ÍNDICE DE CONTEÚDO
A Franzininho foi desenvolvida para as atividades dentro do FAB LAB Livre SP durante o Arduino Day São Paulo. O circuito foi projetado pensando na fabricação usando as CNCs presentes nos LABs ou através de processo de corrosão de PCI caseiros. Mas você também pode mandar fazer a placa em empresas especializadas na produção de PCI, ou até mesmo montar em uma protoboard ou placa padrão.
A proposta é que todos possam montar o seu Arduino, entender como funciona o circuito e usar a criatividade para aplicar e criar novos circuitos e projetos.
O projetos é open hardware e está disponível no github sob licenças CC-SA-4.0. Você pode reproduzir, modificar, montar na sua casa, FABLAB, makerspace, fabricar, montar e até vender placas e kits. A licença escolhida permite tudo isso.
Vamos conhecer os detalhes da Franzininho!
O hardware
O circuito da Franzininho não é nada de outro mundo. Ele foi baseado nas placas Arduino Gemma, Disgispark, que usam o ATtiny85 como microcontrolador e são programadas na IDE Arduino. O projeto foi desenvolvido no Eagle, veja o seu esquemático:
Conforme exibido na figura 1, a Franzininho possui um hardware bem enxuto. Para facilitar a produção, a placa foi desenvolvida em face simples e os componentes são todos PTHs. A seguir é exibido o layout da PCB.
A placa possui dois LEDS, um para indicar a alimentação (ON) e outro para uso geral, ligado ao pino PB1 do ATtiny85 (esse LED que geralmente usado para o blink).
O conector USB foi feito na placa para reduzir custo de fabricação, porém para que tenha um bom encaixe no computador é necessário que a PCB tenha espessura de 2,4 mm.
Também há um botão de RESET para facilitar na hora da gravação.
A tabela a seguir exibe a lista de componentes da placa:
Tabela 1 – Lista de materiais da Franzininho
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Referência |
Descrição |
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C1 |
Capacitor Cerâmico 100 nF x 50 V |
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C2 |
Capacitor eletrolítico 10 uF x 35 V |
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D1 |
Diodo Zener 3,6 V 0,5W |
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D2 |
Diodo Zener 3,6 V 0,5W |
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D3 |
Diodo 1N4148 |
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IC1 |
microcontrolador ATTINY85 – 20PU |
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SQ1 |
Soquete Para CI Torneado 8 pinos |
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JP3 |
Barra de pinos estampada 15 mm 1×40 180º |
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LED |
Led 3mm Amarelo Difuso |
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PWR |
Led 3mm Verde Difuso |
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R1 |
Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 68 R |
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R2 |
Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 68 R 1/4 W |
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R3 |
Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K5 1/4 W |
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R4 |
Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K 1/4 W |
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R5 |
Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K 1/4 W |
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RESET |
Chave Tactil 6x6x4 mm |
A figura a seguir exibe o 3D da placa gerado na ferramenta 3D BRD Viewer:
Pinagem
Para facilitar a customização e uso do microcontrolador, todos os pinos do ATtiny85 estão disponíveis no header de I/Os. A figura a seguir exibe os pinos e a tabela 1, suas respectivas funções:
Tabela 2 – Pinagem Franzininho
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PINO |
ATTINY |
Entrada analógica |
PWM |
I2C |
SPI |
Alt Função |
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P0 |
PB0 |
PWM0 |
SDA |
MOSI | ||
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P1 |
PB1 |
PWM1 |
MISO |
LED | ||
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P2 |
PB2 |
A1 |
SCL |
SCK | ||
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P3 |
PB3 |
A3 |
USB+ | |||
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P4 |
PB4 |
A2 |
PWM4 |
USB- | ||
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P5 |
PB5 |
A0 |
RESET |
Se você utilizar o bootloader da Arduino Gemma, o pino P5 será usado como pino de RESET. Assim, se este pino for colocado em nível zero, a placa será reiniciada e entrando em modo bootloader. Essa funcionalidade é importante para o upload do código através da IDE Arduino.
Software
A Franzininho pode ser programada diretamente na IDE Arduino. Veja como gravar o bootloader na no Attiny85. O processo de gravação do bootloader no ATtiny85 exige um Arduino UNO como programador.
Caso tenha dúvida para a gravação do bootloader, deixe seu comentário na seção de comentários abaixo.
Após a gravação do bootloader, vamos testar a programação da placa na IDE do Arduino.
O primeiro passo é configurar a IDE para a correta gravação da placa. Vamos ao nosso exemplo.
Hello World, blink led
Para nosso exemplos vamos fazer o famoso blink LED, com algumas alterações:
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/* Hello World, Franzininho! primeiro programa para a Franzininho Por: Fábio Souza */ const byte LED = 1; //pino do LED void setup() { pinMode(LED,OUTPUT); } void loop() { for(int i = 0;i<5;i++) //pisca o LED 5 vezes com instervalos de 100 ms { digitalWrite(LED, HIGH); // liga o led delay(100); // espera 100 ms digitalWrite(LED, LOW); // apaga led delay(100); // espera 100 ms } for(int i = 0;i<2;i++) //pisca o LED 2 vezes com instervalos de 1000 ms { digitalWrite(LED, HIGH); // liga o led delay(1000); // espera 1000 ms digitalWrite(LED, LOW); // apaga led delay(1000); // espera 1000 ms } } |
Para fazer o upload para a Franzininho siga os passos: Upload do Sketch
Se tudo ocorrer bem, o upload será feito com sucesso:
O LED da Franzininho começará a piscar, conforme as instruções do código. O video a seguir exibe o processo de gravação do sketch, feito na primeira placa montada.
Materiais de Suporte
Documentação oficial da placa Franzininho DIY
Montagem da placa e material para oficinas
Está disponível um material para facilitar as atividades com a Franzininho. Esse material foi elaborado de forma colaborativa e sempre será atualizado: Material para oficinas com a Franzininho
O Video seguir exibe a montagem da placa primeira placa:
Conclusão
A placa Franzininho nasceu com o propósito de facilitar a criação de placas Arduino, assim como a sua antecessora, Franzino. Ambas são projetos baseados em placas já existentes, porém com placa de fácil fabricação e componentes fáceis de comprar e montar. É um projeto simples e acessível.
Ainda tem muito o que melhorar no circuito e outros recursos podem ser acrescentados à placa. Por ser um projeto open hardware e estar disponíveis os arquivos tanto para fabricação quanto para modificação, acredito que virão muitas contribuições, tanto no hardware quanto no software. Fique à vontade para usar, modificar e contribuir.
Se tiver alguma sugestão, crítica ou dificuldade, deixe seus comentários abaixo. Caso tenha interesse, participe do grupo de discussão sobre o projeto Franzininho no Facebook.
Agradecimentos e colaborações
- Ao Thalis Antunes pelo apoio inicial ao projeto no Arduino Day;
- Ao Embarcados pela divulgação;
- A Rede Fab Lab Livre SP que fizeram as primeiras placas durante o Arduino Day;
- A todos que participaram do pedido em forma colaborativa, que viabilizou a fabricação das primeiras PCI com acabamento profissional;
- Ao Giovanni Bauermeister pela versão do projeto no Kicad (Já está no repositório do github);
- Ao Felipe Neves pelo FranzininhoOS (está em desenvolvimento)
- Ao Pedro Bertoleti pelo port do tickAttack para a Franzininho (confira o projeto:TickAttack e Franzininho – controlando um robô sob rodas)
- Ao Daniel Quadros pela colaboração no tutorial para montagem da placa
- A todos que de alguma forma colaboraram e colaboram para o projeto Franzininho.
UPDATE
Foi lançada uma nova versão para a placa Franzininho. Na V2 foi incluido um conector USB A macho e um regulador de tensão 78L05. Veja como ficou a V2:
Essa versão procura melhorar a usabilidade da placa, já que com o conector USB deixa a conexão com o computador mais robusta. Com o regulador de tensão é possível alimentar a placa com baterias externas que possuam tensão maiores que 5V. Além disso, agora é possível fabricar a placa em chapa mais fina. A seguir é exibida a BOM dessa versão:
Tabela 2 – Lista de materiais da Franzininho V2
| Componente | Descrição |
| C1 | Capacitor Cerêmico 100 nF x 50 V |
| C2 | Capacitor eletrolítico 10 uF x 35 V |
| D1 | Diodo Zener 3,6 V 0,5W |
| D2 | Diodo Zener 3,6 V 0,5W |
| D3 | Diodo de sinal 1n4148 |
| IC1 | microcontrolador ATTINY85 – 20PU |
| SQ1 | Soquete Para CI Torneado 8 pinos |
| JP3 | Barra de pinos estampada 15mm 1×40 180º |
| LED | Led 3mm Amarelo Difuso |
| PWR | Led 3mm Verde Difuso |
| R1 | Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 68 R |
| R2 | Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 68 R 1/4 W |
| R3 | Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K5 1/4 W |
| R4 | Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K 1/4 W |
| R5 | Resistor 5% de Tolerância 1/4W CR25 1K 1/4 W |
| RESET | Chave Táctil 6x6x4,3mm |
| IC2 | Regulador de tensão 5V |
| X1 | Conector USB Macho 90º com trava |
| PCB | PCB |
Os arquivos do projeto estão no github do projeto Franzininho. Confira!
