Большая инструкция по постройке Arduinome — клона Monome

Рассмотрим подробнее, из чего состоит любое моном-подобное устройство. И Monome, и Arduinome состоят из двух частей:

Logic Kit — часть отвечающая за обработку данных и связь с компьютером.

Keypad Kit — часть отвечающая за контакт с пользователем, то есть набор силиконовых кнопок, светодиодов и платы под них.

Обновленный список деталей для сборки на базе Starfire PCB и список деталей для тех, кто собирает моном на базе Arduino + Unsped Shield. Указанные в списке магазины — всего лишь моя рекомендация, вы же можете купить все детали где хотите. Резисторы и конденсаторы проще заказать вместе с кнопками, чем искать их в чип-и-дипе например. И кстати DIP-панели под микросхемы использовать не обязательно, просто в случае чего микросхему проще будет заменить без выпайки.

Особенности распайки плат Arduinome

Плата Button Pad 8х8 PCB, порядок соединения:

Лицевая сторона, со светодиодами. Если держать плату лицевой стороной к себе так, что разъемы будут справа и сверху, то анод (длинная ножка) светодиодов должны быть слева, а катод справа:

Плата Button Pad 8х8 PCB

Обратная сторона, с диодами. Если держать плату тыльной стороной к себе так, что разъемы будут справа и сверху, то диод должен располагаться, на своей площадке, черной полоской (катод) справа:

Плата Button Pad 8х8 PCB

Unsped Shield: правильность распайки, подготовка резисторной сборки.

Обрежьте 10-ую ножку резисторной сборки — необходимы только первые 9. Помните, резисторная сборка не является симметричной, не обрезайте 1-ую ножку, которая обозначена точкой.

На следующем рисунке показана маркировка с оригинального Arduinome Logic Board. Так же можете посмотреть, где и какой элемент должен быть. Будьте внимательны с полярностью, где это требуется, и правильной ориентацией элементов на плате, согласно меток и ключей на их корпусе.

Выбор номинала резистора Rset

Темы на форуме Arduino, касающиеся MAX72XX, часто свидетельствуют о том, что есть некоторая неопределенность, когда речь заходит о выборе значения для резистора RSet. Он является единственным компонентом, который ограничивает ток для всех отдельных светодиодов. В то время как некоторые думают, что могут подбирать значение этого резистора в качестве способа управления яркостью светодиодов, его реальная цель заключается в том, чтобы защитить MAX72XX и светодиоды от недопустимых токов. Настройка яркости дисплея может и должно быть сделано программным обеспечением.

Чтобы узнать правильные значения для RSet вам нужна информация по MAX72XX и светодиодам, которая есть в документации к этим компонентам.

Из спецификации светодиодов Вам понадобятся только два значения:

DC Forward current (mA) — максимальный ток, разрешенный для работы светодиода без повреждения его в долгосрочной перспективе.

Forward voltage (V) — максимальное напряжение, при котором светодиод работает.

Максимальное напряжение имеет определённое значение, которое зависит (главным образом) от цвета светодиода. Вам следует ограничить электрический ток приходящий на светодиоды через резистор RSet. Так как DC Forward current представляет собой максимальную величину, которая не может быть превышена, согласитесь на немного более низкий электрический ток. Стандартные светодиоды и 7-сегментные дисплеи чаще всего имеют значение 25-30 mA. Ограничение до 20 mA будет хорошим выбором.

С этими двумя значениями из спецификации светодиодов мы можем теперь найти получающееся значение для резистора RSet в таблице ниже, которая скопирована из спецификации MAX72XX:

ISeg	1.5V	2V	2.5V	3.0V	3.5V
40 mA	12.2 kΩ	11.8 kΩ	11.0 kΩ	10.6 kΩ	9.69 kΩ
30 mA	17.8 kΩ	17.1 kΩ	15.8 kΩ	15.0 kΩ	14.0 kΩ
20 mA	29.8 kΩ	28.0 kΩ	25.9 kΩ	24.5 kΩ	22.6 kΩ
10 mA	66.7 kΩ	63.7 kΩ	59.3 kΩ	55.4 kΩ	51.2 kΩ

Вот один пример: у меня есть 5×7 точек «ярко красная» LED матрица. В спецификации заявлено максимальное напряжение 2.0 V, максимальный ток ограничивается 25 mA. Я соглашусь на 20 mA, чтобы остаться немного дальше от абсолютных пределов.

Из приведенной выше таблицы видно, что правильное значение для RSet было бы 28.0 kΩ. Но вы можете иметь проблемы с тем, что бы найти точное значение в магазинах, запомните, всегда безопасно взять более высокие значения. Более вероятными значениями будут 30 kΩ или 33 kΩ. Светодиоды будут выглядеть немного более тусклыми с этими значениями, но, поскольку это затрагивает все светодиоды в матрице, вы, вероятно, даже не заметите разницы. Это также уменьшает электрический ток питания, который необходим, и это может быть хорошей новостью, если ваш проект работает на батарейках.

Использование светодиодов различных цветов (смешивание) в одной матрице очень не рекомендуется с MAX72XX. Существует только один резистор RSet, который ограничивает ток для всех светодиодов. После того как вы посмотрели все резисторы, требуемые для каждого цвета, вам придется остановиться на самом большом значении. Яркость светодиодов с разными цветами, не очень совпадает, таким образом это будет метод проб и ошибок, что бы подобрать правильные светодиоды.

Устанавливаем прошивку Arduinome

Убедитесь, что у вас установлены драйвера для Arduino. Для начала работы на потребуется следующий софт: Последняя версия Arduino Software (на данный момент последняя версия 16), последняя версия прошивки Arduinome, программа ArduinomeSerial для вашей ОС (скачивается там же где и прошивка), программа MProg для прошивки чипа USB (только под Windows).

Итак, начнем. Сначала прошьем чип USB:

Подключите Arduino к вашему компьютеру.
Запустите программу MProg.
Далее меню Tools ⟶ Read and Parse.
На панели «USB Serial Number Control», поставьте галочку «Use Fixed Serial Number» и напечатайте в окошке Number что-нибудь вроде «a40h-001» или любую вариацию «a40h-xxx». a40h — самая важная чаcть, а трехзначный номер поставьте какой угодно.
Далее меню File ⟶ Save As… и сохраните файл куда угодно с любым названием.
Далее меню Device Menu ⟶ Program.
Вы должны увидеть сообщение такого вида «programmed device with…». Это значит все прошло удачно.
Отсоедините и снова присоедините Arduino.

Теперь установим непосредственно прошивку Arduinome:

Распакуйте скачанную оболочку Arduino и прошивку ArduinomeFirmware в отдельные папки.
Запустите оболочку Arduino.
В меню настроек выберите тип Arduino (т. е. Duemilanove) и COM-порт, к которому подключен Arduino.
Откройте через меню файл прошивки ArduinomeFirmware *.pde.
Далее меню File ⟶ Upload to I/O Board.
Если все пройдет удачно, то в черном окошке внизу не будет ошибок.

Далее запустите ArduinomeSerial. Если в поле Device стоит то, что вы вводили в MProg, значит все сделано правильно.