Se você chegou até este artigo é porque está interessado em construir sua própria versão do Arduino, certo?. O autor deste blog também é uma destas pessoas, e resolveu entrar de cara no mundo do desenvolvimento de placas de circuito impresso para fazer sua própria versão do Arduino.

   Hoje vou mostrar o processo de criação, montagem e teste de um compatível com Arduino UNO; a nomenclatura que vamos utilizar aqui é “compatível“, pois esta montagem não se trata de um clone nem de uma cópia, visto que não vamos utilizar o nome “Arduino” nem o diagrama esquemático sem modificações.

 

   Quando pensei sobre esta placa, bolei uma lista de tópicos que gostaria que o design da placa seguisse:
– Facilidade de montagem manual
– Baixo custo
– Possibilidade de modificação
– Fabricação/montagem no Brasil
   E para cada um dos tópicos eu bolei uma lista de respostas:
Facilidade de montagem manual: todos os componentes devem ser passantes (TH), nada de SMD.
– Baixo custo: não utilizei nenhum componente especial ou difícil de encontrar (até mesmo o regulador de tensão é nosso velho conhecido LM7805, encontrado no MercadoLivre por R$1), e deixei de fora o conversor USB-para-Serial.
Possibilidade de modificação: todos os componentes são passantes, portanto fáceis de soldar/remover/modificar
Fabricação/montagem no Brasil: meus planos para esta placa são malignos! além de possibilidade de fabricação manual, eu pretendo comercializa-la na forma de kits “faça você mesmo”, onde eu envio a placa e os componentes, e você faz a solda!.

   Após definir os requisitos, é hora de partir para o desenho do circuito eletrônico; eu utilizo um software chamado Eagle CAD, onde posso fazer desde o desenho do circuito, desenho da placa, gerar arquivos de fabricação e lista de materiais completa. A principal razão para utilização do Eagle é que os arquivos das placas do Arduino.cc, da Adafruit, da SparkFun e da SeeedStudio estão neste formato, tornando-o quase que “onipresente” no mundo maker.
Para começar eu fiz o download dos arquivos do Arduino UNO (em formato Eagle) direto do site oficial do Arduino, neste link aqui. A brincadeira começa agora, pois eu tive que remover da placa original todos os componentes que não iria utilizar, e adicionar (ou trocar) outros que gostaria de utilizar. O diagrama esquemático do meu Arduino ficou conforma a imagem abaixo.

   Não se preocupe com a resolução da imagem, no final do Artigo tem o link do GitHub onde você pode baixar o projeto completo!.
   Depois de finalizar o diagrama esquemático eu parti para o  desenho da placa de circuito impresso, que é sem dúvida a parte mais complicada e demorada do processo; desenhar placas é literalmente uma arte, exige atenção e foco! (eu cometi erros no desenho desta placa, como você vai poder ver mais pra frente no artigo).
   Pelo fato de eu estar criando um similar ao Arduino UNO, não alterei o desenho externo (contornos) da placa nem a posição do ATMEGA328 nem dos conectores (incluindo o conector da fonte externa); isso facilitou um pouco as coisas pois eu sabia que “se alguém já havia feito aquela placa com aquelas dimensões e componentes” eu conseguiria também. O resultado final do desenho da minha placa é visto na imagem abaixo.
 
   Depois de finalizar o desenho da placa é hora de gerar os arquivos Gerber (um conjunto de arquivos que descrevem todos os aspectos físicos de uma placa de circuito impresso); aqui é importante ressaltar alguns pontos:
– Cada fabricante de placa de circuito impresso tem máquinas com uma “capacidade” diferente em termos de:
1) diâmetro mínimo dos furos
2) tamanho mínimo das trilhas e ilhas
3) tamanho mínimo e máximo das placas
4) Espessura do cobre sobre a placa
   Portanto conheça (pergunte) sobre a capacidade de produção do seu fornecedor ANTES de começar  a desenhar a placa, para não correr o risco de ter que refaze-la ou trocar de fabricante de última hora. A maioria dos fabricantes vai lhe fornecer um arquivo “descritor” dos dados do Gerber que ele precisa, que você pode colocar diretamente no software Eagle na hora de preparar a placa para produção.
   Eu resolvi testar um fabricante Chinês chamado MakerStudio.cc, que me cobrou em torno de R$8,00 por placa (mandei fazer 10 unidades); o produto demorou 50 dias para chegar e ainda fui taxado (Receita federal) em R$35, elevando o valor de cada placa para R$11,50.
   Lembra que comentei sobre erros que cometi na placa? então, na imagem abaixo vocês observam que tive que cortar (com estilete) algumas trilhas que passam muito perto de ilhas, e utilizar pequenos fios para “refazer” estas trilhas.
   Depois de consertar estas trilhas e modificar o diagrama esquemático (para que isso não ocorra na próxima versão) eu parti para a montagem da placa. Eu utilizei a seguintes técnica (acompanhe também nas imagens abaixo):
– Primeiro montar todos os resistores, pois são menos frágeis e suportam mais temperatura
– Depois montar todos os capacitores que não são plásticos, pois não queimam fácil caso o ferro de solda os encoste
– Aí soldar todos os outros capacitores e componentes não plásticos (cristal, etc)
– Por fim soldar componentes que tenham encapsulamento plástico (conectores, soquetes, led’s, etc)
   Após efetuar a montagem de todos os componentes eu realizei um etapa de pré-teste elétrico da placa, sobre o qual vou comentar em uma oportunidade futura. Mas se você me acompanhou até este ponto viu como é (complicado) recompensador montar suas próprias placas; viu como existem inúmeros detalhes e cuidados a se tomar com layout, escolha de componentes e verificação final do trabalho.
   Em um artigo no futuro (próximo) vou trazer métodos e dicas de teste elétrico/eletrônico de placa eletrônicas, que vão facilitar a vida do hobbistas na hora de montar seus próprios circuitos; fique ligado!!.
Fazendo seu próprio Arduino – dicas e detalhes sobre o Hardware
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4 ideias sobre “Fazendo seu próprio Arduino – dicas e detalhes sobre o Hardware

  • abril 7, 2016 em 2:57 am
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    Poderia ter feito com a metade do tamanho, ter retirado alguns componentes. Lembra do arduino montado na protoboard?

  • abril 7, 2016 em 4:37 am
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    Sim, mas a ideia deste projeto é ser pino-a-pino compatível com Arduino UNO e seus shields. Miniaturização não significa nada se não tiver um objetivo claro e definido.

  • junho 2, 2016 em 1:49 pm
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    Parabéns cloves. Tenho um projetinho aqui mas ainda não desenrolei a placa se vc tiver algum desenvolvedor de pcb,sem ser da china, me passa obrigado.

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