利用铁丝制作电路板教程

什么是 Freeduino？

它就是没有任何电路板的 Arduino UNO 板。

它使用一种称为自由形式的技术通过导线或铜丝而不是电路板来互连组件。它看起来简约又漂亮！

为什么我要做这个？我经常很难解释什么是自由形式的电子及其外观。而 Freeduino 正好是自由形式电子艺术的一个很好的例子，可以轻松地与著名的设备 Arduino UNO 相提并论，因此我做了它。

了解 Arduino UNO 电路

在实际开始焊接之前，我们需要了解 Arduino UNO 的各部分功能。大体可以将其分为 4 个块：

ATmega328 MCU

ATmega328P PDIP

16MHz 振荡器

防抖电容器

电源电路

7-12V 至 5V 电压调节器

5V 至 3.3V 电压调节器

USB / 输入插孔自动选择电路

反向电流保护

USB 转 UART 电路

USB 接头

带有振荡器和去抖电容器的串行转换器芯片（ATMEGA8U2-MU）

信号灯

电源指示灯

默认 LED（D13）

TX / RX LED

ATmega328 MCU

首先，我们从 MCU 以及数字和模拟 IO 引脚接头开始。Arduino UNO 具有巧妙的排针布局，与 ATMEGA328 28-DIP 封装的布局非常匹配。因此，无需交叉导线。

ATmega328 起作用的唯一外部组件是需要两个 22pF 电容器的外部 16MHz 振荡器。ATmega328P 的硬件最少。现在可以通过 AVR ISCP 接口与 USBasp 编程器进行第一次测试。

电源电路

我给自己做了一个特殊的夹具，用于将针座固定在适当的位置，从而留出足够的焊接空间。

ATmega328 由 5V 供电。Arduino UNO 有两个电源输入源——插孔（7-12V）或 USB 连接器（5V）。同时它还为外部组件提供 3.3V 电源。这意味着需要 2 个稳压器。首先将 7-12V 转换为 5V，然后将 5V 转换为 3.3V。根据数据手册中的建议，我使用了两个 AMS1117 5V 和 3.3V 稳压器以及一些电容器。

为了简化操作，我将电源电路焊接到了板子的外部，然后将其放在数据线上。这实际上创建了两层自由形式的电路。我省略了自动选择和反向电流保护部分，因为这会使所有过程变得非常复杂。除非您对板子不满意，否则可以不需要它们。

USB 转 UART 电路

如果要在不依赖编译器的情况下通过 Arduino IDE 上传程序，这一点很重要。好吧，没有它就不会那么酷。原始的 Arduino UNO R3 使用 ATMEGA8U2-MU，虽然很棒，但太小了，不适合自由形式的电路。我决定选择 CH340C 芯片。它具有合适的 SOP-16 封装，仅需四个外部组件——去抖电容器，复位电容器和两个 Tx / Rx 线路电阻器。无需外部电容器的事实大大简化了整个电路。

led 指示灯

我不喜欢那些大型 THT LED，所以我决定使用小型 SMD 1206 LED 来发出功率，L，Tx 和 Rx 通信信号。我很后悔。我先将一个 SMD 电阻焊接到他们，然后尝试将其焊接到电线。这很棘手。我必须使用低温的烙铁，并尽快解决问题，否则 SMD 组件的另一侧会被拆焊。

Freeduino 能点亮吗？

首先，我连接了外部电源来检查电源调节器。所有电压电平都很好，因此我继续进行连接，并通过 USBasp 编程器将自举程序上传到芯片中。惊喜的是，该芯片在第一次尝试时就进行了通信。那是一个好兆头。外部晶振正常工作，所有引脚均正确连接。最后一步是连接 USB 电缆，然后尝试上传 blink 的程序。

现在，我将其装入透明树脂中，以使其不那么脆弱。