Что можно собрать на atmega328p

Что можно собрать на atmega328p

Платформа Arduino стала нынче практически мейнстримом.
В этой статье напишу о том, как собрать минимальную платформу на контроллере Amega 328P-PU, чтобы ее можно было программировать на платформе Arduino IDE.

Конечное устройство можно собрать на макетной или печатной плате. Для этого приобретаем контроллеры Atmega. Я покупал наплощадке aliexpress.com.

Буковка «P» в названии микросхемы означает низкое энергопотребление, а PU-корпус DIP28, который удобно паять обычным паяльником.

Контроллеры пришли, как их теперь готовить?

Yеобходимо установить загрузчик в наши контроллеры. Для этого используем плату Arduino Uno и купленный заранее очень дешевый программатор USBasp. Чтобы не мудрить с проводками, лучше сразу взять еще и такой переходник на 6-ти пиновый разъем ICSP.

Описываем параметры микроконтроллера в файле c:\Program Files (x86)\Arduino\hardware\arduino\boards.txt

Для себя я сделал две конфигурации — внутренний кварц 8МГц с загрузчиком optiboot и отключенной проверкой на напряжение питания (чтобы можно было запитать микросхему вольт так от трех)

atmega328_8_33.name=Atmega328 (3.3V, 8 MHz internal)

atmega328_8_33.upload.protocol=arduino
atmega328_8_33.upload.maximum_size=30720
#atmega328_8_33.upload.speed=19200
atmega328_8_33.upload.speed=57600

atmega328_8_33.bootloader.low_fuses=0xC2
atmega328_8_33.bootloader.low_fuses=0xE2
atmega328_8_33.bootloader.high_fuses=0xDE
atmega328_8_33.bootloader.extended_fuses=0x07
atmega328_8_33.bootloader.path=optiboot
atmega328_8_33.bootloader.file=optiboot_atmega328.hex
atmega328_8_33.bootloader.unlock_bits=0x3F
atmega328_8_33.bootloader.lock_bits=0x0F

atmega328_8_33.build.mcu=atmega328p
atmega328_8_33.build.f_cpu=8000000L
atmega328_8_33.build.core=arduino
atmega328_8_33.build.variant=standard

и точная такая же с внешним кварцевым резонатором на 16МГц.

atmega328_16.name=Atmega328_16 (3.3V, 16 MHz external)

atmega328_16.upload.protocol=arduino
atmega328_16.upload.maximum_size=32256
atmega328_16.upload.speed=115200
atmega328_16.bootloader.low_fuses=0xff
atmega328_16.bootloader.high_fuses=0xde
atmega328_16.bootloader.extended_fuses=0x07
atmega328_16.bootloader.path=optiboot
atmega328_16.bootloader.file=optiboot_atmega328.hex
atmega328_16.bootloader.unlock_bits=0x3F
atmega328_16.bootloader.lock_bits=0x0F
atmega328_16.build.mcu=atmega328p
atmega328_16.build.f_cpu=16000000L
atmega328_16.build.core=arduino
atmega328_16.build.variant=standard

Аккуратно вынимаем из панельки Arduino контроллер и ставим туда наш.

Запускам стандартную ArduinoIDE, выбираем в меню «Сервис->Программатор->USBasp», плату Atmega328 (3.3V, 8 MHz internal) или Atmega328_16 (3.3V, 16 MHz external) и нажимаем «Записать загрузчик». После окончания процесса загрузки мы получаем контроллер, в который можно уже в дальнейшем заливать программы через стандартный USB Ардуины.

В принципе, если вам не требуется низковольтное питание, можно не править фал board.txt, а пошить контроллер как Arduino Uno.

Дальнейшая работа с контроллером такая — либо шить его вставляя на плату Arduino Uno через стандартный USB порт этой платы. Прошив контроллер на работу с внутренним кварцем, можно сразу использовать его практически без всякой обвязки. Например, мигать светодиодом на 13-м порту, как на этой картинке.

Если же нужно постоянно использовать контроллер в своей плате, не переставляя его — то нужно собрать такую схему

Контроллер с внешним кварцем работает быстрее и гораздо стабильнее.

Где это уже работает?
Контроллер управления вентилятором в ванной комнате

Контроллер управления светодиодной люстрой

А как же мозг не вскипел все это реализовывать?

Источник

Радиоконструктор: FM радио на базе Atmega328-P и RDA5807M

Добрый день, уважаемые хабражители!

Меня зовут Михаил Матвеев, и я хотел бы представить Вашему вниманию проект современного «радиоконструктора», основанного на МК Atmega328 и чипе RDA5807M.

Предыстория

Я думаю, многие из вас не только слышали, но и непосредственно сталкивались с такой платформой, как Arduino. И как показывает моя личная статистика, очень немногие заходят дальше, чем поморгать светодиодами. Когда я познакомился с Arduino в первый раз, меня останавливало то, что не было идей, как именно я бы мог использовать все возможности того же UNO на «полную катушку». Хватило только на сборку простенького робота на двух колёсах и сигнализации. Вместе с тем, хотелось сделать что-то более основательное.

Тогда я вспомнил о своем детстве, в котором были так называемые «радиоконструкторы». Суровый советский DIY Kit, который при правильной сборке и грамотной пайке даже начинал работать, и ловил радиостанции в различных диапазонах: Юность, Электрон-М и другие.

Ни один из таких Kit’ов мне не достался, зато достался ЭКОН-1:

Основной «фишкой» этого конструктора было то, что с его помощью можно было быстро и просто собрать большое количество различных устройств, от простых «пищалок» до вполне полноценного радиоприемника.
ЭКОН-1 — одна из многих причин, по которой я вообще оказался в сфере IT. И мне пришло в голову, что было бы неплохо создать современную версию подобного конструктора, чтобы все желающие могли получить удовольствие от только что собранного своими руками девайса.

Прототип на монтажной плате

Мой друг, талантливый инженер Константин Томаревский, поддержал идею, и мы начали думать о том, как сделать первый прототип.

Идея была в том, чтобы создать FM приемник, которым можно было бы управлять через МК.
Первый прототип был собран на монтажке, и стало понятно, что это работает 🙂

Для самой первой версии были выбраны следующие компоненты:

1. МК Atmega328P-PU
2. RDA5807M
3. Дисплей Nokia 5110

Такой микроконтроллер используется в Arduino UNO, соответственно, наше устройство совместимо с UNO на аппаратном уровне.

RDA5807M — «сердце» нашего конструктора. Этот тюнер имеет следующие возможности:

— Технология КМОП
— Монолитный корпус, не требует внешних компонентов (почти)
— Полоса частот: 50-115 МГц
— Шаг между каналами – от 200 до 25 кГц
— RDS/RBDS
— АЦП и встроенный синтезатор частот
— Адаптивное подавление шума
— Цифровой интерфейс (I2C)
— Уровень сигнала (RSSI)
— Усилитель
— Регулировка громкости звука

Дисплей Nokia — черно-белый, 84х48 пикселей. Он очень прост в подключении и управлении.

После пайки на монтажной плате получилось как-то так:

Было решено использовать Bootloader от Arduino, это позволило сохранить совместимость со всеми многочисленными библиотеками и существенно снизить порог вхождения для тех, кто уже имел какой-либо опыт работы с платформой.
Интерфейс взаимодействия с пользователем реализован следующим образом. Три кнопки, подключенные к аналоговому входу МК через резисторы, используются для переключения режимов и управления приемником. Еще одна кнопка служит для перезагрузки МК. Экран, соответственно, отображает информацию о громкости, станции и т.д.

ЛУТ, фоторезист и отладка

После успешных испытаний на монтажной плате мы решили создать ещё несколько прототипов методом ЛУТ (а в дальнейшем — фоторезистом). Также мы решили усовершенствовать приемник, добавив туда ещё один усилитель звука для подключения не только наушников, но и внешнего динамика. Выбор пал на PAM8403, это простой и недорогой усилитель, который требует питания 5В.

Первый прототип, изготовленный методом ЛУТ, выглядел следующим образом:

ЛУТ — хорошая штука для относительно быстрого прототипирования в домашних условиях, но когда дело доходит до двухсторонних плат, начинаются сложности. Количество компонентов на плате увеличивалось — например, мы решили разместить на плате разъем для программатора, чтобы не было необходимости каждый раз извлекать МК для перепрошивки. Так, последующий прототип стал двухсторонним, был изготовлен методом фоторезиста и стал выглядеть намного приятнее:

Следующим шагом был отказ от «навесных» компонентов, которые мы размещали на плате при помощи однорядных PINов. Так, было принято заменить усилитель на LM386N, установить преобразователь уровней CD4050BE. Всё это усложнило конструкцию, но устройство стало выглядеть намного лучше.

Итоговый прототип, изготовленный нами в домашних условиях, выглядел так:

Заказ печатных плат

В Китае можно заказать печатные платы, выполненные промышленным способом. Стоимость выходит относительно небольшой даже при малых тиражах, а время ожидания (включая доставку) как правило не превышает 2-3 недель.

Первую «партию» плат заказали на PCBWay. Так она выглядела:

Одна из проблем, с которой мы по неопытности столкнулись: металлизация «съедает» значительную часть размера самого отверстия, поэтому некоторые компоненты с трудом «влезали» в нужные отверстия. При проектировании схемы необходимо учитывать этот момент.

По результатам тестирования мы ещё немного доработали конструкцию, добавив несколько конденсаторов для более стабильной работы устройства. Собрали ещё один прототип:

Разъём USB используется для питания приёмника. Питание также подаётся при подключении программатора.

Прошивка

Отдельно стоит остановиться на прошивке. Она написана на C++ и мы распространяем её по лицензии GPLv3: https://github.com/xtremespb/fm_receiver.Я практически не разрабатывал на C/C++, поэтому (вероятно) код далёк от идеала и может содержать ошибки, но GPL на то и GPL, чтобы можно было его дорабатывать сообществом 🙂

Текущие возможности прошивки включат в себя:

— Ручную и автоматическую настройку станций
— RDS
— Управление громкостью
— Включение режима усиленных басов
— Включение и отключение подсветки дисплея
— Отображение и динамическая визуализация уровня сигнала

В следующей, четвёртой по счёту ревизии, мы сделаем ещё несколько полезных «фишек»: подключим левый и правый каналы к аналоговым входам на МК, что позволить «визуализировать» поступающий аудиосигнал.

Кстати, возможности устройства не ограничиваются радио! Никто не мешает, например, написать какую-нибудь игру (интереса ради я сделал старый добрый Arkanoid) или другую программу, использующую возможности платы.

Production

Разработка устройства от идеи до реализации заняла около 6 месяцев, что, с практически полным отсутствием опыта в данной области, не так уж и плохо.

На данный момент у нас есть около 10 полностью собранных комплектов, которые включают в себя всё необходимое для сборки своего собственного устройства:

— МК Atmega328P-PU
— Преобразователь уровня CD4050BE
— Дисплей Nokia 5110
— Приемник RDA5807M
— Программатор USBasp
— Операционный усилитель LM386N
— Разъемы под МК и программатор
— USB B, Audio Jack 3.5, три кнопки, провода, однорядные коннекторы
— 11 резисторов и 12 конденсаторов, 4 индуктивности, кварц, стабилитрон и светодиод
— Динамик
— Печатная плата

Для сборки понадобится припой, флюс и паяльник, больше ничего не нужно.
Все комплектующие упакованы в небольшую коробку из «крафтового» картона:

Исходники прошивки уже выложены на Github; Gerber-файл, принципиальная схема и инструкция по сборке будут также опубликованы позднее.

Источник

Самые маленькие Arduino для ваших мини-проектов + примеры самих проектов

Если вам нужны маленькие Arduino-платы для DIY-проектов, эта статья как раз кстати. Вы хотите создать носимый девайс на базе Arduino, но оригинальная плата слишком большая? Или есть на примете другой проект, для которого нужна маленькая плата с большим количеством возможностей?

Эта подборка поможет выбрать то, что нужно. В ней собраны самые маленькие Arduino платы с разными характеристиками. Их можно использовать для разработки самых разных проектов — от роботов до носимых устройств. Есть и примеры проектов.

Seeduino Nano

Начнем с Seeeduino Nano. Это компактная плата, похожая на Seeeduino V4.2/Arduino UNO. Она полностью совместима с Arduino Nano — как по размерам, так и распиновкой. Несмотря на небольшой размер, она достаточно функциональна. Мы рекомендуем использовать эту плату новичкам, которые хотят с чего-то начать. Кроме того, если у вас есть кодовая база из предыдущего проекта Uno, ее можно использовать с Nano.

Характеристики включают память с частотой работы 16 МГц и 32 КБ, 1 КБ EEPROM, 2 KB RAM. В комплект входят элементы периферии для расширения функциональности проекта. Есть также коннектор Grove I2C, который дает возможность подключиться к сотням самых разных сенсоров и актуаторов.

Если и этого не хватает, то можно приобрести Grove Shield for Arduino Nano. В комплекте поставляется 3 цифровых коннектора, 3 аналоговых, 1 L2C коннектор и 1 UART.

Характеристики Seeeduino Nano

Arduino MKR1000

А это плата для тех, кому необходима беспроводная WiFi-связь. Есть минимальный навык в создании сетевых устройств? Если да, то Arduino MKR1000 как раз для вас!

Arduino MKR1000 разработана в качестве практичного и экономичного решения для разработчиков, проекты которых предусматривают модуль беспроводной связи. Основа платы — Atmel ATSAMW25 SoC.

Она состоит из трех основных блоков:

Здесь есть модуль для подключения батареи, что дает возможность работать автономно от 5V. Модуль WIFi потребляет очень мало энергии, плюс оснащен Cryptochip для безопасного обмена данными. А еще эта плата совместима с Arduino IDE для упрощения использования Arduino Software (IDE).

Для подачи энергии используется USB-порт, так что система может работать с элементом питания или без него.

Характеристики Arduino MKR1000

Arduino Pro Mini

Конечно, в подборку мини-плат Arduino нельзя не включить Arduino Pro Mini. Это фактичесски Arduino Pro, упакованная в гораздо меньший форм-фактор. Кроме того, убраны некоторые элементы для минимизации размера.

Небольшой размер платы позволяет встраивать ее в любые проекты. Правда, для работы с ПО понадобится не только USB-кабель, но и преобразователь сигнала, внешняя плата. Например, USB CP2102.

Arduino Pro Mini поставляется в двух вариантах — 5V/16MHz и 3.3V/8MHz. В первом случае плата работает с тем же напряжением и на той же скорости, что и Arduino Nano и Micro. 3В плата более медленная, но потребляет меньше энергии, что дает возможность увеличить срок автономной работы.

Характеристики Arduino Pro Mini

Arduino MKR VIDOR 4000

Несмотря на то, что это не самая маленькая Arduino, она может похвастаться рядом уникальных функций, которых обычно нет у Arduino. Плюс ко всему, она очень небольшая, что дает возможность встраивать плату в самые миниатюрные проекты.

Если вы ищете нечто очень специфическое, чего нет у Arduino, что-то более сложное, обратите внимание на кастомизируемую и мощную плату MKR VIDOR 4000.

При помощи MKR VIDOR 4000 вы можете настроить все, что хотите. Вот характеристики: SRAM объемом 8 МБ; чип QSPI Flash объемом 2 МБ — 1 МБ выделен для пользовательских приложений; разъем Micro HDMI; разъем камеры MIPI; а также WiFi и BLE на базе серии U-BLOX NINA W10. Плата также включает классический интерфейс MKR, на котором все выводы управляются как SAMD21, так и FPGA. Есть и разъем Mini PCI Express с 25 настраиваемыми пользователем пинами.

FPGA содержит 16К логических элементов, 504 КБ встроенной ОЗУ и 56 18 × 18-битных умножителей HW для высокоскоростного DSP. Каждый вывод может быть настроен для UART, (Q) SPI, ШИМ высокого разрешения / высокой частоты, квадратурный энкодер, I2C, I2S, Sigma Delta DAC и т. Д.

Встроенная FPGA может использоваться в качестве обработчика аудио и видео. Эта плата также оснащена микросхемой SAMD21. Связь между FPGA и SAMD21 осуществляется без проблем.

Характеристики MKR VIDOR 4000

Arduino Micro

Еще один представитель семейства Arduino — плата Arduino Micro. Она несколько больше Nano. Зато плата оснащена ATmega32U4 — в этом основное отличие от Nano.

У Micro больше возможностей, чем у Nano. Это 20 цифровых пинов ввода / вывода, 12 аналоговых входов и 7 пинов с PWM. Кроме того, благодаря встроенному USB-порту вы можете легко использовать его в качестве мыши, клавиатуры и т. д. Однако загрузчик Micro может быть запрограммирован только с USB, для чего требуется специальный драйвер.

Зато не нужны никакие переходники-конвертеры, все работает из коробки.

Если вы знакомы с Arduino Leonardo, то это — его уменьшенная версия. Micro — самая маленькая плата в семействе ATmega32U4.

Seeeduino XIAO

Это самая маленькая Arduino-плата из всех, что представлены в этой подборке. При этом функциональность ее на высоте, у нее куча возможностей и интерфейсов, которые так нужны разработчикам.

Плата оснащена Microchip SAMD21 Arm Cortex-M0+. Все основные компоненты размещены под металлической пластиной. Эта плата совместима с Arduino Zero, программировать можно при помощи Arduino IDE или Arduino Create.

Технические характеристики Seeeduino XIAO:

Проекты на основе мини-плат Arduino

Что можно сделать на основе этих плат?

Пульсометр на основе Arduino Nano

Это бюджетная версия умных часов, единственное назначение устройства — измерение пульса.
Что нужно для проекта?

Умный дом

Что нужно для проекта?

Миниатюрная клавиатура

Это не клавиатура, а, по сути, одна сенсорная кнопка, которую можно запрограммировать на выполнение различных операций в среде Windows.

Что нужно для проекта?

Источник

Архив рубрики: Схемы на AVR

Схемы, устройства и проекты на микроконтроллерах ATtiny и ATmega (семейство AVR). Для каждого проекта приведен текст программы на языке С (Си) с комментариями, что позволяет начинающим радиолюбителям на конкретных примерах научиться программированию данных микроконтроллеров

Собираем собственную плату Arduino на микроконтроллере AVR ATmega328

Arduino представляет собой платформу разработки с открытым исходным кодом, предназначенную для инженеров и начинающих любителей электроники и позволяющую достаточно просто разрабатывать различные электронные проекты. Она состоит из физически программируемой платы (основанной на микроконтроллерах семейства AVR) и специализированного программного обеспечения или … Читать далее →

Подключение светодиодной матрицы 8х8 к микроконтроллеру AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим подключение светодиодной матрицы 8х8 к микроконтроллеру ATmega8 (семейство AVR), на которой после этого можно отображать буквы алфавита. Типовая светодиодная матрица 8х8 показана на следующем рисунке. Светодиодная матрица 8х8 содержит 64 светодиода, которые упорядочены в форме … Читать далее →

Связь AVR ATmega8 и Arduino Uno через универсальный асинхронный приемопередатчик (UART)

В этой статье мы рассмотрим процесс взаимодействия микроконтроллера ATmega8 (семейство AVR) и платформой Arduino Uno через последовательный порт. Взаимодействие будет осуществляться через универсальный асинхронный приемопередатчик (UART — Universal Asynchronous Receiver Transmitter) – это последовательный порт связи. Подобное взаимодействие часто бывает … Читать далее →

Подключение оптопары к микроконтроллеру AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим подключение оптопары к микроконтроллеру ATmega8 (семейство AVR). Оптопары представляют собой устройства, предназначенные для изоляции электронных и электрических схем. Это простое устройство может изолировать чувствительную электронику от «грубой» электроники такой, к примеру, как электродвигатели, при этом … Читать далее →

Будильник на микроконтроллере AVR ATmega32

В этой статье мы рассмотрим схему простого будильника на микроконтроллере ATmega32 (семейство AVR). Для реализации этой идеи мы используем 16 битный таймер, присутствующий в данном микроконтроллере. Все цифровые часы имеют в своем составе кварцевый резонатор, который является их «сердцем». Кварцевые … Читать далее →

Пожарная сигнализация на микроконтроллере AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим пожарную сигнализацию на микроконтроллере ATmega8 (семейство AVR) и датчике огня. Датчик огня может быть любого типа, мы в нашей схеме будем использовать инфракрасный датчик огня – он не отличается точностью, но зато он самый дешевый … Читать далее →

Измерение интенсивности света с помощью фоторезистора и микроконтроллера AVR ATmega8

В этой статье мы подключим фоторезистор к микроконтроллеру ATmega8 (семейство AVR) и с его помощью будем измерять интенсивность света. Для этой цели мы будем использовать 10 битный аналого-цифровой преобразователь микроконтроллера (АЦП). Общие сведения о фоторезисторах Фоторезистор представляет собой преобразователь, чье … Читать далее →

Амперметр на 100 мА на микроконтроллере AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим низкодиапазонный амперметр на микроконтроллере ATmega8 (семейство AVR). Для реализации этой идеи мы задействуем 10 битный аналого-цифровой преобразователь (АЦП) данного микроконтроллера. Для упрощения схемы используем резистивный метод, являющийся самым простым способом определения нужных нам параметров. В … Читать далее →

Взаимодействие двух микроконтроллеров AVR ATmega8 через UART

В этой статье мы рассмотрим процесс взаимодействия двух микроконтроллеров ATmega8 (семейство AVR) через последовательный порт. Взаимодействие будет осуществляться с помощью универсальных асинхронных приемопередатчиков (UART — Universal Asynchronous Receiver Transmitter), имеющихся в микроконтроллерах. Подобное взаимодействие часто бывает востребовано в различных системах. … Читать далее →

Сигнализация с датчиком наклона на микроконтроллере AVR ATmega8

В этой статье мы рассмотрим сигнализацию на микроконтроллере ATmega8 (семейство AVR), основанную на анализе колебаний. Данную сигнализацию можно использовать для защиты от воров. Сигнализация основана на использовании датчика наклона (tilt sensor), внешний вид которого показан на следующем рисунке. Одним из … Читать далее →

Источник