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.
Quando pensei sobre esta placa, bolei uma lista de tópicos que gostaria que o design da placa seguisse:
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!!.
