Hackduino

Esquema geral que fiz e utilizei que coloca o ATMega a funcionar:

Começamos pelo regulador de tensão LM7805, que permite ter uma saída de 5V constantes para alimentar o sistema e que pode ser alimentado de 7 a 35V:

Pino 1 = Entrada (7V - 35V)

Pino 2 = Ground (0V)

Pino 3 = Saída (5V)

• • Colocamos entre o pino 2 e o pino 3 do LM7805 um condensador de 100nF

  • No pino 9 e 10 do ATMega168 colocamos o cristal de 16Mhz

  • Ainda nos mesmos pinos, e a seguir ao cristal, colocamos um condensador em cada um de 22pF ligado ao Ground:

• • O pino 8 e o pino 22 do ATMega168 ligam ao Ground

  • O pino 7, pino 20 e o pino 21 do ATMega138 ligam ao VCC (+5V)

  • No pino 1 do ATMega168 (pino de Reset) ligamos uma resistência de 10k ao VCC (+5V), para que não faça reset acidentalmente.

  • Agora colocamos um botão de pressão para fazer Reset manual ao ATMega168, uma das 'patas' vai para Ground e a outra (separada) liga também ao Pino 1 do ATMega168 (ver esquema geral acima)

  • Adicionamos agora um LED ligado ao ATMega, para isso colocamos uma resistência de 220R no pino 19 (corresponde à saída digital 13), ligamos um LED 5mm com o lado positivo ('pata' maior) na resistência e o outro lado ao Ground.

  • Para finalizar colocamos o condensador de 22uF entre o VCC e o Ground da nossa alimentação (coloquei-o a seguir ao ATMega168)    

Como teste coloquei o ATMega168 num Arduino e programei-o com o "Hello World" (blink Led), voltei a colocar o ATMega na breadboard, liguei uma fonte de alimentação ao LM7805 e ficou assim:

Para simplificar todo o processo de upload  de novos sketchs podemos recorrer a um cabo que converte USB em sinais serial (TX, RX): USB to RS232. 

Podemos usar um cabo Nokia (CA-42 CA42) que é baseado no controlador Prolific PL-2303:

Podemos encontrar alguma informação na Web sobre ele e como descobrir quais os seus fios TX, RX e DTR (necessário para o reset automático do ATMega168), por exemplo: http://www.kwartzlab.ca/2010/04/reverse-engineering-cheap-ardu/

Para estabelecer comunicação entre o ATMega168 e o computador, através de um cabo destes ou de outro conversor deste tipo, basta cruzar o RX com o TX:

O RX do cabo liga ao pino 3 do ATMega168 e o TX do cabo liga ao pino 2 do ATMega168.

O fio DTR (envia sinal Ground) temos de o ligar ao pino 1 do ATMega168 para assim se conseguir fazer o reset automático no processo de upload, esquema completo com o TX, RX e DTR:

Atenção: Temos de adicionar um condensador de 100nF na ligação do DTR ao ATMega.

Neste caso o conversor usado é um que implementa o controlador FTDI (mas o efeito é igual ao do cabo Nokia):

Este conversor tem os seguintes pinos disponíveis:

• • VCC: Temos de ligar aqui +5V para o alimentar

  • Ground: Negativo da nossa fonte 

  • RX: Sinal RX que vamos ligar ao pino 3 do ATMega168 (pino TX)

  • TX: Sinal TX que vamos ligar ao pino 2 do ATMega168 (pino RX)

Quanto ao DTR ele também tem disponível este sinal mas não nestes pinos e como tal não foi usado para facilitar as ligações, a única diferença é que quando se faz upload do sketch temos de fazer reset manual ao ATMega (através do botão de pressão que colocámos).

Ao instalar os respectivos drivers (da FTDI) e após o reconhecimento do ATMega168, devemos ficar com tudo detectado como porta COM no gestor de dispositivos do computador:

Após ter comunicação serial entre o ATMega168 e o computador adicionei como teste o circuito 3 Wires LCD, as ligações ao ATMega são apenas 3 (de acordo com o circuito do projecto):

• • Pino 1 HEF4094 liga ao pino 18 do ATMega168 (saída digital 12)

  • Pino 2 HEF4094 liga ao pino 17 do ATMega168 (saída digital 11)

  • Pino 3 HEF4094 liga ao pino 16 do ATMega168 (saída digital 10)

Esquema geral com o circuito do LCD 20x4 na versão 3 Wires:

Apenas para mostrar alguma informação no LCD, adicionei também o circuito Fan RPM (sinal do sensor ligado ao pino 4 do ATMega168 (saída digital 2)) que mostra a velocidade de uma ventoinha, 

O código utilizado foi (LCD 3 Wires + Fan RPM):

// Example use of LCD3Wire library

// Almost a carbon-copy of LCD4BitExample.pde

#include <LCD3Wire.h> 

// Arduino pins

#define LCD_LINES 4  // number of lines in your display

#define DOUT_PIN  11  // Dout pin

#define STR_PIN   12  // Strobe pin

#define CLK_PIN   10  // Clock pin

#define LED_PIN   13 // we'll use the debug LED to output a heartbeat

//create object to control an LCD.  

LCD3Wire lcd = LCD3Wire(LCD_LINES, DOUT_PIN, STR_PIN, CLK_PIN); 

//FAN:

int NbTopsFan; 

int Calc;

char Calc2[32];

                                  //The pin location of the sensor

int hallsensor = 2;

typedef struct{                  //Defines the structure for multiple fans and their dividers

  char fantype;

  unsigned int fandiv;

}fanspec;

//Definitions of the fans

fanspec fanspace[3]={{0,1},{1,2},{2,8}};

char fan = 1;   //This is the varible used to select the fan and it's divider, set 1 for unipole hall effect sensor 

               //and 2 for bipole hall effect sensor 

void rpm ()      //This is the function that the interupt calls 

{ 

 NbTopsFan++; 

} 

              //This is the setup function where the serial port is initialised,

             //and the interrupt is attached

//FAN             

void setup() { 

  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  //light the debug LED

  lcd.init();

  lcd.clear();

  lcd.printIn("ATmega168 by GrcByte");

  delay(1000);

   lcd.cursorTo(2, 0);  //line=2, x=0.

    lcd.printIn("Fan Speed Check");

    delay(1000);

    lcd.cursorTo(3, 0);  //line=3, x=0.

    lcd.printIn("RPM");

    delay(1000);

  digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  //optionally, now set up our application-specific display settings, overriding whatever the lcd did in lcd.init()

  //lcd.commandWrite(0x0F);//cursor on, display on, blink on.  (nasty!)

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  

  //FAN

  pinMode(hallsensor, INPUT); 

 Serial.begin(9600); 

 attachInterrupt(0, rpm, RISING); 

   //FAN

}

void loop() {  

   NbTopsFan = 0; //Set NbTops to 0 ready for calculations

   //sei(); //Enables interrupts

   delay (1000); //Wait 1 second

   //cli(); //Disable interrupts

   Calc = ((NbTopsFan * 60)/fanspace[fan].fandiv); //Times NbTopsFan (which is apprioxiamately the fequency the fan is spinning at) by 60 seconds before dividing by the fan's divider

   itoa (Calc, Calc2, 10); 

  //print something on the display

   if(LCD_LINES==4){

    lcd.cursorTo(4, 0);  //line=4, x=0.

    lcd.printIn(Calc2);

    //lcd.cursorTo(4, 15);  //line=4, x=15.

    if (Calc==0) lcd.cursorTo(4, 0);{lcd.printIn("0");}; 

    //lcd.printIn(" rpm");

  //Serial.print (Calc, DEC); //Prints the number calculated above

  //Serial.print (" rpm\r\n"); //Prints " rpm" and a new line

  }

  //scroll entire display 20 chars to left, delaying 50ms each inc

 // lcd.leftScroll(20, 50);

}

e/ou 

// Example use of LCD3Wire library

// Almost a carbon-copy of LCD4BitExample.pde

#include <LCD3Wire.h> 

// Arduino pins

#define LCD_LINES 4  // number of lines in your display

#define DOUT_PIN  11  // Dout pin

#define STR_PIN   12  // Strobe pin

#define CLK_PIN   10  // Clock pin

#define LED_PIN   13 // we'll use the debug LED to output a heartbeat

//create object to control an LCD.  

LCD3Wire lcd = LCD3Wire(LCD_LINES, DOUT_PIN, STR_PIN, CLK_PIN); 

//FAN:

int Calc;

char Calc2[32];

volatile byte rpmcount;

 unsigned int rpm;

 unsigned long timeold;

//FAN             

void setup() { 

  digitalWrite(LED_PIN, HIGH);  //light the debug LED

  lcd.init();

  lcd.clear();

  lcd.printIn("ATmega168 by GrcByte");

  delay(2000);

  lcd.cursorTo(1, 0);  //line=2, x=0.

    lcd.printIn("ATmega168 by GrcByte");

    lcd.cursorTo(2, 0);  //line=2, x=0.

    lcd.printIn("Fan Speed Check");

    delay(2000);

    lcd.cursorTo(3, 0);  //line=3, x=0.

    lcd.printIn("...");

    delay(2000);

  digitalWrite(LED_PIN, LOW);

  //optionally, now set up our application-specific display settings, overriding whatever the lcd did in lcd.init()

  //lcd.commandWrite(0x0F);//cursor on, display on, blink on.  (nasty!)

  pinMode(LED_PIN, OUTPUT);  

  //FAN

   Serial.begin(9600);

   attachInterrupt(0, rpm_fun, RISING);

   rpmcount = 0;

   rpm = 0;

   timeold = 0;

   //FAN

}

void loop() {  

  //print something on the display

   if(LCD_LINES==4){

    if (rpmcount >= 20) { 

     //Update RPM every 20 counts, increase this for better RPM resolution,

     //decrease for faster update

     rpm = 30*1000/(millis() - timeold)*rpmcount;

         itoa (rpm, Calc2, 10); 

    lcd.cursorTo(4, 0);  //line=4, x=0.

    lcd.printIn(Calc2);

    lcd.cursorTo(4, 5);  //line=4, x=15.

    lcd.printIn(" rpm");

  //Serial.print (Calc, DEC); //Prints the number calculated above

  // Serial.print (" rpm\r\n"); //Prints " rpm" and a new line

     timeold = millis();

     rpmcount = 0;

    }

  }

  //scroll entire display 20 chars to left, delaying 50ms each inc

 // lcd.leftScroll(20, 50);

}

 void rpm_fun()

 {

   rpmcount++;

   //Each rotation, this interrupt function is run twice

 }

//--

    Como resultado final temos isto: