电路新玩法,不会PCB设计也能制作Arduino Uno
不会设计PCB板,也想玩电路,行么?行,要知道没有PCB这玩意之前,元器件之间就是这么连的啊(苏老师想象的),其实我们PCB设计有问题需要Rework的时候也是要用各种飞线让自己的电路工作。
所以,即便你PCB设计都没有问题,偶尔DIY一下没有PCB的电路也是很有意义的一件事情。
今天我们来看看国外的一个大神做的Arduino Uno,下面是他的作品,先膜拜一下。
我们先看看Arduino Uno的电路都有哪些器件?如何连接的?
是不是还挺复杂的?大神把这些器件分成了4个部分:
ATmega328 MCU
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ATmega328P PDIP
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16MHz 晶体振荡器
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电容
电源电路
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7-12V 到 5V的稳压器
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5V 到 3.3V 的稳压器
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USB/外部输入自动选择电路
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反向电流保护
USB转UART电路
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USB连接器
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串行转换芯片(ATMEGA8U2-MU),有晶体振荡器和电容
指示用LEDs
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电源LED
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缺省的LED (D13)
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TX/RX LEDs
大神先搞定MCU和它相连的数据线,幸运的是Arduino Uno的外接连接器的管脚分配跟ATMEGA328的28-DIP封装的管脚是匹配的,因此避免了不必要的连线交叉。
下图就是MCU的插座和IO接头的数据连接。
ATmega328外围的元器件只有一个16MHz的晶体振荡器和2个22pF的电容,看下图:
接下来我们看电源部分的电路,大神用洞洞板制作了一个支撑,以便有足够的焊接空间。
Arduino Uno有两个电源输入:
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通过USB的5V DC
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通过插座连接外部的7-12V直流(苏老师顺便问大家,为什么是7-12V?低于7V或高于12V或如何?)
电路上有两个稳压器,一个提供5V DV,一个提供3.3VDC。在这个项目中大神使用了工程师都喜闻乐见的AMS1117-5和AMS1117-3.3开做稳压,当然这两个稳压器外部也要相应的电容,在这里使用了SMD封装的电容。
大神实际上是做了两层连线,这就类似双面的PCB板。
下面来看看USB到UART电路部分:
这部分非常重要,用于Arduino IDE对板子进行配置,而不需要专门的编程器。在这里芯片采用的是CH340C,原来的Arduino Uno R3设计中用的是ATMEGA8U2-MU,但这个玩意实在太小了,在这里焊接太困难。CH340C是SOP-16封装,外部只需要4个器件 - 2个电容和2个Tx/Rx线上的电阻,这样大大简化了电路的复杂度。
指示用的LED:
大神用了1206贴片封装的LED,见下图。
万事俱备了,接上电源、下载Bootloader,工作正常、通信正常,下载一个闪灯LED的程序,工作!下面是Youtube上的视频截图。
下面是跟Arduino Uno标准产品的对比。
最后成品的Top面的照片。
成品的Bottom面的照片。
Cool吧?自己也动手试试?
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