Сборка MKBoard

MKBoard - это немного усовершенствованный вариант платы Metaboard, в частности:

• добавлен светодиод L;
• розетки и вилки по набору и расположению соответствуют стандарту Arduino pinout 1.0, позволяя подключить любую совместимую Shield-плату;
• альтернативные дублирующие ряды контактов для совместимости с обычными макетками 2,54;
• добавлен самовосстанавливающийся предохранитель 0,5А для защиты от перегрузки по питанию от USB-порта.

Изменения в версии R4:

• исправлена нумерация аналоговых пинов (присутствует в оригинальной Metaboard);
• удалены шины питания с макетного поля - это позволяет поместить там микросхему в 28-контактном корпусе, например - для создания STK500-совместимого программатора. 

Для сборки MKBoard потребуются следующие детали:

• Печатная плата MKBoard - 1 шт.
• Микроконтроллер ATmega8A-PU или ATmega328P-PU в корпусе PDIP28 ( запрограммирован ) - 1 шт.
• Панелька SCS-28 - 1 шт.
• Кварц 16 МГц - 1 шт.
• Емкость керамическая 22пФ - 2 шт.
• Емкость керамическая 100нФ - 1 шт.
• Емкость электролитическая 100 мкФ - 2шт.
• Стабилитрон 3V6 0,5 Вт - 2 шт.
• Резистор 1М - 1 шт.
• Резистор 1К5 - 1 шт.
• Резистор 68 - 2 шт.
• Резистор 1К - 1 шт.
• Светодиод 3мм - 1 шт.
• Диод 1N4007 - 1 шт.
• Кнопка тактовая - 1 шт.
• Разъем USB-B-1J угловой на плату - 1 шт.
• Гнездо питания 2.1/5.5 мм - 1 шт.
• Джампер - 2 шт.
• Вилка трехконтактная PLS03 - 1 шт.
• Вилка двухконтактная PLS02 - 1 шт.
• Разъем-вилка PLD06, шаг 2,54мм - 1 шт.
• Розетка PBS06 - 1 шт.
• Розетка PBS08 - 2 шт.
• Розетка PBS10 - 1 шт. 
• Самовосстанавливающийся предохранитель 0.5A - 1 шт

Из инструментов потребуются:

• паяльник
• припой (подойдет стандартный ПОС-61)
• флюс (самая обычная канифоль)
• кусачки
• пинцет

Сильно облегчает работу также держатель с лупой и крокодилами, а также обычный мультиметр ("Цешка") с функцией прозвонки и измерения сопротивления. Рекомендую производить пайку с вентилируемом помещении, обязательно с хорошим источником освещения.

1. Расположите перед собой печатную плату, сориентировав следующим образом:

Перед началом монтажа убедитесь, что комплектность соответствует необходимой. Установка выводных элементов обычно осуществляется по принципу "от более низких к более высоким", чтобы облегчить таким образом монтаж.

Если не планируется питание от внешнего источника (плата будет питаться только от USB), можно не устанавливать гнездо питания, диод D3, емкость С2 и стабилизатор L7805 (а вместо джампера JP5 можно напаять "пожизненную" перемычку 1-2).

Если требуется совместимость с Shield-платами Arduino, в конце напаяйте колодки PBS10 и PBS08 в отверстия JP2 и JP1. В противном случае, можно установить розетки в альтернативные отверстия JP4 и JP7 - шаг отверстий в них лежит на стандартной сетке 2,54 мм и позволит использовать любую плату со стандартным макетным полем с шагом 2,54 мм.

2. Установите резисторы R1 и R2 - оба 68 Ом (порядок цветов - синий, серый, черный, золотистый). Из чисто эстетических соображений рекомендуется ориентировать все резисторы золотистой полоской в одном направлении (например, вверх или вправо).

3. Рядом левее установите R3 - 1 МОм (порядок цветов -  коричневый, черный, зеленый, золотистый):

4. Рядом еще левее - R4 1,5 кОм (порядок цветов - коричневый, зеленый, красный, золотистый):

5. Ниже располагается последний резистор R5 - 1 кОм (порядок цветов: коричневый, черный, красный, золотистый):

6. В левом верхнем углу установите стабилитроны D1 и D2 3V6, соблюдая полярность - черная риска на стабилитроне должна быть с той же стороны, что риска на плате (на фото - смотрят влево):

7. Внизу установите диод D3 (защита от переполюсовки по питанию), также соблюдая полярность - серая полоска должна быть с той же стороны, что риска на плате (на фото - смотрит вправо):

8. Установите кварцевый резонатор Q1 16.000 МГц:

9. Установите и запаяйте "кроватку" для микроконтроллера - панельку SCS28. Соблюдайте расположение ключа (круглая выемка рядом с надписью 28) - это поможет вам не ошибиться при установке в нее микроконтроллера, в данном случае она ориентирована вниз:

10. Напаяйте микросхему-стабилизатор L7805, предварительно согнув ее ножки под острым углом. Она потребуется для питания платы от внешнего источника напряжения. Учтите, что если на входе будет больше 11В, микросхема довольно сильно греется и может потребовать дополнительного радиатора (не входит в комплект, надо изготовить самостоятельно - но желательно до того, как вы запаяете микросхему и откусите ножки).

11. Рядом с кварцем - запаяйте ёмкости С4 и С3 - 22пф, на них должно быть написано "220":

12. Слева от "кроватки" запаяйте C5 - 100 нФ, на нем написано "104":

13. Установите светодиод L, соблюдая полярность - длинная ножка светодиода соответствует отверстию с меткой "+", на фото - это верхнее отверстие:

14. Внизу под кроваткой установите кнопку сброса:

15. Установите справа за макетным полем JP9 - гребенку для программирования ICSP (некоторые шилд-платы для совместимости с Arduino Mega берут оттуда сигналы MOSI, MISO и SCK):

16. Установите трехконтактный джампер выбора питания JP5 - в положении 1-2 схема будет получать питание от USB (до 0,5А), а в положении 2-3 - от внешнего источника (до 1,5А). Снятый джампер отключает схему от обоих источников питания.

17. Установите двухконтактный джампер JP6 "Upload" (рядом с кварцем). При замкнутом джампере после сброса плата ожидает загрузки скетча, в разомкнутом - сразу передает управление скетчу. Этим она немного отличается от классического Arduino / Freeduino с функцией автосброса.

18. Установите электролитические емкости C2 и C1 (как правило, они одинаковые) соблюдая полярность - как и у светодиода, длинная ножка соответствует плюсу, в данном случае у них обоих она расположена внизу.

19. Установите колодки JP8, JP3 и JP2, JP1 (совместимость с Shield-платами для Arduino) или JP8, JP3 и JP4, JP7 (стыковка с макетной платой 2,54 мм). Если у вас уже есть в распоряжении какая-либо shield-плата, наденьте колодки на нее для удобства при пайке.

20. Запаяйте разъем USB-B и гнездо внешнего питания:

21. Установите самовосстанавливающийся предохранитель 500 мА. С его помощью можно легко определять наличие короткого замыкания по питанию на вашей плате - в этом случае схема отключается от питания, а сам предохранитель сильно нагревается (осторожно, не обожгитесь!). Старайтесь установить его пониже, чтобы он не мешал при стыковке с шилд-платами.

Ну вот, схема спаяна, можно пока отложить паяльник в сторону.

22. При необходимости, аккуратно согните ножки входящего в комплект микроконтроллера (это может быть ATmega8A-PU, ATmega168PA-PU или ATmega328P-PU). Установите его в "кроватку", соблюдая положение ключа - в данном случае он "смотрит" вниз.

23. Перед началом работы обязательно установите джамперы на впаянные вилки PLS3 и PLS4 - например, для питания от USB установите JP5 в положение "USB", а также замкните джампер JP6 "Upload". Если все ОК, после подключения к USB и нажатия на кнопку сброса, светодиод L должен начать помаргивать (upd: только для ATmega8A, для ATmega168/328 - светодиод не помаргивает).

Сборка окончена! 

Теперь попробуйте загрузить тестовый скетч из ArduinoIDE, но прежде надо инсталлировать в окружение новую плату MKBoard. Проще всего будет скачать готовый архив и развернуть его в каталог hardware - содержимое файла boards-add.txt можно добавить в существующий boards.txt или воспользоваться уже объединенным boards-1.0.txt.  Перезапустите ArduinoIDE, если он был запущен; выберите в меню Boards сооветствующую вашему микроконтроллеру строчку:

Далее замкните джампер Upload и нажмите кнопку сброса.

Загрузите тестовый скетч, например File > Examples > Digital > Blink, выполните команду Upload (Ctrl-U). Если все ОК, то в строке статуса будет "Done uploading", а светодиод замигает равномерно.

ArduinoIDE во время загрузки пытается установить скорость программирования, которая не поддерживается прошивкой, поэтому будет выдавать предупреждающее сообщение "avrdude: warning: cannot set sck period. please check for usbasp firmware update" - игнорируйте его.

Справочно информация о MKBoard представлена в wiki.