Работа с микроконтроллерами: прошивка с помощью Arduino и Arduino IDE. Самостоятельная перепрошивка Arduino Pro Mini

Вы когда-нибудь думали о том, что дешевый китайский клон Ардуино действительно может работать?
Вы платите всего пару долларов, и получаете такой же продукт. Звучит слишком хорошо, чтобы быть правдой, не так ли?

Правда заключается в том, что некоторые из них работают, а некоторые – нет.
Читайте статью до конца, и вы узнаете, как сделать любой китайский клон рабочим за пару минут.

Я использую Arduino Uno для этого примера, но для других моделей процесс тот же самый.
Здесь у нас оригинальный Ардуино Уно и его китайская копия (Магазин на , ).

Давайте проведем тесты.

Мой софт от Ардуино установлен на компьютер и работает нормально. Сначала я подключаю оригинальный Ардуино и все работает как надо.
Теперь я подключаю мою дешевую китайскую копию Ардуино, и компьютер не может определить устройство.

Проблема в том, что китайский клон не использует стандартный Serial to USB чип, хотя чип называется CH340. Ваш компьютер не распознает эти CH340 чипы, если вы их подключите.
Исправить это просто.

Скачайте софт от китайского производителя и установите себе на компьютер. Этот софт будет работать на всех версиях Windows.
Windows: http://www.wch.cn/download/CH341SER_EXE.html

Теперь подключите свой китайский клон и попробуйте снова. Все должно работать. Китайский клон должен появиться в софте Ардуино и быть готов к использованию. Я загружаю программу мигания, и все работает нормально.

Но в некоторых случаях китайская плата все еще может не работать. Это потому, что bootloader не был установлен на контроллер Atmel.
Чтобы решить эту проблему, нам нужен работающий Ардуино и клон Ардуино, который мы хотим прошить.

Сначала мы подключаем работающий Ардуино к компьютеру и открываем софт Ардуино.
Мы идем File -> Examples и выбираем ArduinoISP. Загружаем это на плату. После загрузки отсоедините Ардуино.

Теперь клон Ардуино мы подсоединяем проводами к работающему Ардуино по этой схеме:

• Разъем 10 подключается к Reset,
• Разъем 11 подключается к разъему 11,
• Разъем 12 – к 12,
• Разъем 13 – к 13,
• 5 Вольт – к 5 Вольт,
• Земля – к Земле.

Следующий шаг – подключаем работающий Ардуино к компьютеру.

1. Идем Tools -> Board и выбираем китайскую плату, которая не работает. В моем случае это Ардуино Уно.
2. Теперь снова идем в Tools -> Programmer и выбираем “Arduino as ISP”
3. Еще раз идем в Tools и выбираем “Burn Bootloader”.
4. Снова Tools -> Programmer и устанавливаем “ArduinoISP”.

Ваша китайская копия теперь должна работать нормально.

Ардуино – прекрасный софт и полностью бесплатен для использования. Если вы покупаете китайские копии контроллеров Ардуино, подумайте о пожертвовании для поддержки разработчиков.

Надеюсь, статья была полезна. Оставляйте комментарии.

Здесь можно скачать прошивку для ЧПУ на Ардуино. Все прошивки написаны в IDE Arduino.

Скачать прошивку

Прошивка контроллера MKS DLC, CNC Shield для станка с ЧПУ

Здесь можно скачать прошивку для ЧПУ на MKS DLC , CNC Shield . CNC Shield - платы расширения для Ардуино UNO, Nano. Прошивка загружается через Arduino IDE, аналогично прошивке Ардуино.

Скачать прошивку

Описание и установка прошивки Ардуино для ЧПУ

Прошивка для платы Arduino написана на языке Processing в среде разработки Arduino 1.0.2 в операционной системе Windows.

Исходный код прошивки Arduino для управления 3 шаговыми двигателями через COM-порт

Для начала работы с Arduino требуется установить необходимое программное обеспечение. Для этого заходим на официальный сайт Ардуино и скачиваем дистрибутив с этой страницы . На официальном сайте Arduino можно найти множество примеров прошивок для платы, а также освоить основные принципы работы с платой. Теперь запускаем файл установщика, выбираем папку, соглашаемся с лицензионным соглашением и прочее. После установки на рабочем столе появится иконка Arduino. Теперь можно подключить нашу плату Ардуино к компьютеру, для этого используется кабель USB 2.0 соединительный USB A - USB B . Дожидаемся, когда Windows найдёт и установит новое оборудование. Далее, запускаем программу Arduino и выбираем нужный COM-порт, выбрав в главном меню Сервис->Последовательный порт.

Выбор скетча для Ардуино

В зависимости от комплектации станка с ЧПУ и задач, которые он должен выполнять выбираем скетч из списка выше. Заходим на соответвующую страницу. В кратком описании к каждому скетчу указано, для каких драйверов ШД и прочих комплектующих (шпиндель, Лазер, TTL, схема включения и т.д.) эта прошивка предназначена. Кроме того, указано для каких целей она может использоваться. Например, для лазерной резки орнаментов и лазерной художественной гравировки используются разные скетчи, хотя оппаратная часть может использоваться одна и та же.

Сборка и загрузка прошивки для Ардуино

Копируем исходный код прошивки для управления станком с ЧПУ в окно редактирования IDE Arduino. Теперь нажимаем кнопку Загрузить . Дожидаемся, пока программа Ардуино проверит, откомпилирует и установит прошивку на плату Ардуино. Попробуем проверить, работает ли прошивка. Для этого необходимо подключить двигатели и запустить Монитор порта в программе Ардуино. Монитор порта находится в пункте Сервис основного меню. На форме Монитора порта вводим команду:
1000,2000,3000;
И нажимаем кнопку Послать . Смотрим, как двигатели вращаются с разной скоростью. Когда двигатели перестанут вращаться, прошивка Ардуино передаст T по USB компьютеру, это отобразится в Мониторе порта. Раньше приходило сообщение OK .

Загрузить прошивку на этот микроконтроллер можно несколькими способами:

• Через другую плату ардуино, у которой есть встроенный USB-UART
• С помощью специального программатора
• Используя USBasp-программатор

Последние два способа очень похожи. Они отличаются лишь типом программатора. Поэтому в этой статье мы рассмотрим только прошивку с помощью другой Arduino и с помощью специального программатора.

Прошивка ардуино про мини с помощью Arduino Uno или Nano

Для того что бы прошить одну ардуинку через другую, нам понадобятся 2 платы Arduino, соединительные провода, USB кабель и компьютер. Я покажу как прошить Arduino Pro Mini с помощью Arduino Nano, но по этой же инструкции можно использовать и другие платы Arduino, такие как Uno, Mega и тд.

Для начала надо настроить нашу плату, которая будет выступать в роли программатора. Для этого подключим ее к USB компьютера и перейдем в Arduino IDE. В примерах уже есть готовый скетч, написанный специально для этой цели.

Выбираем этот скетч и прошиваем. Теперь мы готовы подключать Arduino Pro Mini. Подключаем следующим образом:

Arduino Nano -> Arduino Pro Mini

• +5v -> Vcc
• GND -> GND
• D10 -> RST
• D11 -> D11
• D12 -> D12
• D13 -> D13

У меня это выглядит так:

Теперь мы можем прошить нашу Arduino Pro Mini. Откройте или напишите нужную вам прошивку. Будьте внимательны! Стандартная кнопка загрузки скетча нам не подходит. По умолчанию она заливает прошивку без использования программатора. Таким образом мы прошьем микроконтроллер, который должен выступать в качестве программатора. Чтобы этого не произошло нужно перейти в меню Скетч >> .

Прошивка Arduino Pro Mini с помощью специального программатора

Купить специальный программатор можно . Стоит он меньше одного доллара. Если вы часто используете ардуино про мини, то этот программатор сильно упростит и ускорит прошивку.

Для преобразования USB-to-Serial используется микросхема CH340. Что бы она определялась компьютером правильно необходимо установить специальный драйвер.

Прошить ардуино с помощью программатора очень просто. Нужно подключить программатор к Arduino Pro Mini следующим образом:

Arduino Программатор

• Vcc Vcc
• GND GND
• RX1 TXD
• TX0 RXD

Подключаем программатор к компьютеру и проверяем, что он не требует драйверов. Если же он определяется как «неопознанное устройство» скачайте и установите драйвер. Его легко найти, набрав в поисковике «*модель вашего программатора* драйвер». Например «CP2102 драйвер». Далее запускаем Arduino IDE. Выбираете модель вашей платы. Потом переходим в меню Инструменты -> Программатор и выбираете ваш программатор. Далее открываете нужный вам скетч и загружаете его с помощью пункта в меню Скетч -> Загрузить через программатор .

Если ваш программатор не поддерживает программный сброс, то вам придется вручную нажать кнопку перезагрузки на вашей Arduino Pro Mini в момент компиляции скетча. Это нужно сделать сразу как только в Arduino IDE появится строка, что скетч скомпилирован.

Вот и все. Мы успешно прошили Arduino Pro Mini с помощью программатора.

Введение

Приветствую Вас, читатели нашего ресурса. Сегодня мы поговорим об одном контроллере из серии Arduino, а именно об Arduino Pro Mini. Это маленький, компактный контроллер, имеющий все преимущества Arduino, но при этом очень компактный, можно сказать самый маленький из всех существующих Arduino контроллеров на данный момент. Многих так же привлекает и цена его Китайский копий, а стоят они от одного до двух долларов за штуку (местами и того меньше), что так же заставляет задуматься об его приобретении. Но существует и одна проблема, его не так-то уж и просто прошить, особенно Китайские копии, которые оснащают процессором Atmel ATmega168P, которыми некогда не оснащали официальные контроллеры Arduino Pro Mini и как следствие Arduino IDE отказывается их прошивать, сообщая о неправильной сигнатуре процессора.

Вот об этом мы сегодня и поговорим. Как прошить, что для этого нужно, ну и как заставить Arduino IDE работать с китайскими копиями.

Что для этого нужно?

Arduino Pro Mini очень компактный, а компактность требует жертв и жертва это - USB интерфейс который полностью выкосили в данном контроллере т.е. подключить Pro Mini к компьютеру напрямую у вас не получится и как следствие для этого понадобится либо специальный переходник USB в TTL или другой контроллер Arduino.

• Первый способ. Прошиваем через адаптер USB в TTL - нужен сам адаптер в количестве одной штуки.
• Второй способ. Прошиваем через Arduino UNO - нужна Arduino UNO, но не простая, а в классическом исполнении, это та Arduino, в которой процессор выполнен в DIP корпусе и вставлен в черный разъем.
• Третий способ. Прошиваем через SPI интерфейс - нужна любая Arduino: UNO, Nano, Mega, Leonardo - не важно, главное чтобы был USB разъем для подключения к ПК.

Первый способ. Прошиваем через адаптер USB в TTL

Первым и самым простым способом загрузить свой скетч в Arduino Pro Mini - это приобрести специальный адаптер USB в TTL или как его называют UART переходник. Как правило, этот переходник это и есть та часть, которую вырезали из Arduino Nano, превратив ее в Arduino Pro Mini. Стоимость подобных переходников копеечная, а выбор и того больше. Китайцы наштопали их столько, что глаза разбегаться какой из них выбрать. При этом цена сего девайса не более одного вечно зеленого. После того как вы соедините Pro Mini и UART переходник проводами или шлейфом, остаётся только воткнуть его (переходник) в ПК, установить драйвер (не для всех переходников они требуются) и на этом собственно все. Ваш ПК определит переходник как очередной COM-порт, который появляется при подключении любой Arduino к ПК. Выбираете его, плату, с которой будете работать (Arduino Pro Mini) и спокойно загружаете свой скетч.

Единственным нюансом в данных переходниках, является наличие или отсутствие контактов RST или DTR. Рекомендую покупать переходники, на которых эти контакты есть. Они значительно упрощают жизнь и делают процесс прошивки беспроблемным. Если же вы купили уже переходник, на котором подобных контактов нет, то при каждой загрузке скетча в Arduino вам придется нажимать на кнопку Reset, что не всегда получается сделать вовремя, и это вносит свои неудобства.

Подключение переходник вы можете посмотреть по таблице ниже:

Второй способ. Прошиваем через Arduino UNO

Для этого способа нам понадобиться классическая Arduino UNO. Классическая эта та, в которой корпус микросхемы выполнен в DIP корпусе и вставлен в специальный разъем. Вот эту микросхему нам надо аккуратно поддеть отверткой. Тут важно не сломать процессор, поддевайте аккуратно, не погнув ноги.

Arduino UNO. Процессор выполнен в DIP корпусе.

Аккуратно поддеваем и вытаскиваем процессор отверткой.

После того как мы вытащили процессор из Arduino UNO мы по сути получили тот самый переходник USB в TTL, осталось только соединить проводами наш новый переходник и Arduino Pro Mini по следующей схеме:

Arduino UNO (без процессора)	Arduino Pro Mini
RX	RX
TX	TX
GND	GND
5V	VCC
RST	RST

После того как вы соединили две Arduino воедино, можно приступать к прошивке Arduino Pro Mini. Подключаем Arduino UNO по USB к ПК. Выбираем в настройках Arduino IDE COM-порт, указываем, что мы теперь работаем не с Arduino UNO, а с Arduino Pro Mini и все, заливаем наши скетчи. Способ довольно интересный, если вы не боитесь испортить Arduino и рядом не оказалось переходника USB в TTL.

Третий способ. Прошиваем через SPI интерфейс

Третьим и самым неудобным способом загрузить свой скетч в Arduino Pro Mini это прошить его при помощи ICSP интерфейса. Данный интерфейс присутствует на большинстве плат Arduino. Основные контакты данного интерфейса выведены на порты с 10 по 13, а так же выведены отдельно в виде шести контактной колодки с подписью ICSP. Располагается колодка, как правило, в центральной правой части Arduino.

Прошивка Arduino Pro Mini в этом случае делиться на два этапа:

1. Прошивка платы Arduino как ISP программатора.

Первым делом мы должны подготовить наш будущий программатор. Возьмем для примера всю туже Arduino UNO. Далее пошагово:

1. Запускаем Arduino IDE.
2. Файл - Примеры - 11.ArduinoISP - ArduinoISP.
3. Инструменты - Плата - Arduino UNO.
4. Инструменты - Порт - Выбираем COM-порт.
5. Компилируем и заливаешь в Arduino UNO.

Arduino UNO (ISP)	Arduino Pro Mini
5V	VCC
GND	GND
10	RST
11 (MOSI)	11 (MOSI)
12 (MISO)	12 (MISO)
13 (SCK)	13 (SCK)

Теперь опять открываем Arduino IDE. Открываем в ней скетч который вы хотите залить в Pro Mini и выполняете следующие действия:

2. Инструменты - Плата - Arduino Pro Or Pro Mini
3. Инструменты - Процессор - ATmega168 (5V, 16 MHz)
4. Инструменты - Порт - Выбираете порт
5. Инструменты - Программатор - Arduino as ISP
6. Скетч - Загрузить через программатор

Как видите загружать скетч в этом режиме надо через специальное меню "Загрузить через программатор", а не через кнопку "Загрузить" на главной форме Arduino IDE. В этом и связано все неудобство. Если вы нажмете кнопку "Загрузить" как это делаете обычно, то вы зальете скетч в Arduino UNO, а не Arduino Pro Mini, что затрет там скетч программатора. Так же в этом режиме недоступен класс Serial, то есть отлаживать свой скетч обмениваясь сообщениями по COM-порту у вас так же не получится. Ну и еще одна ложка дегтя в том, что после данной перепрошивки, в большинстве случаев, перепрошить Arduino Pro Mini через переходник у вас так же больше не получиться. Исправляется это заливкой нового bootloader-а через меню "Инструменты" - "Записать Загрузчик".

Добавляем китайский Pro Mini в Arduino IDE

Как я уже говорил в данной статье, Китайские клоны порой оснащают процессорами которыми не оснащали официальные версии Arduino Pro Mini и как следствие при прошивке их вы можете увидеть следующую или подобную ошибку.

Avrdude: Expected signature for ATmega168 is 1E 94 06 Double check chip, or use -F to override this check. Найден неправильный микроконтроллер. Вы указали правильную плату в меню Инструменты -> Плата?

Исправляется это легко:

• Для начала необходимо открыть папку в которой расположена Arduino IDE.
• Затем переходим в следующую папку "Папка с Arduino IDE\hardware\arduino\avr\".
• Ищем там файл "boards.txt" и открываем его в текстовом редакторе.
• Ищем в файле следующую строку "pro.menu.cpu.16MHzatmega168.build.mcu=atmega168".
• И заменяем ее на "pro.menu.cpu.16MHzatmega168.build.mcu=atmega168p".
• Перезапускаем Arduino IDE и на этом все.
• Если у вас к примеру 328 процессор то делаем все так же, только ищем строку с цифрами 328.

Заключение

В данной статье я привел аж три варианта загрузки скетчей в Arduino Pro Mini. Лично я использую второй. Мне он больше нравиться.

Что будете использовать вы - выбирать вам. Оставьте в комментарии какой вариант вы предпочитаете.

Успехов вам и удачи.

Пожалуйста, включите javascript для работы комментариев.