Come costruire il primo Arduino

tramite: O2O
Difficoltà: media
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Introduzione

Questa guida illustrerà come costruire una scheda Arduino Uno partendo dai componenti elettronici di base. Questo è possibile grazie alla licenza OpenSource del progetto Arduino che rende disponibili le informazioni per poter replicare fedelmente i suoi dispositivi.
Una scheda di Arduino autocostruita ha il gran vantaggio di costare meno rispetto ad una scheda comprata dagli store ufficiali, ma ha esattamente tutte le stesse caratteristiche. In questa guida vedremo come realizzare il primo prodotto del progetto Arduino, Arduino UNO.

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Occorrente

  • -un ATMega328 con Bootloader Arduino Uno
  • -una breadboard
  • -cavetti per breadbord noti come Jumper
  • -un regolatore di tensione LM7805 da 5V
  • -2 LED
  • -2 resistenze da 220 Ohm
  • -1 resistenza da 10k Ohm
  • -2 condensatori elettrolitici da10 uF
  • -un oscillatore al quarzo da 16 MHz
  • -2 condensatori ceramici da 22 pF
  • -un pulsante normalmente aperto da breadbord tipo B3F
  • -un modulo Usb arduino FT232RL
  • -una Pin strip da min 18 pin
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La prima cosa da fare è costruire il circuito di alimentazione del microcontrollore.
Avremo bisogno dei Jumper, dei condensatori elettrolitici, del regolatore di tensione, di una resistenza da 220Ohm e di un led.
I collegamenti sono quelli nell'immagine. Attenzione al collegamento dei due condensatori elettrolitici da 10 microfarad: hanno sul lato una striscia chiara che indica il terminale da collegare al polo negativo (massa). Attenzione anche al led che ha l'anodo (polo positivo) piu lungo del catodo.

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Adesso chiudiamo il circuito di alimentazione con la parte inferiore della Breadbord. Questo serve per portare l'alimentazione ad entrambe le due colonne. La parte centrale della Breadbord sarà occupata dal microcontrollore ATMega 328 e dagli altri componenti.

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Dopo aver completato la parte relativa all'alimentazione, inseriamo gli altri componenti. I collegamenti sono quelli nella figura.
Il posizionamento del microncontrollore ATMega328 deve essere fatto a cavallo delle due metà della Breadboard. Importante è inserirlo nel verso giusto: sopra alla custodia del microcontrollo c'è un piccolo incavo o segno circolare; ecco quello va inserito verso la parte alta della Breadboard (quella dove abbiamo messo prima i condensatori elettrolitici).
I pin vengono numerati da 1 a 14 partendo dal lato sinistro verso il basso, finito il lato sinistro si riparte da lato destro in basso proseguendo poi verso l'alto numerando così i restanti da 15 a 28
La resistenza utilizzata è quella da 10kOhm e va messa tra il pin 1 e l'alimentazione.
Bisogna poi collegare alcuni Jumper: uno per l'alimentazione al Pin 7 e uno al GND al Pin 8.
Altri jumper vanno poi collegati sul lato destro: ai Pin 20 e 21 vanno collegati due jumper che finiscono all'alimentazione della BreadBoard mentre al pin 22 ne va messo uno che finisce nel GND.
Inoltre bisogna collegare i due condensatori da 22pF uno tra il pin 9 e il GND e l'altro tra il pin 10 e il GND. Fra questi due pin (9 e 10) vanno inserite l'estremità dell oscillatore al quarzo da 16MHz.

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Continuiamo a collegare altri componenti utili come il bottone di reset che va inserito immediatamente sopra il microcontrollore e lo colleghiamo con due jumper come in figura.
Nella parte destra colleghiamo un jumper tra il pin 19 e un punto sotto il ATMega328 come in figura.
Sotto di esso inseriamo una resistenza da 220 Ohm che va a finire nel GND. Colleghiamo il jumper precendente alla resistenza tramite un Led come illustrato.

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Adesso bisogna prendere il Modulo Usb di Arduino FT232. Questo è inizialmente sprovvisto di Pin e dunque dovremmo prenderne due strisce della giusta lunghezza e saldarle al modulo. Di solito il modulo ha due file da 9 Pin.
Nel saldarle ricordate che la Pin strip ha un divisore in plastica dalla quale esce il conduttore metallico: un estremità è piu corta dell altra. Bisogna prendere il modulo e far combaciare i fori con l'estremità corta e saldare in questa posizione in modo che una volta saldato si inseriranno le estremità lunghe direttamente sulla Breadboard.
La posizione corretta del modulo è quella con la porta USB sulla faccia superiore.
A questo punto non resta che collegare correttamente il modulo al ATMega328.
I collegamenti sono illustrati in figura.
Bisogna precisare che il modulo in figura non è quello esatto: il modulo corretto è di colore rosso e presenta le due file di pin di cui quella destra con scritto RX e quella sinistra con scritto TX.
I collegamenti dunque saranno: il primo pin in alto sulla destra va al GND, Il quarto dall alto sulla destra va al VCC mentre il primo sulla sinistra dall alto va al pin 2 dell'ATmega328 mentre il quinto pin partendo dall alto a sinistra va sul pin 3 del ATMega328.
I collegamenti sono effettuati e se tutto è corretto dovreste avere il vostro arduino Uno funzionante.

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Per poter utilizzare I pin di alimentazione, quelli digitali e quelli degli imput analogici bisogna osservare il Pin mapping dell atmega328. Nell'immagine inserita sono presenti i pin dell'ATMega328 come numerati prima e i pin corrispondenti alle funzioni di Arduino.

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