Realizați un banc de test Arduino personalizat utilizând împachetarea cu sârmă: 7 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Acest instructable vă va arăta o modalitate ușoară de a conecta un Arduino Nano la diferite plăci de decupare PCB. Acest proiect a apărut în timpul căutării mele pentru o modalitate eficientă, dar nedistructivă de a interconecta mai multe module.

Am avut cinci module pe care am vrut să le interconectez:

• Un Arduino
• Un panou tactil LCD grafic de 5 inch 800x480 de la Haoyu electronic
• Un cititor de card SD
• O unitate de ceas DS1302 în timp real
• Un transceptor MAX485 RS-485 / RS-422

Panoul tactil și modulele de ceas în timp real fuseseră utilizate anterior în proiectele mele Dali Clock și Rainbow Synthesizer, dar acele prototipuri fuseseră realizate pe o placă de calcul și fuseseră demontate pentru a face spațiu pentru noi proiecte.

Mi-a devenit clar că a avea toate aceste module împreună într-un dispozitiv permanent îmi va permite să petrec mai mult timp scriind software și mai puțin timp să conectez lucrurile pe o placă de calcul. În același timp, nu am vrut să lipesc permanent nimic împreună, astfel încât să pot păstra modulele pentru o utilizare viitoare.

Acest instructabil arată cum am pus totul împreună folosind înfășurarea cu sârmă.

Pasul 1: Planificarea interconectărilor

Primul meu pas a fost să mapez cum să interconectez toate modulele la pinii disponibili pe un Arduino Nano. Afișajul și cardul SD sunt ambele module SPI. SPI este un autobuz, astfel încât liniile CLK, MISO și MOSI pot fi înlănțuite în modulele care au nevoie de acesta împreună cu puterea. Cu toate acestea, fiecare ar avea nevoie de propriul cod CS (Chip Select).

Am decis să pun modulul RTC pe propriile sale pini, deoarece experimentele anterioare mi-au arătat că nu este compatibil cu SPI. Modulele de emisie-recepție aveau, de asemenea, nevoie de propriile pini.

După ce am cartografiat totul, am constatat că arăta așa:

• Pin Arduino GND -> LCD GND -> Card SD GND -> Transceiver GND -> RTC 5V
• Pin Arduino 5V -> LCD 5V -> Card SD 5V -> Transceiver VCC -> RTC VCC
• Pinul Arduino 13 -> LCD CLK -> Card SD CLK
• Pin Arduino 12 -> LCD MISO -> Card SD MISO
• Pin Arduino 11 -> LCD MOSI -> Card SD MOSI
• Pinul Arduino 10 -> LCD CS
• Pinul Arduino 9 -> LCD PD
• Pinul Arduino 2 -> LCD INT
• Pinul Arduino 8 -> RTC CLK
• Pinul Arduino 7 -> RTC DAT
• Pinul Arduino 6 -> RTC RST
• Pinul Arduino 4 -> Card SD CS
• Arduino Pin 14 -> Transceiver DI
• Arduino Pin 15 -> Transceiver DE
• Pinul Arduino 16 -> Transceiver RE
• Arduino Pin 17 -> Transceiver RO

Pinii 0 și 1 sunt utilizați de interfața USB, deci au fost interzise. Pinii digitali 3, 5, 18 și 19 au rămas liberi, la fel ca intrările analogice A4 până la A7, permițând extinderea viitoare.

Pasul 2: Problema cu firele jumper și Wirewrap ca soluție

Inițial încercasem să interconectez totul cu cabluri Y scurte personalizate. Cu toate acestea, sertarele și conectorii sunt proiectate doar pentru a lua un fir la rând. Prinderea mai multor fire într-o singură carcasă a fost dificilă și a dus la îmbinări fragile care nu au durat mult. Nu numai că procesul de sertizare a consumat mult timp, odată ce au fost folosiți, este posibil ca conectorii să lucreze singuri de la pini, ceea ce a condus la pierderea suplimentară a timpului, urmărind defecțiunile intermitente.

Întotdeauna mi-am dorit să încerc să înfășurăm sârmă, așa că am crezut că aceasta este o bună oportunitate de a face acest lucru. După unele cercetări, am achiziționat un instrument WSU-30 M, niște anteturi lungi extra lungi de 19 mm și un fir de 30 AWG de înfășurat pe eBay.

Ca tehnologie, împachetarea sârmei are o istorie lungă. A fost un mod popular de a face calculatoare digitale în anii 60, 70 și 80 și a văzut utilizarea frecventă în birourile centrale de telefonie. Deși a fost depășită de plăcile de circuite imprimate produse în serie, împachetarea cu sârmă are următoarele avantaje pentru pasionat:

• Este ieftin și rapid
• Se aplică ușor și poate fi îndepărtat curat
• Funcționează cu anteturile de pin care sunt lipite pe multe plăci de rupere
• Formează o conexiune durabilă și fiabilă
• Permite conexiuni multiple către și de la fiecare punct (când sunt utilizate anteturi lungi)

Pasul 3: Pregătirea unui Arduino Nano

Următorul pas a fost pregătirea Arduino Nano. Am avut un Arduino Nano fără anteturi, ceea ce s-a dovedit a fi la îndemână, deoarece am vrut să lipesc știfturile de antet extrem de lungi în partea de sus, astfel încât să pot vedea etichetele în timp ce înfășurați sârmă.

De asemenea, am lipit niște anteturi foarte lungi pe micul panou care a venit cu panoul meu de afișare.

Pe modulul transceiver-ului, terminalele cu șurub se aflau pe partea opusă a anteturilor, așa că le-am desoldat și le-am mutat pe aceeași parte cu anteturile.

Celelalte plăci aveau anteturi scurte deja lipite pe partea corectă, așa că le-am păstrat așa cum este.

Pasul 4: Proiectarea unei tăvi

Am vrut să pot monta toate componentele electronice în partea din spate a suportului LCD pe care l-am creat pentru Dali Clock, instructabil, așa că am creat ceva în OpenSCAD. Am făcut decupaje pentru diversele plăci pe care voiam să le montez.

După ce am imprimat tava, am lipit la cald toate modulele la locul lor.

Pasul 5: Procesul de împachetare a firelor

Procesul de înfășurare a sârmei constă din cei patru pași: măsurare, tăiere, decupare și înfășurare.

Am măsurat suficient fir pentru a acoperi cele două puncte pe care vreau să le conectez, plus un centimetru suplimentar pe fiecare capăt pentru înfășurare. Apoi, dezlipesc 1 inci de izolație pe fiecare capăt și folosesc instrumentul pentru a înfășura firul pe stâlp.

Următoarea este tehnica exactă pe care o folosesc, pe care o puteți vedea pe videoclipul meu demonstrativ:

• Măsoară intervalul dintre două puncte pe care vreau să le conectez
• Marcez lungimea dorită cu degetele, apoi folosesc o riglă pentru a adăuga doi centimetri
• Am tăiat firul la lungime
• Măsoară 1 și un 1/4 inch de la capăt
• Introduc apoi capătul în orificiul de pe instrumentul de împachetare
• Trag firul în jos în golul lamei de tăiere
• Îmi smulg firul de la celălalt capăt, dezbrăcând un centimetru de sârmă
• Repet procesul pentru cealaltă parte a firului

Cu sârma dezbrăcată la ambele capete, introduc capătul sârmei goale în țeava instrumentului de înfășurare a sârmei, astfel încât porțiunea dezbrăcată să iasă din crestătura laterală. Apoi alunec vârful în jos pe un stâlp și îi dau câteva răsuciri, ținând scula liber pentru a-i permite să se ridice în timp ce înfășoară.

O conexiune bună va lăsa aproximativ 7 spire de sârmă pe stâlp. Dacă rotațiile sunt strânse una peste cealaltă, nu împingeți scula atât de tare!

ACTUALIZARE: Mai mulți dintre voi ați simțit că izolația ar trebui să se înfășoare în jurul stâlpului pentru ameliorarea tensiunii. Am inclus două fotografii pentru a arăta diferența.

Pasul 6: Înfășurarea firului întreaga placă

Aceasta arată placa după ce am înfășurat toate conexiunile. Am făcut câteva greșeli de-a lungul drumului, dar acestea au fost desființate cu ușurință prin tăierea firelor și folosirea pensetelor pentru desfacerea capetelor de pe stâlpi.

Vă sugerez să o faceți câte o parte pe rând și să vă verificați munca cu un multi-metru sau pornind și testând fiecare componentă. Este mult mai greu de remediat odată ce există mai multe straturi de fire.

Produsul meu finit arată cam dezordonat, dar dacă doriți, puteți fi puțin mai atent cu privire la rutare sau puteți folosi diferite culori pentru a menține lucrurile clare.

Chiar dacă nu arată frumos, este mult mai robust decât o placă de măsurare! Dar marele bonus este că, dacă doriți să îl desfaceți în orice moment, puteți face acest lucru cu ușurință, fără a afecta Arduino Nano sau anteturile pinilor de pe plăcile individuale!

Pasul 7: Proiecte compatibile

Tabloul completat vă va permite să implementați aceste proiecte:

• Ceas digital de topire stil 80
• Un pian curcubeu iluminat cu un Arduino (necesită componente externe)