Arduino BREADBOARD

27/9/2015 Lezioni di Sistemi di elaborazione e trasmissione dell'informazione

http://www.giordanicaserta.it/frapec/clang/ArduinoBB.html 1/5

Microcontrollori.

indice

1. Arduino su Breadboard2. Introduzione3. Progetto con Potenziometro4. LED RGB5. Pulsante a rilascio6. Fotoresistenza7. Termistore8. Corso microcontrollori9. AT328 Data Sheet

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Riferimento: Building an Arduino on a Breadboard

Premessa

In questo tutorial viene illustrato il procedimento per costruire Arduino su una breadboard. Si costruir la versionedi Arduino che usa il microcontrollore Atmel Atmega328 AVR e la scheda FTDI FT232.

Molto probabilmente nessuno si cimenter in questa impresa, ma le illustrazioni associate a ciascun passaggiopermettono di formarsi una chiara visione di Arduino

Componenti

Una breadboard

fili per breadboard (diametro 22 AWG)

Regolatore di tensione 7805

2 LED

2 resistenze da 220 Ohm

1 resistenza da 10k Ohm

2 condensatori da 10 F

Un quarzo da 16 MHz

2 condensatori da 22 pF

2 interruttori a rilascio del tipo"normalmente aperto" (off) button

Scheda di conversione da USB a Seriale(FT232 USB)

Infine occorre un collegamento perprogrammare il microcontrollore, l'AVRProgramming Adapter.

Alimentare il circuito

La breadboard su cui si monter il microcontrollore deve essere alimentata in qualche modo. Si pu usare unalimentatore a 5V o una batteria da 9 volt collegata ad un regolatore di tensione.

Collegare un filo per l'alimentazione ed un filo per lamassa sui fori delle linee esterne della breadboard, dove sicollocher l'alimentazione.

Collegare Le due file opposte difori della breadboard.

Inserire il regolatore di tensione 7805 e i fili per fornire l'alimentazione alcircuito. Il regolatore ha il formato TO-220. Guardando frontalmente il componente, tenendo i piedini rivolti verso il basso,la tensione di ingresso, proveniente da un alimentatore esterno, deve esserecollegata al piedino di sinistra, la massa al piedino centrale e la tensione diuscita di 5V viene prelevata sul terminale di destra. Collegare il piedino di uscita del regolatore alla fila della breadboard dove si scelto di fornire la tensione e collegare la massa del regolatore al filo dove si scelto di fornire il negativo della tensione.Inserire un condensatore da 10F tra il morsetto IN del regolatore e la massa,e un condensatore da 10F tra l'alimentazione e massa. I condensatori sono



elettrolitici, quindi sono polarizzati, la striscia grigio argento sul condensatoreindica il terminale da collegare a massa.

Collegare un LED in serie ad una resistenza da 220 tra l'alimentazionedel regolatore di tensione. Questo LED collegato all'alimentazione forniscel'indicazione che il circuito alimentato. Se si verifica un corto circuito sullascheda il LED non si accender

I fili, rosso e nero, alla sinistra del regolatore di tensione sono collegati nei fori in cui sicollegher l'alimentatore esterno. Il filo rosso si deve collegare al positivo dell'alimentatoree il filo nero si deve collegare al negativo. Collegare solo una tensione compresa tra 7 e16 V. Con una tensione pi bassa il regolatore non sar in grado di fornire 5V. Con unatensione pi alta il regolatore pu danneggiarsi. Si consiglia di usare una batteria da 9V oun alimentatore stabilizzato da 12V.

A questo punto si pronti per inserire il chip del microcontrollore.

ATMEGA8/168/328

Prima diproseguire,osservare loschema delmicrocontrollore.Accanto aciascun piedino indicata lafunzione svolta,che anchedisponibile comefunzionalit diArduino. Ildocumentocompleto perl'atmega328descriveampiamente lastruttura delmicrocontrollore.

Il piedino di RESET del microcontrollore attivo a livello basso, quindi perimpedire che questo si resetti durante il normale funzionamento, collegare unaresistenza da 10k tra il pin RESET e un punto a +5V. Il piedino RESET riavviail microcontrollore quando viene portato a massa. In seguito si aggiunger unpulsante per forzare il reset.

Fare anche i seguenti collegamenti:

Pin 7 - Vcc - Tensione di alimentazione

Pin 8 - GND

Pin 22 - GND

Pin 21 - AREF - Tensione di riferimento per l'ADC

Pin 20 - AVcc - Tensione di alimentazione per l'ADC. necessario che siaconnesso all'alimentazione se l'ADC non deve essere usato.



Inserire il quarzo da 16 MHz per fornire l'oscillatore esternotra i pin 9 e 10. Collegare due condensatori da 22 pF tra iterminali del quarzo e la massa.

Collegare il switch a rilascio per consentire il reset di Arduino quando si dovrcaricare un nuovo programma. Inserire il switch nella parte superiore delmicrocontrollore, a cavallo della zona di separazione delle file di fori. Collegare unfilo dal terminale di sinistra del switch al piedino RESET del microcontrollore, e unfilo dall'altro terminale del switch a massa.

Aggiungere il LED. Il terminale lungo del LED (catodo) deveessere connesso al filo rosso e il terminale corto (anodo) si deveconnettere alla resistenza da 220, che va a massa.

Programmazione del microcontrollore

Per trasferire il programma da un computer al microcontrollore cisi serve di un'interfaccia USB che converte il flusso di dati in formaseriale per poter essere acquisiti dal microcontrollore. Connettere il pin VCCIO della scheda all'alimentazione e il piedinoGND a massa.

Capovolgendo la scheda si possono leggere i segnali disponibili suilati della scheda. L'alimentazione e la massa alla breadboardvengono, quindi, forniti dal computer.



Adesso bisogna collegare la scheda da USB a Seriale con il microcontrollore.Connettere il piedino RX (pin 2) del microcontrollore al piedino TX delconvertitore da USB a seriale, e connettere il piedino TX (pin 3) delmicrocontrollore al piedino RX del convertitore da USB a seriale.

caricare il Bootloader.

Una CPU usa un programma registrato nella ROM per avviare le sue operazioni iniziali (il POST, il caricamento delS.O. ...).

L'adattatore per il programmatore di un microcontrollore AVR (SKU BOB-08508) della Sparkfun specifico per l'impiego con la breadboard. Questoadattatore presenta 6 pin dal lato del programmatore e 6 pins per l'innesto nei foridella breadboard. Accanto ai pin riportata la relativa funzione per agevolare ilcollegamento al microcontrollore.

Sulla breadboard aggiungere i fili peralimentare l'adattatore del programmatore.

Inserire l'adattatore del programmatore di AVR nellabreadboard con il pin GND in corrispondenza del filo dimassa e il pin 5V in corrispondenza del filo di alimentazione.



Consultare la piedinatura delmicrocontrollore mentre si eseguono icollegamenti descritti.

Il piedino MISO dell'adapter deveessere collegato al pin 12 del chipATmega.

Collegare il pin SCK dell'adapter alpin 13 del chip Atmega.

Collegare il pin RESET dell'adapteral pin 1 del chip Atmega.

Collegare il pin MOSI dell'adapter alpin 11 del chip Atmega.

Collegare il cavo USB alla scheda di conversione da USB a seriale e colelgare il cavo a 6 pin del programmatoreAVR all'adapter di programmazione AVR.

Avviare il software Arduino.exe e nel menu "Strumenti" ("Tools") scegliere la voce "Board". Dall'elenco di schede sideve scegliere quale bootloader si vuole caricare sul microcontrollore.

Nel menu "Strumenti" (Tools) scegliere la voce 'Burn Bootloader' e selezionare il programmatore che si sta usando. Dopo aver fatto la scelta, il programmatore di AVR inizia il processo di caricamento del programma di avvio nelchip Atmega e nella barra di stato appare il messaggio: "Burning bootloader to I/O Board (this may take aminute)...". Sul programmatore si notano i LED che lampeggiano.

Al termine del bootloading, la barra di stato riporta il messaggio "Done burning bootloader." Il microcontrollore pronto per essere programmato tramite il software di Arduino.

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