Arduino Breadboard: De Open-Source Oplossing voor Efficiënt Prototypen

Prototyping is een groot deel van de ontwerp- en ontwikkelprocessen. Het is essentieel voordat je overgaat naar meer geavanceerde fasen in PCB projecten. Daarom, als je een digitale elektronica ontwikkelaar bent, is een Arduino breadboard de weg om te gaan.

Voor Arduino, hadden beginners moeite met het leren van microcontrollers. Ze moesten dure kits gebruiken, die assembly taal codering vereisten die moeilijk te gebruiken was.

Echter, veranderde Arduino het spel door een betaalbaar, makkelijk te gebruiken platform te bieden met coderen in high-level programmeertalen zoals C++.

We zullen kijken in een Arduino breadboard en de stappen die nodig zijn om zulke printplaten te maken.

Wat is Arduino?

Arduino is een open-source, digitale elektronica software en hardware platform, project, en gebruikersgemeenschap. Het platform ontwerpt en bouwt makkelijk te gebruiken, single-board microcontrollers en hun kits voor het ontwikkelen van digitale elektronica.

Een Arduino printplaat

Wat is een Breadboard?

Aan de andere kant, is een breadboard een rechthoekige plastic console met vierkante geperforeerde gaten en symbolen & lijnen gegraveerd. Het fungeert als een constructie basis om meerdere elektronische componenten en microcontrollers zoals Arduino te monteren voor prototyping doeleinden.

Het solderloze ontwerp van het breadboard is het hoofdverschil tussen het en PCBs.

Een solderloos breadboard

Gewoonlijk komen breadboards met jumper draden, voedingseenheden, en elektronische componenten zoals transistoren, weerstanden, en condensatoren.

Enkele Specificaties van Arduino

• Werkspanning: 7-12V (DC jack), 5V (USB)
• DIGITALE I/O Pinnen: 14 (6 voor PWM operaties)
• Analoge Ingang Pinnen: 6
• Flash Geheugen voor Programma Opslag: 32KB
• RAM: 2KB
• EEPROM: 1KB
• Klok Snelheid: 16MHz
• DC I/O Pin Stroom Uitgang: 20mA

Een Arduino Breadboard Bouwen

Bij het bouwen van een Arduino op een breadboard, vormt een microcontroller, zoals de ATmega328P, de basis Arduino circuit kit. Maar de andere onderdelen zijn even belangrijk en maken de rest van het circuit uit. De specificaties voor de Arduino ATmega328P microcontroller zijn:

De ATmega328P chip

Bron: Wikimedia Commons

Vergeleken met de standaard ATmega328p microcontroller, is de breadboard Arduino optie beter omdat het de Arduino bootloader draagt. Deze bootloader stelt Arduino IDE programmeren toe. Ook zal breadboard Arduino je deze voordelen geven:

• Een dieper begrip van hoe Arduino hardware werkt
• Eenvoudig schalen
• Laag stroomverbruik

Benodigde Componenten

Om het complete project in te stellen, heb je de volgende componenten nodig:

Componentenlijst voor Arduino breadboard

Verbind deze componenten zoals getoond in de onderstaande afbeelding.

Een Arduino ATmega328p breadboard met een USB-naar-seriële converter module

Bron: Wikimedia Commons

Om je te helpen met de verbindingen, moet je weten wat elke pin is voor in de microcontroller. Hier is een pinout diagram voor de chip.

Een pinout diagram van de ATmega328p en de Arduino printplaat

Bron: Wikimedia Commons

De Externe Voeding Aansluiten

Begin met het verbinden van de bedrading voor de breadboard voeding. Het proces omvat het passen van de stroom en massa draden waar de spanningsregelaar zal zitten. Let op de pinnummering om foute componentverbindingen te voorkomen.

Vervolgens, voeg de massa en stroom draden aan de onderkant van het bord toe om elke rail te verbinden. Daarna, bevestig de spanningsregelaar en stroomrails aan het bord.

De max spanning die je op de VCC pin kunt aanleggen is 6V, en je zou deze waarde moeten vermijden. Gebruik tussen 3,3-5,5V.

In de meeste gevallen is een 9-12VDC voeding (batterij) voldoende. Echter, dit is het werk van de spanningsregelaar. Daarom moet de invoerstroom 7-16V zijn om ongeveer 5V van de regelaar te krijgen.

Voeg een 10uF condensator toe tussen de regelaar IN & massa. Ook, pas een vergelijkbare condensator op de rechter rail tussen de vloer en stroom.

Vervolgens, plak het LED lichtje en 220-ohm weerstand aan de linkerkant van het bord, recht over de spanningsregelaar.

Zodra je de stroomvoorziening uitgezocht hebt, is het tijd om de microcontroller te laden, dan de USB naar seriële converter module.

De Microcontroller Aansluiten

Eerst, plug de chip in het breadboard, zoals getoond in de bovenstaande afbeelding. Vervolgens, verbind de 10k pull-up weerstand met +5V van de reset pin om chip resetten in gewone operatie te voorkomen. Als massa naar 0V, herstart de reset pin de microcontroller.

Vervolgens, bevestig de 16 MHz klok aan pinnen 9 en 10. Verbinden de twee 22 pF condensatoren met elk van deze pinnen en de massa.

Een ATmega328P chip bevestigd aan een breadboard

Bron: Wikimedia Commons

Daarna, verbind een kleine tastschakelaar tussen de reset en massa pinnen om te fungeren als een resetknop. Met dit component op zijn plaats, kantel de schakelaar als je de chip wilt herstarten om een nieuw programma te uploaden.

Het is belangrijk om te noteren dat sommige chips voorgeprogrammeerd komen met het knipper LED programma. Gewoonlijk bevat Arduino software het programma rechtstreeks van de fabrikant.

Zorg Dat Deze Pinnen Als Volgt Verbinden:

• Pin 7 – Digitale voedingsspanning (VCC)
• De Pin 8 – GND
• Pin 20 – AVcc – ADC omzetter voedingsspanning. Je moet deze verbinden met de invoerstroom als je geen ADC gebruikt. Als je een ADC gebruikt, verbind de pin met stroom via een laagdoorlaatfilter.
• Pin 21 – AREF – Analoge referentie pin voor ADC
• Pin 22 – GND

Het bord LED zou moeten knipperen na het instellen van alles en het verbinden van de batterij. Het doel van het LED lichtje is om te controleren of het bord de juiste hoeveelheid stroom krijkt of kortsluit.

Je kunt hier stoppen, maar de echte plezier komt wanneer je de Arduino breadboard programmeert. Om het te flashen met je code, moet je de USB naar seriële converter module verbinden met het breadboard.

Aangezien je de code op de Arduino IDE in je computer zult typen, voorziet de USB naar seriële converter module een USB poort. Het zou helpen als je de poort had om je computer met het breadboard chip via een USB kabel te verbinden.

De USB naar Seriële Converter Module Verbinden

Je hoeft alleen deze vijf verbindingen te maken:

• Rx naar Tx
• Tx naar Rx
• Vcc naar Vcc
• GND naar GND
• DTR/RTS naar RST via de 10uF condensator

Vanaf daar kun je creatief worden op de Arduino IDE. Probeer dan om verschillende stukjes code op de chip te draaien, zoals in slaapmodus gaan voor een bepaalde hoeveelheid tijd.

Voorbeeld LED knippercode op de Arduino IDE

Bron: Wikimedia Commons

Samenvatting

Zoals je kunt zien, bieden Arduino breadboards een makkelijk te gebruiken en betaalbaar platform voor testen en ontwikkeling, wat het ideaal maakt voor beginnende digitale elektronica ontwerpers. Als je vragen hebt, neem dan contact met ons op voor verdere verduidelijking.