Kannettava Arduino Lab: 25 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Hei kaikki….

Kaikki ovat Arduinon kanssa tuttuja. Pohjimmiltaan se on avoimen lähdekoodin elektroninen prototyyppialusta. Se on yksilevyinen mikro-ohjaintietokone. Se on saatavana eri muodoissa Nano, Uno jne.… Kaikkia käytetään sähköisten projektien tekemiseen. Arduinon vetovoima on se, että se on yksinkertainen, käyttäjäystävällinen, avoimen lähdekoodin ja halpa. Se on suunniteltu kaikille, jotka eivät tunne elektroniikkaa. Niinpä opiskelijat ja harrastajat käyttävät sitä laajalti houkutellakseen projektejaan.

Olen elektroniikan opiskelija, joten tunnen Arduinon. Tässä muutin Arduino Unoa Arduino -käyttäjille, jotka eivät ole peräisin sähköisestä taustasta (tai jokaisesta). Joten tässä muutin Arduino Uno -levyn "kannettavaksi Arduino Labiksi". Se auttaa kaikkia niitä tarvitsevia kannettavina. Arduino-korttiin liittyvät ongelmat ovat, että se tarvitsee ulkoisen virtalähteen ja se on paljas PCB, joten karkea käyttö vahingoittaa piirilevyä. Joten tässä lisään sisäisen virtalähteen, jossa on monitoiminto, ja suojaan koko piirin. Joten tällä menetelmällä loin "kannettavan Arduino Labin" jokaiselle. Joten loin sähköisen laboratorion, joka mahtuu taskuun. Jos et ole kotona tai laboratoriossa, mutta sinun on testattava uusi idea piiriin, tämä tekee siitä käytännöllisen. Jos pidät siitä, lue valmistusvaiheet…

Vaihe 1: Täysi suunnitelma

Suunnitelmani on lisätä virtalähde ja kansi kokonaisuudessaan. Suunnittelemme siis ensin virtalähdettä.

Virtalähde

Arduinon virtalähteeksi lisäämme litiumionikennon. Mutta sen jännite on vain 3,7 V. Mutta tarvitsemme 5 V: n virransyötön, joten lisäämme tehostusmuuntimen, joka tekee 5 V: n 3,7 V: sta. Li-ion-kennon lataamiseen lisää älykäs latauspiiri, joka pitää litium-ionikennon hyvässä kunnossa. Akun matalan jännitteen ilmaisemiseksi lisää ylimääräinen piiri ilmaisemaan, että se tarvitsee latausta. Tämä on virransyötön suunnitteluosa.

Tässä projektissa käytämme vain SMD -komponentteja. Koska tarvitsemme pienikokoisen piirilevyn. Myös tämä SMD -työ parantaa taitojasi. Seuraavaksi on suojakuori.

Suojapeite

Aion käyttää suojapeitteitä muovisilla nimetauluilla. Höylätty muoto on suorakulmio ja tekee reikiä I/O -porteille ja USB -portille. Suunnittele sitten lisätä muovisia väritarroja taideteoksiksi kauneuden parantamiseksi.

Vaihe 2: Käytetyt materiaalit

Arduino Uno

Musta muovinen nimitaulu

Muovitarrat (eri väreissä)

Li-ion-kenno

Kuparipäällystetty

Elektroniset komponentit - IC, vastukset, kondensaattorit, diodit, induktorit, L. E. D (kaikki arvot on annettu piirikaaviossa)

Fevi-quick (pikaliima)

Juottaa

Flux

Ruuvit

Kaksipuolinen teippi jne.

Elektroniset komponentit, kuten vastukset, kondensaattorit jne., On otettu vanhoista piirilevyistä. Se vähentää hanketta ja antaa paremman terveen maapallon vähentämällä jätettä. Video SMD -juottamisesta on esitetty yllä. Katso sitä.

Vaihe 3: Käytetyt työkalut

Työkalut, joita käytän tässä projektissa, on esitetty yllä olevissa kuvissa. Valitset sinulle sopivat työkalut. Alla on luettelo käyttämistäni työkaluista.

Juotosasema

Porakone poranterällä

Pihdit

Ruuvimeisseli

Langanpoistaja

Sakset

Viivotin

Tiedosto

Rautasaha

Pinsetit

Paperin lävistyskone jne.

Tärkeää:- Käytä työkaluja varoen. Vältä onnettomuuksia työkaluista.

Vaihe 4: Piirikaavio ja piirilevyn suunnittelu

Kytkentäkaavio on esitetty yllä. Piirrän piirikaavion EasyEDA -ohjelmistolla. Sitten piiri muunnetaan PCB -asetteluksi käyttäen samaa ohjelmistoa ja asettelu on annettu edellä. Myös alla kuvatut Gerber -tiedosto ja PDF -piirin asettelu ladattavina tiedostoina.

Piirin tiedot

Ensimmäinen osa on akun suojapiiri, joka sisältää IC DW01 ja yhden mosfet IC 8205SS. Sitä käytetään oikosulkusuojaukseen, ylijännitesuojaukseen ja syväpurkautumissuojaan. Nämä kaikki IC: n ja IC: n tarjoamat ominaisuudet ohjaavat MOSFETin kytkemään akun päälle/pois. Mosfeteissa on myös käänteisesti esijännitetyt diodit sisäisesti akun lataamiseksi ilman ongelmia. Jos olet kiinnostunut tietämään enemmän siitä, käy BLOGISSA, linkki alla, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html

Toinen osa on kennon latauspiiri. Li-ion-kenno tarvitsee erityistä huolta sen lataamisesta. Joten tämä latauspiiri TP4056 ohjaa latausprosessiaan turvallisesti. Sen latausvirta on kiinteä 120 mA ja se pysäyttää latausprosessin, kun kenno saavuttaa 4,2 V. Siinä on myös 2 tilan merkkivaloa, jotka ilmaisevat lataus- ja täyden lataustilan. Jos olet kiinnostunut tietämään enemmän siitä, käy BLOGISSA, linkki alla, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html

Kolmas osa on alhaisen akun merkkivalopiiri. Se on suunniteltu kytkemällä LM358-op-vahvistin vertailukoneeksi. Se ilmoittaa kytkemällä LED -valon päälle, kun kenno tarvitsee latausta.

Viimeinen osa on 5 V: n tehomuunnin. Se nostaa Arduinon 3,7 V: n kennojännitteen 5 V: ksi. Se on suunniteltu käyttämällä MT3608 IC: tä. Se on 2A tehostusmuunnin. Se lisää pienjännitettä käyttämällä ulkoisia komponentteja, kuten induktoria, diodia ja kondensaattoria. Jos olet kiinnostunut tietämään lisää boost -muuntimesta ja piiristä, käy BLOGISSA, linkki on alla, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html

Toimenpiteet

Tulosta piirilevyasettelu kiiltävälle paperille (valokuvapaperille) fotostaattikoneella tai lasertulostimella

Leikkaa se yksittäisiksi kaavoiksi saksilla

Valitse hyvä jatkokäsittelyä varten

Vaihe 5: Väriaineen siirto (peittäminen)

Se on menetelmä siirtää painettu piirilevyasettelu kuparipinnoitettuun etsausprosessia varten PCB -valmistuksessa. Valokuvapaperin asettelu siirretään kuparipinnoitetulle lämpökäsittelyllä rautarasian avulla. Sitten paperi poistetaan vedellä, muuten emme saa täydellistä ulkoasua ilman vaurioita. Tarkka menettelytapa on esitetty alla.

Ota halutun kokoinen kuparipinnoite

Tasoita reunat hiekkapaperilla

Puhdista kuparin puoli hiekkapaperilla

Levitä painettu asettelu kuparipinnoitetulle kuvan mukaisesti ja kiinnitä se paikalleen selloteipillä

Peitä se toisella paperilla, kuten sanomalehdellä

Kuumenna sitä (sivulle, johon painettu paperi sijoitettiin) käyttämällä rautarasiaa noin 10-15 minuuttia

Odota hetki jäähtyä

Aseta se sitten veteen

Poista paperi minuutin kuluttua varovasti sormillasi

Tarkista mahdolliset viat. Toista tämä prosessi

Sävynsiirtoprosessi (peittäminen) on suoritettu

Vaihe 6: Etsaus

Se on kemiallinen prosessi ei -toivotun kuparin poistamiseksi kuparipinnoitetusta PCB -asettelun perusteella. Tätä kemiallista prosessia varten tarvitsemme ferrikloridiliuosta (etsausliuosta). Liuos liuottaa peittämätön kupari liuokseen. Joten tällä prosessilla saamme piirilevyn kuten piirilevyasettelussa. Menettely tätä prosessia varten on esitetty alla.

Ota naamioitu piirilevy, joka on tehty edellisessä vaiheessa

Ota ferrikloridijauhe muovilaatikkoon ja liuota se veteen (jauheen määrä määrittää pitoisuuden, korkeampi pitoisuus kiinnittää prosessin, mutta joskus se vahingoittaa suositeltavaa PCB: tä)

Upota peitetty piirilevy liuokseen

Odota muutama tunti (tarkista etsaus säännöllisesti tai ei) (auringonvalo myös kiinnittää prosessin)

Kun olet onnistunut etsauksen, poista maski hiekkapaperilla

Tasoita reunat uudelleen

Puhdista piirilevy

Teimme piirilevyjen valmistuksen

Vaihe 7: Poraus

Poraus on prosessi, jossa tehdään pieniä reikiä piirilevyyn. Tein sen pienellä käsiporauksella. Reikä tekee läpimeneviä reikiä, mutta käytän täällä vain SMD -komponentteja. Joten reiät on tarkoitettu johtimien liittämiseen piirilevyyn ja kiinnitysreikiin. Menettely on esitetty alla.

Ota piirilevy ja merkitse, mihin reiät on tehtävä

Käytä pientä terää (<5 mm) poraukseen

Poraa kaikki reiät huolellisesti vahingoittamatta piirilevyä

Puhdista piirilevy

Teimme porausprosessin

Vaihe 8: Juotos

SMD -juotto on hieman vaikeampaa kuin tavallinen läpireikien juotto. Tämän työn tärkeimmät työkalut ovat pinsetit ja kuumailmapistooli tai mikrojuotosrauta. Aseta kuumailmapistooli 350C lämpötilaan. Ylikuumeneminen jonkin aikaa vaurioittaa komponentteja. Käytä siis vain rajoitettua määrää lämpöä piirilevyyn. Menettely on esitetty alla.

Puhdista piirilevy PCB-puhdistusaineella (iso-propyylialkoholi)

Levitä juotospastaa kaikkiin piirilevyn tyynyihin

Aseta kaikki osat tyynylleen käyttäen pinsettejä piirikaavion perusteella

Tarkista vielä kerran, että kaikki osat ovat oikein tai eivät

Käytä kuumailmapistoolia alhaisella ilmavirralla (suuri nopeus aiheuttaa osien väärän suuntauksen)

Varmista, että kaikki liitännät ovat hyvät

Puhdista piirilevy IPA (PCB Cleaner) -liuoksella

Teimme juotosprosessin onnistuneesti

Video SMD -juotoksesta on esitetty yllä. Katso sitä.

Vaihe 9: Johtojen liittäminen

Tämä on viimeinen vaihe piirilevyjen valmistuksessa. Tässä vaiheessa liitämme kaikki tarvittavat johdot piirilevyn porattuihin reikiin. Johdoilla yhdistetään kaikki neljä tilan LED-valoa, tulo ja lähtö (älä liitä johtoja litiumionikennoon nyt). Käytä virtalähteen liittämiseen värikoodattuja johtoja. Lankakytkentää varten levitä ensin virtaus kuorittuun langanpäähän ja piirilevylle ja levitä sitten juotosta irrotettuun johtopäähän. Aseta sitten lanka reikään ja juota se juottamalla siihen. Tällä menetelmällä luomme hyvän johdinliitoksen piirilevyyn. Tee sama toimenpide kaikille muille johtoliitäntöille. OK. Joten teimme johdotuksen. Joten PCB -valmistus on melkein ohi. Seuraavissa vaiheissa teemme kannen koko kokoonpanolle.

Vaihe 10: Kappaleiden leikkaaminen

Tämä on kannen valmistuksen aloitusvaihe. Luomme kannen käyttämällä mustaa muovista nimitaulua. Leikkaus tehdään sahanterällä. Suunnittelemme Li-ion-kennon ja piirilevyn sijoittamista Arduino-kortin alle. Joten aiomme luoda suorakulmaisen laatikon, jonka koko on hieman suurempi kuin Arduino -levy. Tätä prosessia varten merkitään ensin Arduino -koko muovilevyyn ja piirretään leikkausviivat hieman suuremmiksi. Leikkaa sitten 6 kappaletta (6 sivua) käyttämällä rautasahaa ja tarkista, onko se oikea koko vai ei.

Vaihe 11: Kappaleiden viimeistely

Tässä vaiheessa viimeistelemme muoviosien reunat hiekkapaperilla. Jokaisen kappaleen kaikki reunat hierotaan hiekkapaperia vasten ja puhdistetaan. Korjaa myös kunkin kappaleen mitat tarkasti tällä menetelmällä.

Vaihe 12: Tee reikä USB- ja I/O -nastoille

Luomme kannettavan laboratorion. Joten se tarvitsee I/O -nastat ja USB -portin, joka on ulkoinen maailma. Joten tarvitaan reikien tekemiseen muovikoteloon näille porteille. Joten tässä vaiheessa aiomme luoda reiän satamille. Menettely on esitetty alla.

Merkitse ensin I/O -nastan mitat (suorakulmainen muoto) yläosaan ja merkitse USB -portin mitat sivukappaleeseen

Poista sitten osa poraamalla reikiä merkityn viivan läpi (tee reiät sisäänpäin irrotettuun osaan)

Nyt saamme epäsäännöllisen muotoiset reunat, jotka muotoillaan karkeasti pihdeillä

Viimeistele sitten reunat sileiksi käyttämällä pieniä tiedostoja

Nyt saamme sileän reiän satamille

Puhdista palat

Vaihe 13: Kytkimen kytkeminen

Tarvitsemme kannettavan Arduino -laboratorion ON/OFF -kytkimen ja tila -LEDit. Joten korjaamme sen USB -porttia vastakkaiselle puolelle. Tässä käytämme pientä liukukytkintä tähän tarkoitukseen.

Merkitse kytkimen mitat muovikappaleeseen ja merkitse myös sen yläpuolella olevien neljän LED -valon sijainti

Porausmenetelmällä poista materiaali kytkinosasta

Sitten se on valmis kytkimen muotoon käyttämällä tiedostoja

Tarkista ja varmista, että kytkin sopii tähän reikään

Tee reikä LED -valolle (halkaisija 5 mm)

Kiinnitä kytkin paikalleen ja ruuvaa se muovikappaleeseen poralla ja ruuvimeisselillä

Vaihe 14: Liimaa kaikki osat yhteen

Nyt saimme kaikki työt palasiksi. Joten yhdistämme sen yhteen muodostaen suorakulmaisen muodon. Kaikkien kappaleiden liittämiseen käytän superliimaa (pikaliimaa). Odota sitten kovettumista ja levitä uudelleen liimaa kaksinkertaiseksi ja odota kovettumista. Mutta yhden asian unohdin kertoa, päällinen ei liimaa nyt, liimaa vain muut 5 kappaletta.

Vaihe 15: Akun ja piirilevyn kiinnitys

Loimme suorakulmaisen laatikon edellisessä vaiheessa. Nyt asetamme litiumionikennon ja piirilevyn kotelon alareunaan käyttämällä kaksipuolista teippiä. Yksityiskohtainen menettely on esitetty alla.

Leikkaa kaksi osaa kaksipuolisesta kappaleesta ja kiinnitä se litiumionikennon ja piirilevyn alapuolelle

Liitä akun +ve- ja -ve -johdot piirilevyyn kiristysasennossa

Kiinnitä se laatikon pohjaan yllä olevien kuvien mukaisesti

Vaihe 16: Kytkimen kytkentä

Tässä vaiheessa liitämme kytkentäjohdot piirilevystä kytkimeen. Hyvän johdinliitännän saavuttamiseksi levitä ensin virtaa irrotettuun johdinpäähän ja kytkentäjalkoihin. Levitä sitten hiukan juotetta langanpäähän ja kytkentäjalkaan. Yhdistä sitten johdot kytkimeen pinseteillä ja juotosraudalla. Nyt teimme työn.

Vaihe 17: LED -valojen liittäminen

Tässä aiomme liittää kaikki tila -LEDit piirilevyn johtoihin. Varmista liitäntäprosessissa oikea napaisuus. Käytän jokaiseen tilaan eri värejä. Valitset lempivärisi. Alla oleva yksityiskohtainen menettely.

Kuori kaikki langanpäät vaaditulla pituudella ja leikkaa LED -jalkojen ylimääräinen pituus

Levitä virtausta langanpäähän ja LED -jalkoihin

Levitä sitten juotosta langanpäähän ja LED -jalkoihin juotosraudalla

Liitä sitten LED ja johto oikeaan napaisuuteen juottamalla

Aseta jokainen LED reikiin

Kiinnitä LED pysyvästi kuumaliimalla

Teimme työmme

Vaihe 18: Arduinon liittäminen PCB: hen

Tämä on viimeinen piiriliitäntämenettelymme. Yhdistämme PCB: n Arduinoon. Mutta PCB: n liittämisessä on ongelma. Etsiessäni löydän ratkaisun itse. Se ei vahingoita Arduino -levyä. Kaikissa Arduino Uno -levyissä on turvasulake. Irrotan sen ja liitän piirilevyn väliin. Joten USB: n virta menee suoraan vain piirilevyllemme ja piirilevyn lähtö 5 V menee Arduino -kortille. Joten yhdistämme PCB ja Arduino onnistuneesti vahingoittamatta Arduinoa. Menettely on esitetty alla.

Levitä virtausta Arduino -sulakkeeseen

Irrota sulake turvallisesti kuumailmapistoolilla ja pinseteillä

Kuori piirilevyn tulo-, lähtöjohdot ja juota sen pää

Liitä tulon ja lähdön (PCB) maadoitus (-ve) USB-rungon maadoitukseen juotosraudalla (katso kuvat)

Kytke sisääntulo +ve (PCB) sulakkeen juotoslevyyn, joka on lähellä USB: tä (katso kuvat)

Kytke lähtö 5V +ve (PCB) toiseen sulakejuotoslevyyn kaukana USB: stä (katso kuvat)

Tarkista napaisuus ja liitäntä uudelleen

Vaihe 19: Arduinon asettaminen

Viimeinen osa, jota emme asentaneet, on Arduino. Tässä vaiheessa asennamme Arduinon tähän laatikkoon. Ennen kuin kiinnität Arduinon laatikkoon, otamme muovilevyn ja leikataan muovilaatikkoon sopiva pala. Aseta ensin muovilevy ja aseta sitten Arduino sen yläpuolelle. Tämä johtuu siitä, että valmistamamme piirilevy sijaitsee alla, joten PCB: n ja Arduinon välillä on oltava eristävä eristys. Muussa tapauksessa se aiheuttaa oikosulun PCB: n ja Arduino-levyn välillä. Muovilevy on suojattu oikosululta. Valmiit kuvat, jotka on esitetty yllä. Kytke nyt virtalähde päälle ja tarkista, toimiiko se vai ei.

Vaihe 20: Yläkappaleen asentaminen

Tässä liitämme viimeisen muovikappaleen, eli yläosan. Kaikki muut kappaleet on liimattu yhteen, mutta tässä päällinen kiinnitetään ruuveilla. Koska huoltoa varten tarvitsimme pääsyä piirilevyihin. Joten aion asentaa yläosan ruuveilla. Joten tein ensin reiät neljälle puolelle poralla, jossa oli pieniä poranteriä. Kierrä se sitten ruuvimeisselillä pienillä ruuveilla. Asenna kaikki neljä ruuvia tällä menetelmällä. Nyt teimme melkein kaikki työt. Loput työstämme ovat kannettavan laboratorion kauneuden lisääminen. Koska nyt kotelon ulkoasu ei ole hyvä. Joten seuraavissa vaiheissa lisäämme joitain taideteoksia kauneuden parantamiseksi. OK.

Vaihe 21: Levitä tarroja 4 puolelle

Muovikotelomme ei näytä hyvältä. Joten lisäämme siihen värillisiä muovitarroja. Käytän ohuita tarroja, joita käytetään ajoneuvoissa. Käytän ensin tuhkanvärisiä tarroja neljälle puolelle. Tarkista mitat ensin viivaimella ja leikkaa sitten tarvittavat reiät kytkimelle, LED -valolle ja USB: lle. Kiinnitä se sitten muovikotelon sivuseiniin. Kaikki tarvittavat kuvat on esitetty yllä.

Vaihe 22: Levitä tarroja ylä- ja alapuolelle

Kiinnitä tässä vaiheessa tarrat ylä- ja alapuolelle. Käytän tätä varten mustia tarroja. Piirrä ensin ylä- ja alapuolen mitat ja luo sitten reiät yläporteille ja kiinnitä se sitten ylä- ja alapuolelle. Nyt uskon, että sillä on melko kunnollinen ulkonäkö. Valitset lempivärisi. OK.

Vaihe 23: Jotkut taideteokset

Tässä vaiheessa käytän joitain taideteoksia kauneuden lisäämiseksi. Lisään ensin keltaisia muoviliuskoja I/O -portin sivujen läpi. Sitten lisäsin pienet siniset nauhat kaikkien sivureunojen läpi. Sitten tein sinisiä pyöreitä kappaleita paperin lävistyskoneella ja se lisäsi yläpuolelle. Nyt taideteokseni on valmis. Yrität tehdä parempaa kuin minä. OK.

Vaihe 24: Käytä Arduino -symbolia

Tämä on "Portable Arduino Lab" -projektimme viimeinen vaihe. Tässä tein Arduinon symbolin käyttämällä samaa sinistä tarramateriaalia. Fist Piirrän tarraan Arduino -symbolin ja leikkaan sen saksilla. Sitten kiinnitän sen yläpuolen keskelle. Nyt se näyttää erittäin kauniilta. Saimme projektimme päätökseen. Kaikki kuvat näkyvät yllä.

Vaihe 25: Valmis tuote

Yllä olevat kuvat esittävät lopputuotteeni. Tämä on erittäin hyödyllistä kaikille, jotka pitävät Arduinosta. Pidän siitä kovasti. Tämä on upea tuote. Mitä mieltä olette? Ole hyvä ja kommentoi minua.

Jos pidät siitä, tue minua.

Lisätietoja piiristä Käy BLOG -sivulla. Linkki alla.

0creativeengineering0.blogspot.com/

Lisää mielenkiintoisia projekteja löydät YouTube-, Instructables- ja Blog -sivuiltani.

Kiitos vierailustani projektisivullani.

Hei hei. Nähdään taas……..