Tee mukautettu Arduino -testipenkki Wirewrappingin avulla: 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Tämä ohjekirja näyttää sinulle helpon tavan yhdistää Arduino Nano eri PCB -murtolevyihin. Tämä projekti syntyi etsiessäni tehokasta, mutta tuhoamatonta tapaa yhdistää useita moduuleja.

Minulla oli viisi moduulia, jotka halusin yhdistää toisiinsa:

• Arduino
• Haoyu Electronicsin 5 tuuman 800x480 graafinen LCD-kosketusnäyttö
• SD -kortinlukija
• Reaaliaikainen kello DS1302
• MAX485 RS-485/RS-422 -lähetin-vastaanotin

Kosketusnäyttöä ja reaaliaikaisia kellomoduuleja oli aiemmin käytetty Dali Clock- ja Rainbow Synthesizer -projekteissani, mutta nämä prototyypit oli tehty leipälevylle ja purettu, jotta tilaa uusille projekteille.

Minulle tuli selväksi, että kun nämä kaikki moduulit ovat yhdessä pysyvässä asennossa, voisin käyttää enemmän aikaa ohjelmiston kirjoittamiseen ja vähemmän aikaa asioiden liittämiseen leipälautaan. Samaan aikaan en halunnut juottaa mitään pysyvästi yhteen, jotta voisin säilyttää moduulit tulevaa käyttöä varten.

Tämä opastettava opas osoittaa, kuinka laitoin kaiken yhteen käyttämällä langankäärintää.

Vaihe 1: Yhteyksien suunnittelu

Ensimmäinen askeleeni oli kartoittaa, miten kaikki moduulit liitetään yhteen Arduino Nanon käytettävissä oleviin nastoihin. Näyttö ja SD -kortti ovat molemmat SPI -moduuleja. SPI on väylä, joten CLK-, MISO- ja MOSI -linjat voidaan ketjuttaa moduuleihin, jotka tarvitsevat sitä yhdessä virran kanssa. Kukin vaatisi kuitenkin oman CS (Chip Select) -tapinsa.

Päätin laittaa RTC -moduulin omille nastoilleen, koska aikaisemmat kokeet olivat osoittaneet, että se ei ollut aivan SPI -yhteensopiva. Lähetinvastaanotinmoduulit tarvitsivat myös omat nastansa.

Kun olin kartoittanut kaiken, huomasin sen näyttävän tältä:

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

Nastat 0 ja 1 ovat USB-liitännän käytössä, joten ne eivät ole sallittuja. Digitaaliset nastat 3, 5, 18 ja 19 pysyivät vapaina, samoin kuin analogiset tulot A4 - A7, mikä mahdollistaa laajennuksen tulevaisuudessa.

Vaihe 2: Ongelma hyppyjohtimissa ja lankakäärössä ratkaisuna

Aluksi olin yrittänyt yhdistää kaiken lyhyillä mukautetuilla puristetuilla Y -kaapeleilla. Puristimet ja liittimet on kuitenkin suunniteltu vain yhdelle johdolle kerrallaan. Useiden johtojen kaataminen yhteen koteloon oli vaikeaa ja johti hauraisiin liitoksiin, jotka eivät kestäneet kauan. Puristusprosessi ei ollut pelkästään aikaa vievää, vaan liittimet työskentelivät käytön jälkeen todennäköisesti irrallaan tapista, mikä lisäsi hukkaan kuluvaa aikaa ajoittaisten vikojen jäljittämisessä.

Olin aina halunnut kokeilla langan käärimistä, joten ajattelin, että tämä oli hyvä tilaisuus tehdä niin. Tutkimuksen jälkeen ostin eBaysta WSU-30 M -työkalun, joitakin erittäin pitkiä 19 mm: n pituisia yksirivisiä otsikoita ja 30 AWG-langankäärintälankaa.

Langankäärityksellä on tekniikkana pitkä historia. Se oli suosittu tapa tehdä digitaalisia tietokoneita 60-, 70- ja 80 -luvulla, ja sitä käytettiin usein puhelinkeskuksissa. Vaikka lankakäärintä on vanhentunut massatuotetuilla piirilevyillä, sillä on seuraavat edut harrastajalle:

• Se on halpaa ja nopeaa
• Se on helppo levittää ja poistaa puhtaasti
• Se toimii tapin otsikoiden kanssa, jotka on juotettu moniin katkaisulaudoihin
• Se muodostaa pitkän ja luotettavan yhteyden
• Se mahdollistaa useita yhteyksiä jokaiseen pisteeseen ja siitä (kun käytetään pitkiä otsikoita)

Vaihe 3: Arduino Nanon valmistelu

Seuraava askel oli Arduino Nanon valmistelu. Minulla oli Arduino Nano ilman otsikoita, mikä osoittautui käteväksi, koska halusin juottaa erityisen pitkät otsikkotapit yläpuolelle, jotta voisin nähdä tarrat langan käärimisen aikana.

Juotin myös erittäin pitkiä otsikoita näyttöpaneelin mukana toimitettuun pieneen katkaisulautaan.

Lähetin -vastaanotinmoduulin ruuviliittimet olivat otsikoiden vastakkaisella puolella, joten irrotin ne ja irrotin ne samalle puolelle kuin otsikot.

Muilla levyillä oli lyhyet otsikot jo juotettuina oikealle puolelle, joten pidin ne sellaisinaan.

Vaihe 4: Lokeron suunnittelu

Halusin pystyä asentamaan kaiken elektroniikan LCD -jalustan takaosaan, jonka olin luonut Dali Clock -ohjeelleni, joten mallinnin jotain OpenSCADissa. Tein leikkauksia erilaisiin levyihin, jotka halusin asentaa.

Kun olen tulostanut lokeron, liimasin kaikki moduulit paikoilleen.

Vaihe 5: Wirewrapping -prosessi

Lankakäärintäprosessi koostuu neljästä vaiheesta: mittaus, leikkaus, irrotus ja kääriminen.

Mittaan tarpeeksi lankaa, joka kattaa kaksi pistettä, jotka haluan yhdistää, sekä ylimääräinen tuuma kummassakin päässä käärimiseksi. Sitten irrotan 1 tuuman eristyksen kummastakin päästä ja käytä työkalua käärimään lanka pylvääseen.

Seuraava on juuri käyttämäni tekniikka, jonka näet esittelyvideostani:

• Mittaan kahden yhdistettävän pisteen välisen alueen
• Merkitse haluamasi pituus sormillani ja lisää sitten viivaimella kaksi tuumaa
• Katkaisin langan pituuteen
• Mittaan 1 ja 1/4 tuumaa päästä
• Työnnä sitten pää käärintälaitteen reikään
• Vedän langan alas leikkuuterän rakoon
• Vedin langan toisesta päästä irrottaen paljaan tuuman langan
• Toistan prosessin langan toiselle puolelle

Kun lanka on riisuttu molemmista päistä, työnnän paljaan langan pään langan käärintälaitteen tynnyriin niin, että kuorittu osa tulee ulos sivussa olevasta lovesta. Työnnän sitten kärjen alas pylväälle ja käännän sitä muutaman kierroksen pitäen työkalua löysästi, jotta se voi nousta ylös tuulen aikana.

Hyvä yhteys jättää pylvääseen noin 7 kierrosta lankaa. Jos käännökset on pinottu päällekkäin, älä paina työkalua alas niin voimakkaasti!

PÄIVITTÄMINEN: Useat teistä ovat sanoneet, että eristyksen tulisi kiertyä pylvään ympärille venymisen helpottamiseksi. Olen lisännyt kaksi kuvaa eron osoittamiseksi.

Vaihe 6: Langan kääriminen koko levylle

Tämä näyttää levyn sen jälkeen, kun olen käärinyt kaikki liitännät. Tein muutamia virheitä matkan varrella, mutta ne oli helppo kumota leikkaamalla johdot ja käyttämällä pinsettejä purkamaan päät pylväistä.

Ehdotan, että teet sen osa kerrallaan ja tarkistat työsi monimetrillä tai käynnistämällä ja testaamalla jokaisen komponentin. Sen korjaaminen on paljon vaikeampaa, kun johtoja on useita kerroksia.

Valmis tuotteeni näyttää hieman sotkuiselta, mutta jos haluat, voit olla hieman varovaisempi reitityksen suhteen tai käyttää eri värejä pitääksesi asiat selkeinä.

Vaikka se ei näytä kauniilta, se on paljon vankempi kuin leipälauta! Mutta suuri bonus on, että jos haluat milloin tahansa purkaa sen erilleen, voit tehdä sen helposti vahingoittamatta Arduino Nano -laitetta tai yksittäisten taulujen nastojen otsikoita!

Vaihe 7: Yhteensopivat projektit

Valmiiden alusten avulla voit toteuttaa nämä projektit:

• 80 -luvun tyylisulava digitaalikello
• Valaistu sateenkaaripiano Arduinolla (vaatii ulkoisia komponentteja)