASYEADA.com y cree un nuevo proyecto y asígnele un nombre. Ahora esto abrirá una nueva hoja esquemática. Podemos comenzar a agregar componentes. Antes de comenzar, debe tener una lista con los componentes que necesita.
Vaya a las bibliotecas y comience a buscar los componentes seleccionados. Agrego la versión DIP ATMEGA328, coloco el chip de comunicación FT232, el regulador de voltaje, el conector USB y los conectores pin. Tengo los pines dos veces, ya que quiero dos líneas de pines. Ahora para hacer conexiones, podría usar directamente el cable, pero eso haría que su esquema fuera un desastre. En su lugar, use la etiqueta del puerto neto Agregue este por neto y asígnele un nombre. Ahora ve al otro puerto y agrega la misma etiqueta con el mismo nombre. Ahora, esos dos puntos están conectados. Recuerde, el nombre de la etiqueta debe ser el mismo. He colocado todos los componentes adicionales, como resistencias, condensadores y un fusible aquí en la entrada de alimentación USB. En mi caso, todos los condensadores, resistencias y LED SMD tienen el tamaño 0805, por lo que no es tan difícil soldarlos más tarde.

Ok, este fue mi esquema final. Siempre verifique el precio de cada componente antes de comenzar a crear el diseño porque siempre podría haber un componente más barato que podría usar.

PARTE 3.1 - Diseño


Una vez que se realiza el esquema y está seguro de que no hay errores, haga clic en el botón convertir a PCB en el panel superior de easyEDA. Ahora aquí tenemos nuestra placa y todos los componentes. Esto es lo que he hecho: ir a las bibliotecas y buscar Arduino UNO. Alguien ya hizo la forma de la junta de UNO. Coloque esa forma en su diseño y comience a darle a su tablero la misma forma. El contorno del tablero está marcado por la línea rosa. Una vez que la forma es la misma que la Arduino UNO, coloque 4 vías de 3,5 mm de diámetro y un orificio de 3 mm en el mismo lugar que los orificios de la placa Arduino. Coloque los pines hembra en la misma posición y una vez hecho esto, puede eliminar la placa Arduino.

PARTE 3.2 - Diseño


Ahora coloco mis componentes en la posición que quiero. El conector USB en un lado, el chip FTDI entre el USB y el ATMEGA328, el regulador de voltaje con algunos condensadores en el lado bajo izquierdo, el fusible, el interruptor de encendido, el botón de reinicio, los LED y aquí el puerto SPI por si acaso desea agregar el módulo spi NRF24.

Ok, es hora de enrutar todas las pistas. Realmente prefiero hacer esto manualmente, pero también puedes usar la opción de ruta automática. Además, haga que las líneas eléctricas sean un poco más gruesas. Mis líneas eléctricas son de 0.6 mm y señales de 0.25 mm. Asegúrese de no tener muchos ángulos cuadrados para las pistas de señal y que los condensadores de desacoplamiento estén lo suficientemente cerca del chip. Entonces, este es mi diseño. Finalmente, agrego un área de cobre para ambas capas y guardo el archivo.

PARTE 4 - Solicitar PCB


Ok, ahora tenemos los gerbers en el archivo .zip. Selecciono orden en JLCPCB. Se abrirá una nueva página y aquí puedo ver mi tablero. Haga clic en ver gerber e inspeccione una vez más. Selecciona tu configuración. He seleccionado color rojo, 10 tableros y 2 capas. Para el color rojo, el precio es de 9 euros, pero para el verde pagará el increíble precio de solo 1.62 euros.

Ok, guardar en el carrito. Para España, como puede ver, he pagado solo 6 dólares más por el envío. El tiempo no es un problema para mí, así que nunca uso DHL porque es muy costoso. Pague las tablas y espere a que llegue el pedido. Con DHL, recibiría los tableros en España en aproximadamente 5 días, lo cual es sorprendente, pero con el envío normal en 2 semanas, lo que no es tan malo. Para nuevos clientes, JLCPCB tiene envío gratis durante esta época del año. Entonces, al ordenar el color verde, 10 PCB de 10 por 10 cm y 2 capas, solo pagará 2 dólares.
Ok, he recibido mis tableros. Ahora, con el esquema a un lado, empiezo a soldar los componentes. El tablero tiene una capa de seda para que pueda ver el nombre de cada componente.
FILES TO DOWNLOAD FOR THIS STEP
Arduino ficheros GERBERs  DOWNLOAD

PARTE 5 - Vamos a soldar


Ahora, con el esquema a un lado, empiezo a soldar los componentes. El tablero tiene una capa de seda para que pueda ver el nombre de cada componente. Por ejemplo, en la foto de abajo tenemos condensador C2. Voy al esquema y veo su valor. Obtengo ese valor y lo sueldo a mi PCB. Haz eso para cada componente.

PARTE 5.2 - Vamos a soldar


Ahora todo está soldado en su lugar. Es hora de agregar el chip ATMEGA. Tenga cuidado y no lo ponga al revés. Verifique el pin uno marcado con este punto aquí en la esquina. Tenemos el mismo punto en la capa de seda del bopard. Ahora, si el chip no tiene un cargador de arranque quemado, primero debe grabarlo.

PARTE 6 - Grabar bootlaoder


Ahora, si el chip no tiene un cargador de arranque quemado, primero debe grabarlo. Esto es lo que necesita para grabar un gestor de arranque en un nuevo chip ATMEGA:

- Otro Arduino UNO
- Algunos cables de salto y
- Cable USB


Conecte el Arduino UNO a su PC y abra ARDUINO IDE. Seleccione la placa Arduino y vaya a ejemplos → Arduino ISP → y abra este ejemplo. Ahora suba este archivo a Arduino UNO (original). Ahora ve a herramientas y cambia el programador a Arduino como ISP.

PARTE 6.2 - Grabar bootlaoder


Ahora haga estas conexiones SPI entre el stock Arduino y su placa. Una vez que se realizan las conexiones, vaya a herramientas y seleccione grabar bootloader. Los LED comenzarán a parpadear muy rápido. Una vez que recibe el mensaje que el gestor de arranque se grabó correctamente, está listo para comenzar.

PARTE 6.3 - Grabar bootlaoder


Conecte el USB a su placa, vuelva a cambiar el modo del programador y cargue un boceto de prueba. Ahí tienes, hice que el LED parpadeara con mi placa ELECTRONOOBINO. Muy bien, ¿verdad?

Esta placa funciona exactamente igual que la Arduino UNO, pero está hecha exactamente como yo quería. Más pines femeninos, almohadillas SPI aquí y gran color. Puede encontrar toda la información adicional, esquemas, gerbers y fotos en este tutorial. Así que ahí lo tienen chicos. Esta es mi placa ELECTRONOOBINB. Dime qué piensas al respecto, si vas a construir uno tú mismo o si te gusta mi diseño.

Espero que hayas disfrutado este tutorial / proyecto. Si es así, no olvides consultar mi canal de Youtube . Si tiene alguna pregunta sobre este proyecto o cualquier otro, simplemente déjelo en la sección de comentarios a continuación o en mi página de preguntas y respuestas . Además, no olvides suscribirte y ver todos mis otros excelentes tutoriales. Recuerde, si considera ayudar a mis proyectos, consulte también mi página de Patreon .

Gracias de nuevo y hasta el próximo proyecto.

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