Um Arduino Standalone é uma montagem que reproduz o funcionamento básico de uma placa de prototipagem Arduino, com o mínimo de componentes, tornando-se a base para a montagem de um dispositivo personalizado.
Este workshop mostrará como projetar uma placa Arduino standalone, utilizando o software de CAD Fritzing.
O projeto que iremos desenvolver é um mini-videogame, que nada mais é que um o circuito básico do microcontrolador ATMega328P, um display OLED com conexão SPI e três botões: up, down e fire.
Vídeo da placa em funcionamento: https://youtu.be/iLAsuOAOYnw
Software CAD
O software de desenho que utilizaremos nesse workshop é o Fritizing:Segue abaixo o link para download:
http://fritzing.org/download/
Componentes
Não precisamos utilizar todos os componentes presentes em uma placa Arduino padrão. Vamos precisar apenas dos componentes básicos:
- microcontrolador ATMega328P
- Cristal de 16 MHz
- Capacitores para o cristal
- botão de reset
- resistor do reset
- regulador de tensão 5V
- capacitores para o regulador de tensão
- diodo contra inversão de polaridade
- led On
- led pino 13
- resistores dos leds
Diagrama Esquemático
Segue abaixo o diagrama esquemático do circuito básico, acrescido com os componentes adicionais, necessários para o projeto:
- conector para o display OLED
- conector FDTI para transferência do firmware
- botões de acionamento do jogo
Lista dos Componentes:
| Code | Component |
| U1 | ATMega328p (com bootloader) |
| 7805 5V | LM7805 - regulador de voltagem |
| Btn1 | Push button |
| Btn2 | Push button |
| Btn3 | Push button |
| Reset | Push button |
| C1 | 22pF - capacitor cerâmico |
| C2 | 22pF - capacitor cerâmico |
| C3 | 100nF - capacitor cerâmico |
| C4 | 10µF - capacitor eletrolítico 16V |
| C5 | 10µF - capacitor eletrolítico 16V |
| D1 | 1N4001/1N4007 - diodo retificador |
| D13 | Red 3mm - LED |
| On | Red 3mm LED |
| Dc_In | Jack |
| FDTI | Header fêmea de 6 pinos |
| OLED | Header fêmea de 7 pinos para display OLED com conexão SPI - pinos gnd, vdd, sck, sda, res, dc, cs |
| R1 | 10kΩ Resistor |
| R2 | 10kΩ Resistor |
| R3 | 4.7kΩ - resistor |
| R4 | 10kΩ - resistor |
| R5 | 10kΩ - resistor |
| R6 | 10kΩ - resistor |
| XTAL | Cristal 16Mhz - perfil baixo |
Layout dos Componentes
Esse é o layout dos componentes na placa de 5cm X 5cm:
Layout com Labels
Esse é o layout dos componentes com os labels:
Trilhas
Segue abaixo o desenho das trilhas.A espessura de trilhas utilizada foi de 12 mil.
 |
| Visão com legendas |
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| Visão sem legendas |
Visão Final
Essa é a versão final do desenho da placa, já com os labels dos componentes:
Placa confeccionada em casa
A placa abaixo foi feita através do processo de transferência de toner:
Placa feita em fábrica profissional
Placas feitas em fábrica profissional na China:
Obs: ao final do workshop, todos os participantes receberão uma placa igual à da foto. Esse lote tem um erro de projeto, que deve ser corrigido na montagem fazendo uma união com solda dos pinos 18 e 19 do AtMega328P (pinos digitais D12 e D13). Veja na foto abaixo:
Montagem final
Placas finalizadas, com todos os componentes soldados:
Arquivo FZZ
Segue abaixo o arquivo Fritzing para download:https://drive.google.com/open?id=1lpKzc_MukccssmpWJE3O0WECct6zh9Wb
Programação do Jogo
O jogo utilizado foi o SpaceTrash, que é um exemplo que acompanha a biblioteca U8g2.Faça a instalação da biblioteca utilizando o menu "Incluir biblioteca / Gerenciar bibliotecas":
Abra o exemplo SpaceTrace e faça o upload para o AtMega328P, utilizando o adaptador FDTI:
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