什么是Freeduino?

它就是沒有任何電路板的Arduino UNO板。

它使用一種稱為自由形式的技術通過導線或銅絲而不是電路板來互連組件。它看起來簡約又漂亮!

為什么我要做這個?我經常很難解釋什么是自由形式的電子及其外觀。而Freeduino正好是自由形式電子藝術的一個很好的例子，可以輕松地與著名的設備Arduino UNO相提并論，因此我做了它。

你可以查看上一篇LED掛飾，了解黃銅焊接的基礎知識，所需的工具和材料。

了解Arduino UNO

在實際開始焊接之前，我們需要了解Arduino UNO的各部分功能。大體可以將其分為4個塊：

ATmega328 MCU

ATmega328P PDIP

16MHz振蕩器

防抖電容器

電源電路

7-12V至5V電壓調節器

5V至3.3V電壓調節器

USB /輸入插孔自動選擇電路

反向電流保護

USB轉UART電路

USB接頭

帶有振蕩器和去抖電容器的串行轉換器芯片(ATMEGA8U2-MU)

信號燈

電源指示燈

默認LED(D13)

TX / RX LED

ATmega328 MCU

首先，我們從MCU以及數字和模擬IO引腳接頭開始。Arduino UNO具有巧妙的排針布局，與ATMEGA328 28-DIP封裝的布局非常匹配。因此，無需交叉導線。

ATmega328起作用的唯一外部組件是需要兩個22pF電容器的外部16MHz振蕩器。ATmega328P的硬件最少。現在可以通過AVR ISCP接口與USBasp編程器進行第一次測試。

電源電路

我給自己做了一個特殊的夾具，用于將針座固定在適當的位置，從而留出足夠的焊接空間。

ATmega328由5V供電。Arduino UNO有兩個電源輸入源——插孔(7-12V)或USB連接器(5V)。同時它還為外部組件提供3.3V電源。這意味著需要2個穩壓器。首先將7-12V轉換為5V，然后將5V轉換為3.3V。根據數據手冊中的建議，我使用了兩個AMS1117 5V和3.3V穩壓器以及一些電容器。

為了簡化操作，我將電源電路焊接到了板子的外部，然后將其放在數據線上。這實際上創建了兩層自由形式的電路。我省略了自動選擇和反向電流保護部分，因為這會使所有過程變得非常復雜。除非您對板子不滿意，否則可以不需要它們。

USB轉UART電路

如果要在不依賴編譯器的情況下通過Arduino IDE上傳程序，這一點很重要。好吧，沒有它就不會那么酷。原始的Arduino UNO R3使用ATMEGA8U2-MU，雖然很棒，但太小了，不適合自由形式的電路。我決定選擇CH340C芯片。它具有合適的SOP-16封裝，僅需四個外部組件——去抖電容器，復位電容器和兩個Tx / Rx線路電阻器。無需外部電容器的事實大大簡化了整個電路。

led指示燈

我不喜歡那些大型THT LED，所以我決定使用小型SMD 1206 LED來發出功率，L，Tx和Rx通信信號。我很后悔。我先將一個SMD電阻焊接到他們，然后嘗試將其焊接到電線。這很棘手。我必須使用低溫的烙鐵，并盡快解決問題，否則SMD組件的另一側會被拆焊。

Freeduino能點亮嗎?

首先，我連接了外部電源來檢查電源調節器。所有電壓電平都很好，因此我繼續進行連接，并通過USBasp編程器將自舉程序上傳到芯片中。驚喜的是，該芯片在第一次嘗試時就進行了通信。那是一個好兆頭。外部晶振正常工作，所有引腳均正確連接。最后一步是連接USB電纜，然后嘗試上傳blink的程序。我們來看看：

現在，我將其裝入透明樹脂中，以使其不那么脆弱。

編輯：jq