Protuino UNO - Manual de Montagem Ilustrado

Tabela de conteúdo

Apresentação

Objetivo:

Montar em uma protoboard um clone do Arduino UNO, ou seja, uma placa para desenvolvimento de hardware, automação e robótica. Esta versão Protuino UNO elimina o chip FTDI da versão anterior e utiliza como substituto um ATMega8 para fazer a conversão USB/Serial, assim como o Arduino UNO.

Aplicações:



Lista de Materiais

Qtde

Componente

Modelo

1

Microcontrolador

ATMega328P

1

Microcontrolador

ATMega8L

1

Protoboard

--

1

Capacitor Disco Cerâmico

100nF

4

Capacitor Disco Cerâmico

22pF

1

Cristal

16MHz

1

Cristal

12MHz

1

Led Difuso

Verde

1

Led Difuso

Vermelho

1

Resistor

1K2 ohms

1

Resistor

470 ohms

1

Resistor

10K ohms

N

Jumpers de Protoboard

--

1

Rabicho

USB Tipo B



Pinagem do ATMega

Arquivo:Atmega168PinMap2.png



Montagem do Circuito

A montagem do circuito é muito simples, bastando seguir os passos abaixo e efetuar todas as conexões conforme indicado.



Esquema Elétrico

Abaixo podemos ver o esquema elétrico do Protuino UNO:

Arquivo: esquema_eletrico_protuino_uno.png



Passo-a-passo

Foto

Descrição

Passo 1 - Primeiro identifique o chip ATMega8. Os dois microcontroladores são exatamente iguais, exceto pela inscrição na carcaça. Está escrito explicitamente ATMega8, junto com outros códigos, então não tem como errar.

Passo 2 - Conecte o ATMega8 conforme mostrado na foto, utilizando todo o espaço do meio para baixo da protoboard, até a última trilha. Repare que o chanfro do ATMega8 deve ficar voltado para cima!

Passo 3 - Agora conecte o outro microcontrolador, o principal, ATMega328. Mais uma vez verifique a inscrição na casca do chip. Note que a montagem desse componente na protoboard ocupa o resto do espaço, exceto por uma trilha entre os ATMega's, e outra no começo, na primeira trilha. O chanfro de indicação do pino 1 de novo voltado para cima!

Passo 4 - Está na hora de cortar alguns cabinhos para fazer jumpers. Utilize uma tesoura escolar para cortar a capa dos fios. Veja alguns exemplos na foto.

Passo 5 - Comece então a ligar o ATMega8 nas linhas de energia. Primeiro o pino 20 no VCC, ou seja no positivo.

Passo 6 - Conecte o pino 21 do ATMega8 também no positivo da trilha de alimentação. Na sequência ligue o pino 22 do ATMega8 no terra do circuito, ou seja, na trilha negativa de alimentação. Vide foto.

Passo 7 - Efetue o mesmo processo também no ATMega328. Ou seja, conecte os pinos 20 e 21 ao VCC e o pino 22 no terra.

Passo 8 - Agora precisamos conectar os pinos 7 no VCC e o pino 8 no terra. Para isso vamos aproveitar os pinos 20 e 21 que já estão conectados no VCC e no terra, respectivamente. Utilize jumpers maiores para passar por cima do ATMega8 e ligue o pino 7 ao 20 e o pino 8 ao 22.

Passo 9 - Efetue de novo o mesmo processo também no ATMega328. Ou seja, ligue o pino 7 ao 20 e o pino 8 ao 22.

Passo 10 - Com os dois ATMega's polarizados, podemos colocar os outros componentes, vamos colocar o cristal de 16Mhz (verifique também a inscrição na casca do componente para diferenciar um cristal do outro) no ATMega328, nos pinos 9 e 10, conforme foto.

Passo 11 - Agora conecte o outro cristal, de 12Mhz, nas pernas 9 e 10 do ATMega8.

Passo 12 - Vamos novamente aproveitar o pino 8 dos ATMega's que estão ligados no terra do circuito para conectar os capacitores dos cristais. Ligue cada capacitor de 22pF em cada perna do cristal e a outra perna dos capacitores no pino 8 do microcontrolador correspondente. Veja na foto como proceder as ligações.

Passo 13 - Conecte então o resistor de 220 ohms entre o pino 5 e o 21 do ATMega8. Este é o resistor de pull-up da comunicação USB (D-).

Passo 14 - Outro resistor que precisa ser ligado é o de 10K ohms entre o pino 1 do ATMega328 e o VCC do circuito. Veja na foto e cuidado para não confundir as ligações! A do passo anterior é pra ser feita no ATMega8 a desse passo é no ATMega328! Atenção!

Passo 15 - Agora conecte o capacitor de 100nF entre o pino 1 do ATMega328 e a primeira trilha da protoboard.

Passo 16 - Na outra banda da primeira trilha, ligue o anodo do LED vermelho e o catodo no negativo do circuito.

Passo 17 - Ligue então o resistor de 470 ohms entre o anodo do LED vermelho e o pino 19 do ATMega328. Cuidado!!! Não deixe as pernas dos resistores se enconstarem!

Passo 18 - Vamos então conectar o LED verde, tendo o anodo ligado na trilha vazia entre os microcontroladores e o catodo no VCC do circuito. É isso mesmo, é invertido assim mesmo!

Passo 19 - Agora ligue a outra banda livre entre os microcontroladores ao negativo da rede, conforme mostra a foto.

Passo 20 - Faltam poucos fios, mais muito importantes! São os que fazem a comunicação serial entre o ATMega8 e o ATMega328. O primeiro é o que vai do pino 3 do ATMega8 ao pino 2 do ATMega328.

Passo 21 - A foto ao lado mostra a outra conexão, só que agora entre os pinos 2 do ATMega8 e 3 do ATMega328. Repare que é invertido. Preste atenção nessas ligações!

Passo 22 - O último fio da comunicação entre os microcontroladores é o que vai do pino 26 do ATMega8 ao capacitor de 100nF, na primeira trilha da protoboard, conforme foto.

Passo 23 - Para finalizar, precisamos ligar os fios do conector USB. Siga o esquema abaixo para conectar os quatro fios, sendo o positivo da USB no anodo do LED verde, o negativo da USB no negativo do circuito, o D+ no pino 4 do ATMega8 e o D- no pino 5 do ATMega8.



Conector USB

Veja a imagem abaixo e conheça os pinos do conector fêmea USB. Mais abaixo, vide a tabela de descrições e conexões com o Protuino UNO.

Arquivo: conector_usb_protuino_uno.png

Pino USB

Descrição

Conexão Protuino UNO

USB (VCC)

Alimentação positiva (5V) da USB.

Anodo do LED verde. Trilha da banda da direita, entre os micros.

USB (D-)

Sinal de dados, negativo.

Pino 5 do ATMega8.

USB (D+)

Sinal de dados, positivo.

Pino 4 do ATMega8.

USB (GND)

Alimentação negativa, ou seja, terra da USB (0V).

Terra do circuito ou trilha da banda da esquerda, entre os micros.



Instalação do Software

Para utilizar essa versão do Protuino UNO, você precisa fazer o download do driver que criará a porta Serial no seu computador. Vamos ver nessa etapa como fazer isso.

Neste Manual estou considerando a instalação do driver no Windows XP SP3. O driver funciona para outras versões do Windows como 2K, Vista, Vista x64 e Windows 7.

Obs: No Linux não precisa instalar driver nenhum.



Download do Driver

Faça o download do driver, necessário para fazer a instalação na primeira vez que você conectar o seu Protuino UNO no PC.

Clique aqui para baixar o driver do Protuino UNO

Instalando o Driver

Passo 1 - Primeiro copie arquivo avrcdc_inf.rar (2) para a pasta de instalação do Arduino, sob o diretório Drivers (1), conforme foto abaixo.

Arquivo: protuino_uno_tela2.png

Passo 2 - Utilizando o WinRar, basta clicar com o botão direito no arquivo e selecionar a opção "Extrair aqui".

Arquivo: protuino_uno_tela3.png

Passo 3 - Abra a pasta que acabou de ser descompactada e escolha o diretório referente a sua versão do Windows. No meu caso, escolhi a pasta "XPVista7". Copie o endereço completo para a memória para utilizarmos nos próximos passos. Repare nos arquivos indicados na foto, são o INF e o SYS. Um é necessário para identificar o driver e o SYS é o driver em si.

Arquivo: protuino_uno_tela4.png

Passo 4 - Agora conecte o Protuino UNO na USB do PC. A tela a seguir deve aparecer. Selecione a opção "Instalar de uma lista ou local específico (avançado)" e clique em "Avançar".

Arquivo: protuino_uno_tela1.png

Passo 5 - Nesta tela selecione a opção "Procurar o melhor driver nestes locais" e depois marque a opção "Incluir este local na pesquisa". Apague o que tiver na caixa de texto de pesquisa e cole o endereço do local do driver, copiado na memória no Passo 3. Clique então em "Avançar".

Arquivo: protuino_uno_tela5.png

Passo 6 - A tela a seguir deve aparecer enquanto o sistema copia e instala os arquivos do driver.

Arquivo: protuino_uno_tela6.png

Passo 7 - Terminando o processo, a tela abaixo deve aparecer. Basta clicar em "Concluir".

Arquivo: protuino_uno_tela7.png

Passo 8 - No Gerenciador de Dispositivos do PC, podemos ver sob "Portas (COM & LPT)", a nossa nova porta Serial, no meu caso, a COM5.

Arquivo: protuino_uno_tela8.png

Configurando a IDE do Arduino

Na interface do Arduino, configure a opção "Serial Port" para a nova porta Serial instalada. Vide a tela abaixo.

Arquivo: protuino_uno_tela9.png

Não esqueça também de configurar a "Board" para "Arduino UNO", conforme foto abaixo.

Arquivo: protuino_uno_tela10.png