Документация

Схема сборки

Перечень элементов:

Замечания по сборке

Обращаем Ваше внимание на следующие замечания:

1. Соблюдайте правильную ориентацию полярных компонентов (светодиоды Pin13, PWR; диод D1; конденсаторы C6, C7, C4, C13, C14, C15), стабилизатора, микросхем и панелей в соответствии со схемой сборки.

У светодиодов анод имеет более длинный вывод, а на схеме анод указан знаком "+".

У диода D1 катод отмечен белой полосой на корпусе, на схеме также указана полоса.

Отрицательные выводы полярных конденсаторов отмечены знаками "-" на корпусе.

Микросхемы и панели под них имеют вырез с одной из сторон.

Стабилизатор 78L33 имеет плоскую грань на корпусе.

2.Резистор R1 имеет номинал 10 кОм, а остальные резисторы - 1 кОм. Внешне резисторы различаются цветовой маркировкой - резистор R1 (10 кОм) отмечен полосками коричневая- черная-черная-красная-коричневая, а резисторы номиналом 1 кОм - коричневая-черная-черная- коричневая-коричневая.

3.Рекомендуем при сборке сверяться с фотографиями собранного модуля, записанными на прилагаемом компакт-диске, а также представленными на сайте.

F r e e d u i n o N a n o v 5

Описание Freeduino Nano v5

Модификации Nano - самые миниатюрные в линейке Arduino-совместимых микроконтроллеров, габариты печатной платы составляют 18x43 мм. Несмотря на размеры, платы является полнофункциональными аналогами соответствующих версий Arduino, и даже превосходят их по количеству аналоговых входов - 8 против 6.

В нашей версии Freeduino Nano v5 предусмотрены даже такие полезные особенности полноразмерных версий, как джампер отключения программного сброса и самовосстанавливающийся предохранитель по питанию USB (у прочих Nano модификаций в случае короткого замыкания перегорает диод Шоттки).

В силу столь радикального уменьшения размеров изменены все внешние разъемы: для связи с ПК используется mini-USB, интерфейсные гнезда заменены на штыревые разъемы со стандартным шагом 2,54 мм, что позволяет установить микроконтроллер в макетную плату или DIP-панель.

Несмотря на то, что непосредственно состыковать Freeduino Nano и дополнительный модуль, вроде Ethernet Shield не получится, совместимость остается – Вам потребуется только правильно соединить выводы Freeduino Nano и дополнительного модуля в соответствии с принципиальными схемами.

Модуль также может поставляться без смонтированных штыревых разъемов - для таких вариантов применения, где удобнее просто подпаять необходимые проводники.

Технические характеристики

Миниатюрный размер: 18x43 мм

Микроконтроллер: ATmega328

Цифровые порты ввода/вывода: 14 портов (из них 6 с ШИМ-сигналом)

Аналоговые порты ввода: 8 портов

ППЗУ (Flash Memory): 32 К (из них 2 К используются загрузчиком)

ОЗУ (SRAM): 2 Кбайт

ПЗУ (EEPROM): 1024 байт

Тактовая частота: 16 МГц

Интерфейс с ПК: USB (разъем Mini-USB)

Питание от USB, либо от внешнего источника, выбор автоматически

Отличия от оригинальной Arduino Nano v3:

Устранены ошибки подключения FT232RL

Установлен самовосстанавливающийся предохранитель по шине USB

Увеличена емкость фильтрующих конденсаторов (C2 с 4,7 до 15 мкФ, C8 с 4,7 до 6.8 мкФ)

Добавлен джампер отключения программного сброса

Добавлены площадки Bit-Bang программирования

Номинал R1 такой же, как и на полноразмерных версиях Arduino/Freeduino

Отличия от Carduino Nano v4 (совместимого клона Arduino Nano):

Установлен самовосстанавливающийся предохранитель по шине USB

Большая емкость фильтрующих конденсаторов - 15мкФ/6,8мкФ (у Carduino 10 мкФ/2,2 мкФ)

Существует только версия с более функциональным микроконтроллером ATmega328

Джампер отключения программного сброса не требует перерезания ножом/запаивания

Стабилизатор питания имеет теплоотводящий контакт, припаянный к плате

Порядок и шаг площадок Bit-Bang такой же, как и на полноразмерных версиях Arduino

Номинал R1 такой же, как и на полноразмерных версиях Arduino

E t h e r n e t м о д ул ь E - S h i e l d v 2

Модуль добавляет Ethernet интерфейс к Вашей Arduino-совместимой плате, и является полным аналогом Arduino Ethernet Shield.

Модуль поддерживает до четырех одновременных соединений по IP протоколам TCP и UDP. Для программирования модуля рекомендуется использовать стандартную Arduino библиотеку Ethernet, входящую в состав программного обеспечения Arduino с версии 0.12. В настоящее время стандартная библиотека позволяет реализовать TCP-сервер и TCP-клиент.

Модуль подключается к Freeduino с помощью установленных на нем штекеров.

Как и оригинальный Arduino Ethernet Shield, модуль не полностью совместим с Arduino Mega, и для работы с данной платой потребуются небольшие изменения конструкции.

На модуле предусмотрено место для читателя SD-карт, однако такой функционал пока не поддерживается официальным ПО Arduino.

Поскольку установленный сетевой модуль физически затрудняет доступ к Freeduino, на лицевую сторону выведены все линии ввода/вывода, а также кнопка сброса.

Freeduino использует цифровые порты 10, 11, 12 и 13 для обмена информацией с модулем, и они не могут использоваться для других целей.

E t h e r n e t м о д ул ь E - S h i e l d v 1 . 2 1

Модуль E-Shield v1.21 предназначен для подключения к Arduino-совместимым платам Ethernet модулей Wiz811mj, X-Port, X-Port Direct. В силу малой распространенности модулей X-Port на территории РФ все дальнейшее описание приведено для варианта работы с модулем Wiz811mj, при подключении которого он полностью совместим со стандартной Arduino библиотекой Ethernet (библиотека входит в состав программного обеспечения Arduino с версии 0.12).

Модуль поддерживает до четырех одновременных соединений по IP протоколам TCP и UDP. В настоящее время стандартная библиотека позволяет реализовать TCP-сервер и TCP-клиент.

Модуль подключается к Freeduino с помощью установленных на нем разъъемов как показано на рисунках:

Поскольку установленный сетевой модуль физически затрудняет доступ к Freeduino, на лицевую сторону выведены все порты Freeduino, в том числе ICSP, а также кнопка сброса.

Freeduino использует цифровые порты 10, 11, 12 и 13 для обмена информацией с модулем, и они не могут использоваться для других целей.

Отдельно следует отметить целесообразность применения модуля E-Shield v1.21 при наличии меньшего по габаритам варианта E-Shield v2, которая заключается в возможности использовать сетевой модуль Wiz811mj самостоятельно. Микросхема W5100, являющаяся основой как E-Shield v2, так и Wiz811mj поддерживает несколько типов интерфейсов с микроконтроллером. Стандартная библиотека Arduino, и соответственно модули E-Shield используют вариант подключения по SPI. При необходимости реализации других интерфейсов одним из простых вариантов может стать применение модуля Wiz811mj.

E - S h i e l d v 1 . 2 1 K i t – н а б о р д л я с б о р к и

Особенности Freeduino E-Shield v1.21 Kit

Модуль поставляется в виде комплекта для самостоятельной сборки, включающего печатную плату, все необходимые элементы, а также модуль Wiz811MJ.

На печатную плату уже впаян стабилизатор напряжения, поскольку его самостоятельный монтаж в домашних условиях может вызвать сложности. К комплекту прилагается схема сборки, и монтаж оставшихся штыревых компонентов будет вполне под силу даже начинающим радиолюбителям.

Печатная плата и все элементы комплекта проходят электроконтроль перед отправкой.

Схема сборки

Перечень элементов:

Замечания по сборке

Обращаем Ваше внимание на следующие замечания:

1.Соблюдайте правильную ориентацию полярных компонентов (светодиоды L, PWR; конденсаторы C4, C5), модуля Wiz811mj в соответствии со схемой сборки.

У светодиодов анод имеет более длинный вывод, а на схеме анод указан знаком "+".

Отрицательные выводы полярных конденсаторов отмечены знаками "-" на корпусе.

2.Для более качественного и ровного монтажа гнезд JP10, JP11 можно предварительно разместить их на ответных штырях модуля Wiz811mj. Аналогично, при монтаже вилок JP3, JP5, JP6, JP8 можно разместить их в гнездах платы Freeduino.

3.Рекомендуем при сборке сверяться с фотографиями собранного модуля, записанными на прилагаемом компакт-диске, а также представленными на сайте.

M o t o r S h i e l d v 2

Описание Motor Shield v2

Motor Shield v2 (далее M–Shield) – силовой модуль управления двигателями для микроконтроллеров серии Freeduino/Arduino. Модуль предназначен для упрощения разработки моторизированных и робототехнических устройств и основан на первой версии M–Shield от

Adafruit Industries (www.ladyada.net).

Модуль подключается к Freeduino с помощью установленных на нем разъемов.

Технические возможности M–Shield позволяют реализовать разнообразные проекты, связанные с подключением и управлением слаботочными двигателями следующих типов:

четырёх двигателей постоянного тока (ДПТ - DC motors);

двух шаговых двигателей униполярных или биполярных с единичной или двойной обмоткой

(ШД - stepper motors);

двух 5В сервоприводов (СП - servos).

Возможны следующие комбинации подключаемых к M–shield двигателей:

2 СП + 4 ДПТ;

2 СП + 2 ШД;

2 СП + комбинации ШД и ДПТ, например: возможен вариант замены 1 ШД на 2 ДПТ или наоборот.

Технические характеристики

напряжение питания: +7...+ 24 В;

количество силовых каналов: 4;

максимально-продолжительный ток каждого канала: 0,6 А;

напряжение питания сервоприводов: 5 В;

возможность реверса каждого двигателя;

возможность независимого управления каждым каналом;

модуль полностью совместим со всеми известными моделями Freeduino/Arduino: Max Serial, Through-Hole, Diecimila, 2009, Duemilanove, а также Arduino Mega.

Драйвер двигателей L293D

Управление двигателями осуществляется двумя микросхемами L293D. Каждая микросхема – это четырёхканальный драйвер со встроенными обратными диодами для защиты микросхемы от перенапряжений при работе на индуктивную нагрузку.

Драйверы управляются парами, что позволяет реализовать на одной микросхеме два двуполярных канала управления с ШИМ управлением.

Основные характеристики микросхемы:

напряжение питания: +4,5... +36 В;

максимальный продолжительный ток в каждом канале: 0,6 А;

максимальный пиковый (<100 мс) неповторяющийся ток в каждом канале: 1,2 А;

защита от перегрева.

Более полное описание можно найти в оригинальной документации производителя: http://focus.ti.com/lit/ds/symlink/l293d.pdf http://www.freeduino.ru/arduino/files/l293d.pdf

Питание.

Впринципиальной электрической схеме M-Shield существуют две отдельные цепи питающего напряжения: слаботочная и силовая.

Питание слаботочной сигнальной цепи, а также подключаемых сервомоторов осуществляется от стабилизированного +5 В источника Freeduino. Недопустимо использовать эту цепь для питания двигателей постоянного тока, т.к. это приведет или к срабатыванию USB предохранителя или перегреву и выходу из строя стабилизатора напряжения +5 В на плате Freeduino.

Выбор источника питания силовой части модуля осуществляется при помощи джампера питания на M-shield: либо от источника внешнего питания +7...+12 В управляющей платы Freeduino, либо от дополнительного источника постоянного напряжения +6...+ 24 В, подключаемого к двум клеммам разъема питания на M-Shield.

Внастоящей версии M–Shield v2 верхнее значение напряжения питания ограничено используемыми электролитическими конденсаторами на максимальное напряжение 25 В и может быть увеличено до максимального для микросхемы L293D значения 36 В заменой конденсаторов С7 и С8.

Управление двигателями постоянного тока

Определение параметров двигателя

Убедитесь, что параметры двигателя – номинальное напряжение и ток соответствуют используемому источнику питания и параметрам M-Shield.

Если потребляемый двигателем ток превышает номинальное для драйвера L293D значение в 0,6 А, можно увеличить значение продолжительного тока до 1,2 А путем параллельного подключения двигателя одновременно к двум портам, например к М1 и М2 и составлением соответствующего алгоритма управления.

Кроме того, с целью увеличения допустимой токовой нагрузки в два раза, можно напаять на микросхему L293D «нога к ноге» ещё одну L293D, это позволит управлять более мощными двигателями с максимально-продолжительным током в каждом канале управления до 1,2 А.

Вы также можете использовать две платы M-Shield, установив одну в разъемы другой, и подключив каждый двигатель к одноименным каналам обеих плат.

Установка джампера выбора источника питания

Крайнее левое положение джампера выбора источника питания соответствует подключению внешнего источника питания +6... +24 В силовой части модуля, при этом цепь питания

Freeduino/Arduino отключена.

Крайнее правое положение джампера соответствует питанию +7...+12 В от основной платы

Freeduino/Arduino.

Перед подключением внешнего источника питания к клеммам M–shield обязательно убедитесь в правильности установки джампера питания, поскольку неверная его установка может привести к замыканию двух источников.

На рисунке приведена схема, поясняющая электрические соединения шин питания основной платы Freeduino/Arduino совместно и модуля M-Shield. 3-й штекер джампера питания не связан ни с одной из электрических цепей и предназначен для предотвращения утери перемычки при её переключении из одного положения в другое.