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Uma alternativa muito barata ao Arduino

João Alves ([email protected])20 Set 2014

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AgendaIntroduçãoProblemaAbordagem para SoluçãoRequisitosEsquemáticoLista de Componentes

As várias partesProjetos

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IntroduçãoSoldei o meu primeiro clone Arduino - um diavolino - em 2012 no Codebits.E comecei a ficar apaixonado pela arquitectura/ecosistema Arduino e o que ela nos permite fazer.

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ProblemaO Arduino é muito interessante para fazer prototipagem / desenvolvimento mas para incluir num projecto e usar a placa num produto final é um overkill.Embora não seja muito caro, um clone do Arduino custa cerca de € 20 (25 USD), uma placa oficial custa um pouco mais ainda.

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Solução

Criar uma placa tipo Arduino que possa ser usada no projecto mantendo a placa Arduino para outras prototipagens.Esta pode substituir completamente a placa do Arduino se não for necessário o uso de “shields” (não é compatível com a posição dos pinos destes).

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Requisitos

● Muito Barata - Cheap● Pequena - Small● Simples - Easy

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Muito BarataCom um orçamento muito reduzido de até € 3,5 (5 USD) em componentes é possível construir esta placa.

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PequenaA placa tem 4,5cm x 5,5cm.O Arduino UNO tem 7,5cm x 5,3cm

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SimplesPara que fosse simples foram usados apenas componentes THT - Through-hole technology. evitando o uso de SMD - Surface Mount Devices - uma vez que são mais difíceis de soldar. Foi usado o micro-controlador mais comum usado nas placas Arduino com THT - o ATMega328P (em formato PDIP). Os componentes foram soldados a uma stripboard para evitar fios extra.

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Esquemático

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Lista de Componentes● 1x Stripboard com pelo menos 19 Linhas e

16 Colunas (€ 0,73)

● 1x micro-controlador ATmega328P-PU com

bootloader Arduino (U1) (€ 1,59)

● 1x 28 pin DIP IC Socket (U1)

● 1x Cristal 16 MHz (XTAL1) (€ 0,44)

● 2x condensadores cerâmicos 22 pF, 50 V

(C3, C4) (€ 0,06)

● 1x 40-pin male single header (J1, J2, J3, J4,

J5, J6, J7) (€ 0,12)

● 1x 7805 regulador de voltagem (U2) (€ 0,22)

● 2x condensadores electrolíticos 100 μF,

25 V (C1, C2) (€ 0,04)

● 1x diodo rectificador1N4001 (D1) (€ 0,02)

● 1x botão SPST (S1) € 0,08)

● 1x resistência 10 kΩ (R2) (€ 0,01)

● 1x condensadores cerâmicos100 nF, 50 V

(C5) (€ 0,06)

● 1x resistência 1 kΩ (R1) (€ 0,01)

● 1x LED (3mm) (LED1) (€ 0,02)

● 1x Jumper (€ 0,01)

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As Partes

● Regulador de Voltagem● Header FTDI e o Reset● Hello World LED● Micro-controlador

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Regulador de Voltagem

Componentes:● 1x 7805 Regulador de Voltagem

(U2)● 2x condensadores electrolíticos 100

μF 25 V (C1, C2)● 1x diodo rectificador 1N4001 (D1)● 1x 5-pin male single header (J5 +

J6)

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Header FTDI e o Reset

Componentes:● 1x botão SPST (S1)● 1x Resistência 10 kΩ (R2)● 1x condensador cerâmico 100 nF,

50 V (C5)● 1x 6-pin male single header (J4)

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LED - Hello WorldComponentes:● 1x resistência 1 kΩ (R1)● 1x LED (3mm) (LED1)● 1x Jumper● 1x 2-pin male single

header (J7)

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Micro-controladorComponentes:● 1x micro-controlador ATmega328P-

PU (U1)● 1x 28 pin DIP IC Socket (U1)● 1x Cristal 16 MHz (XTAL)● 2x condensadores cerâmicos 22

pF, 50 V (C3, C4)● 1x 14-pin male single header (J1)● 1x 7-pin male single header (J2)● 1x 4-pin male single header (J3)

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Os pinos do ATmega328P

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Localização dos Componentes

● IC Socket e o ATmega328P-PU (U1)● Cristal de 16 MHz (XTAL1)● Condensadores 22 pF, 50 V (C3, C4)● 7805 (U2) ● Condensadores 100 μF, 25 V (C1, C2)● 1N4001 (D1) ● Botão SPST (S1) ● Resistência 10 kΩ (R2) ● 100 nF, 50 V (C5)● Resistência 1 kΩ (R1) ● LED (3mm) (LED1)

C5

C3

C1 C2

C4

XTAL1

S1 U1

U2 D1

LED1

R1

R2

FTDI

POWER

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A placa totalmente montada

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Testando e utilizando a placa

Verificar que não há “curtos” entre as pistasUsar uma placa USB/FTDIDesligar a energia externa que alimenta a placa quando se programa com a placa FTDI

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Projectos feitos com o CSEduino● TrafficLights● CSEledcube3

● CSEiSeeU● CSEsynth● CSEpanel● CSEthingy● CSEbuzz

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TrafficLights

Simula um cruzamento com sinalização para carros e para peões.

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CSEledcube3

Cubo de LED 3x3x3

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CSEiSeeU

Detecção de objectos através de quatro sensores ultrasónicos.

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CSEsynth

Pequeno teclado com som e luz

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CSEpanel

Painel de LED informativo com actualização por Bluetooth

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CSEThingy

Conjunto diversas funcionalidades montadas numa breakout board que vão desde musica a um theremin feito com um “fotoresistor” ou o famoso jogo de luzes do KIT.

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CSEbuzz

Jogo até 4 jogadores de adivinha da cor.

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