Franzino - Open hardware de baixo custo

Durante o Arduino Day 2016 em São Paulo, tive a oportunidade de apresentar a palestra Construindo sua placa baseada em Arduino. O objetivo dessa palestra foi apresentar os caminhos para o desenvolvimento de placas baseadas no hardware do Arduino. Para essa apresentação foi desenvolvida a placa Franzino, uma placa open hardware e acessível a todos. 

 

A placa Franzino é uma placa tipo standalone, e como seu próprio nome sugere, é uma placa enxuta que possui os componentes básicos para que você possa usar o microcontrolador ATmega328, tanto para estudo quanto para a aplicação em projetos.

 

Diferente dos standalones disponíveis no mercado, a placa Franzino possui pinagem Arduino UNO Rev 3 e conector para fácil ligação da interface serial. A facilidade de acesso aos pinos da interface serial possibilita que você ligue módulos de comunicações conforme a necessidade do projeto. Você conseguirá facilmente ligar conversores de comunicação serial: USB, RS232, RS485 e até mesmo um módulo Bluetooth, sem a necessidade do uso de shields.

 

Gravando o bootloader do Arduino UNO, é possível fazer o upload do seu sketch para placa usando um conversor USB/Serial, seguindo os mesmos passos que já está acostumado a fazer com a placa Arduino UNO, por exemplo.

 

 

O circuito

 

O circuito da Franzino é bem simples e possui os componentes básicos para uso do microcontrolador ATmega328, ou outros compatíveis. A figura a seguir exibe o circuito:

 

Esquemático da Franzino
Figura 1 - Esquemático da Franzino

 

 

Layout da Franzino

 

O grande desafio desse projeto foi colocar o circuito em uma placa face simples e o uso dos headers padrão Arduino UNO R3. Os componentes ficaram nas seguintes posições:

 

Posição dos componentes na placa
Figura 2 - Posição dos componentes na placa

 

Foram utilizados na maioria componentes PTH e alguns capacitores SMD (0805). Dessa forma a placa ficou muito fácil de montar. O roteamento da placa ficou da seguinte forma:

 

Layout da PCB
Figura 3 - Layout da PCB

 

Infelizmente, com o circuito simplificado e com a limitação de placa em face simples, a Franzino ficou com algumas limitações, em relação à placa Arduino UNO:

  • Não há regulador 3.3 V, dessa forma o pino 3.3 V não está conectado;
  • O pino Vin não está conectado à alimentação;
  • Os pinos SCL e SDA não estão conectados aos pinos A4 e A5;
  • Não possui conversor USB/Serial;
  • Precisa de um conversor USB/Serial para upload dos sketchs.

 

Mas essas limitações não impedem de explorar o ATmega328 como se tivesse uma Arduino UNO em mãos.

 

 

Interface de expansão Serial 

 

A pinagem para interface serial permite que seja ligado facilmente um conversor USB/Serial externo, como exibido na figura a seguir:

 

Ligação de conversor USB/Serial
Figura 4 - Ligação de conversor USB/Serial

 

Nesse conector, também estão disponíveis os pinos de alimentação (VCC e GND) e dois pinos de uso geral, que podem ser utilizados como I/O digital, soft serial, pinos de controle para RS485 ou outras aplicações.

 

É possível ligar módulos externos de comunicação serial, como conversores TTL/RS232, TTL/RS485 ou até mesmo módulos Bluetooth, tipo o HC05.

 

 

Arquivos do projeto

 

A Franzino foi desenvolvida no Eagle e publicada sob a licença CC BY-SA 4.0. Acesse os arquivos no github, reproduza, compartilhe com seus amigos, contribua com melhorias para a placa.

 

Acesse os arquivos da Franzino no meu Github.

  • Fabio Cardoso

    Que bacana, quero construir o meu arduino também. Vou assistir a sua palestra.

  • Edson J Bueno

    Muito massa ... Parabéns pelo projeto ...

    • Fabio_Souza_Embarcados

      Obrigado Edson! Abraços

  • Daniel Jean Renaud

    Perfeito, muito obrigado por disponibilizar os arquivos. Excelente trabalho.

    • Fabio_Souza_Embarcados

      Valeu Daniel!
      Fique a vontade para reproduzir, modificar e compartilhar.

      Abraços,

  • Diego Fernandes Dos Anjos

    Qual a vantagem?
    Se a ideia for preço... pelo que é pago por um atmega328 no brasil vc pega um arduino completo no aliexpress. Se for o nano, menos ainda

    • Fabio_Souza_Embarcados

      Olá Diego, obrigado pelo comentário. Esse projeto nasceu com o objetivo de incentivar o desenvolvimento de placas Arduino Compatíveis. Ela foi feita para uma palestra sobre esse tema no Arduino Day do ano passado. O circuito é em face simples e com componentes PTH. Ela não está a venda, é um iniciativa open hardware para pessoas que queiram montar a sua placa em casa ou em FAB LABs possam fazer facilmente, ou usar o projeto de hardware para suas aplicações.