Arduino Breadboard:오픈 소스 프로토타이핑 보드

프로토타이핑은 설계 및 개발 프로세스의 큰 부분입니다. PCB 프로젝트에서 더 고급 단계로 이동하기 전에 필수적입니다. 따라서 디지털 전자 제품 개발자라면 Arduino 브레드보드를 ​​사용하는 것이 좋습니다.

Arduino 이전에는 초보자가 마이크로 컨트롤러를 배우는 데 어려움이 있었습니다. 그들은 사용하기 어려운 어셈블리 언어 코딩이 필요한 값비싼 키트를 사용해야 했습니다.

그러나 Arduino는 C++와 같은 고급 프로그래밍 언어로 코딩하여 저렴하고 사용하기 쉬운 플랫폼을 제공함으로써 판도를 바꿨습니다.

Arduino 브레드보드와 이러한 보드를 만드는 데 필요한 단계를 살펴보겠습니다.

Arduino란 무엇입니까?

Arduino는 오픈 소스, 디지털 전자 소프트웨어 및 하드웨어 플랫폼, 프로젝트 및 사용자 커뮤니티입니다. 이 플랫폼은 디지털 전자 제품 개발을 위한 사용하기 쉬운 단일 보드 마이크로컨트롤러 및 키트를 설계 및 구축합니다.

Arduino 회로 기판

브레드보드란 무엇입니까?

반면에 브레드보드는 사각형의 천공된 구멍과 기호 및 선이 새겨진 직사각형 플라스틱 콘솔입니다. 프로토타이핑 목적으로 Arduino와 같은 여러 전자 부품과 마이크로 컨트롤러를 조립하기 위한 건설 기반 역할을 합니다.

브레드보드의 무납땜 설계는 브레드보드와 PCB의 주요 차이점입니다.

납땜 브레드보드

일반적으로 브레드보드에는 점퍼 와이어, 전원 공급 장치 및 트랜지스터, 저항기 및 커패시터와 같은 전자 부품이 함께 제공됩니다.

Arduino의 일부 사양

• 작동 전압:7-12V(DC 잭), 5V(USB)
• 디지털 I/O 핀:14개(PWM 작동의 경우 6개)
• 아날로그 입력 핀:6
• 프로그램 저장용 플래시 메모리:32KB
• 램:2KB
• EEPROM:1KB
• 클럭 속도:16MHz
• DC I/O 핀 전류 출력:20mA

Arduino 브레드보드 만들기

브레드보드에 Arduino를 구축할 때 ATmega328P와 같은 마이크로컨트롤러는 기본적인 Arduino 회로 키트를 형성합니다. 그러나 다른 부분도 똑같이 중요하며 나머지 회로를 구성합니다. Arduino ATmega328P 마이크로컨트롤러의 사양은 다음과 같습니다.

ATmega328P 칩

출처:Wikimedia Commons

표준 ATmega328p 마이크로컨트롤러와 비교하여 브레드보드 Arduino 옵션은 Arduino 부트로더를 탑재하기 때문에 더 좋습니다. 이 부트로더는 Arduino IDE 프로그래밍을 허용합니다. 또한 브레드보드 Arduino는 다음과 같은 이점을 제공합니다.

• Arduino 하드웨어 작동 방식에 대한 더 깊은 이해
• 손쉬운 확장
• 낮은 전력 소비

필수 구성요소

전체 프로젝트를 설정하려면 다음 구성 요소가 필요합니다.

아래 이미지와 같이 이러한 구성 요소를 연결하십시오.

USB-직렬 변환기 모듈이 있는 Arduino ATmega328p 브레드보드

출처:Wikimedia Commons

연결을 돕기 위해 마이크로컨트롤러에서 각 핀의 용도를 알아야 합니다. 다음은 칩의 핀 배치도입니다.

ATmega328p 및 Arduino 보드의 핀아웃 다이어그램

출처:Wikimedia Commons

외부 전원 공급 장치 연결

브레드보드 전원 공급 장치의 배선을 연결하여 시작합니다. 이 프로세스에는 전압 조정기가 놓일 위치에 전원 및 접지선을 맞추는 작업이 포함됩니다. 잘못된 구성 요소 연결을 방지하기 위해 핀 번호를 기록해 두십시오.

다음으로 보드 하단에 접지선과 전원선을 추가하여 각 레일을 연결합니다. 그런 다음 전원 조절기와 전원 레일을 보드에 부착합니다.

VCC 핀에 인가할 수 있는 최대 전압은 6V이며 이 값에 도달하지 않도록 해야 합니다. 3.3-5.5V 사이에서 사용하십시오.

대부분의 경우 9-12VDC 전원 공급 장치(배터리)로 충분합니다. 그러나 이것은 전압 조정기의 작업입니다. 따라서 레귤레이터에서 약 5V를 얻으려면 입력 전원이 7-16V여야 합니다.

레귤레이터 IN과 접지 사이에 10uF 커패시터를 추가하십시오. 또한 바닥과 전원 사이의 오른쪽 레일에 유사한 커패시터를 장착합니다.

그런 다음 LED 조명과 220옴 저항을 보드 왼쪽, 전압 조정기 오른쪽에 붙입니다.

전원을 분류했으면 마이크로 컨트롤러를 로드한 다음 USB에서 직렬 변환기 모듈을 로드할 차례입니다.

마이크로컨트롤러 연결

먼저 위의 이미지와 같이 칩을 브레드보드에 꽂습니다. 다음으로, 10k 풀업 저항을 리셋 핀에서 +5V에 연결하여 일반 작동에서 칩 리셋을 방지합니다. 0V로 ​​접지되면 리셋 핀이 마이크로컨트롤러를 재부팅합니다.

다음으로 16MHz 클록을 핀 9와 10에 연결합니다. 두 개의 22pF 커패시터를 이 핀과 접지 각각에 연결합니다.

브레드보드에 부착된 ATmega328P 칩

출처:Wikimedia Commons

그런 다음 리셋과 접지 핀 사이에 작은 촉각 스위치를 연결하여 리셋 버튼 역할을 합니다. 이 구성 요소가 있는 상태에서 칩을 다시 시작하여 새 프로그램을 업로드하려면 스위치를 뒤집습니다.

일부 칩에는 깜박임 LED 프로그램이 미리 프로그래밍되어 있습니다. 일반적으로 Arduino 소프트웨어에는 제조업체에서 직접 제공하는 프로그램이 포함되어 있습니다.

이 핀이 다음과 같이 연결되었는지 확인합니다.

• 핀 7 – 디지털 공급 전압(VCC)
• 8번 핀 – GND
• 핀 20 – AVcc – ADC 컨버터 공급 전압. ADC를 사용하지 않는 경우 입력 전원에 연결해야 합니다. ADC를 사용하는 경우 저역 통과 필터를 통해 핀을 전원에 연결합니다.
• 핀 21 – AREF – ADC용 아날로그 참조 핀
• 22번 핀 – GND

모든 설정과 배터리 연결 후 보드 LED가 깜박여야 합니다. LED 조명의 목적은 보드에 적절한 양의 전력이 공급되고 있는지 또는 단락되고 있는지 확인하는 것입니다.

여기서 멈출 수 있지만 진정한 재미는 Arduino 브레드보드를 ​​프로그래밍할 때 옵니다. 코드를 사용하여 플래시하려면 USB-직렬 변환기 모듈을 브레드보드에 연결해야 합니다.

컴퓨터의 Arduino IDE에 코드를 입력할 것이기 때문에 USB-직렬 변환기 모듈은 USB 포트를 제공합니다. USB 케이블을 통해 브레드보드 칩에 컴퓨터를 연결할 수 있는 포트가 있다면 도움이 될 것입니다.

USB를 직렬 변환기 모듈에 연결

다음 5가지 연결만 하면 됩니다.

• 수신-송신
• Tx에서 Rx로
• Vcc에서 Vcc로
• GND에서 GND로
• 10uF 커패시터를 통해 DTR/RTS에서 RST로

거기에서 Arduino IDE에서 창의력을 발휘할 수 있습니다. 그런 다음 일정 시간 동안 절전 모드로 들어가는 것과 같이 칩에서 다른 코드를 실행해 보십시오.

Arduino IDE의 샘플 LED 깜박임 코드

출처:Wikimedia Commons

요약

보시다시피 Arduino 브레드보드는 테스트 및 개발을 위한 사용하기 쉽고 저렴한 플랫폼을 제공하므로 초보자 디지털 전자 설계자에게 이상적입니다. 질문이 있는 경우 추가 설명을 위해 저희에게 연락하십시오.