Arduino Learner Kit (avoin lähdekoodi): 7 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Jos olet aloittelija Arduino Worldissa ja aiot oppia Arduinoa, sinulla on käytännön kokemusta tästä ohjeesta ja tästä sarjasta. Tämä sarja on myös hyvä valinta opettajille, jotka haluavat opettaa Arduinoa oppilailleen helposti.

Jos haluat oppia Arduinoa, sinun tulee sisällyttää seuraavat aiheet:

Digitaalinen lähtö:

• Useiden LEDien ohjaaminen Arduinolla
• Äänen luominen summerilla

Digitaalinen tulo:

• Liitäntäpainikkeiden kytkin Arduinolla
• Liitäntä DHT11 -anturiin Arduinon avulla

Analoginen tulo:

• Analogisten tietojen lukeminen potentiometristä
• Liitäntä LM35 -lämpötila -anturiin Arduinolla

Analoginen lähtö (käyttäen PWM):

Useiden värien luominen RGB -LED -valon avulla

SPI -viestintä:

• Liitäntä 74HC595 -siirtorekisteri Arduinon kanssa
• Liitäntä MAX7219CNG Arduinolla DOT -matriisinäytön tai usean seitsemän segmentin näytön käyttämiseen vain 3 Arduino -nastaa käyttäen.

I2C -viestintä:

Päivämäärän ja ajan lukeminen reaaliaikaisesta kellosta DS1307

UART -viestintä:

Liitäntä GROVE GPS: ään ja Bluetooth -moduuliin Arduinon kanssa

Näytön liitäntä:

Ajaminen 16 X 2 merkin LCD -näyttö Arduinolla

Multipleksointi:

Useiden seitsemän segmentin näytön käyttäminen käyttäen vähimmäismäärää Arduino -nastoja

Ihmettelet tietää, että sarja on suunniteltu kokeilemaan kaikkia edellä mainittuja aiheita. Joten se voi olla ihanteellinen oppijapaketti Arduino -ohjelmoinnin oppimiseen

[Sarja sisältää 6 vihreää LEDiä, 1 RGB -LEDin, 1 potentiometrin, 1 LM35 -anturin, 1 DHT11 -anturin, 4 painikekytkimen, 4 seitsemän segmentin näyttöä, 1 8X8 -pistematriisinäytön, 1 MAX7219CNG -IC, 1 74HC595 -siirtorekisterin, 1 summerin, 1 16X2 LCD -näyttö, 1 DS1307 RTC, 3 Grove -yleisliitin.]

Ei enää erillistä kilpiä tai moduulia, ei enää inhottavaa johdotusta Arduinon oppimisen tapaan

Katso demovideo:

Vaihe 1: Materiaaliluettelo (BOM)

Sarjan valmistukseen tarvitaan seuraavat osat:

Sl. Ei.	Komponentin nimi	Määrä	Mistä ostaa
1.	Arduino Nano	1	gearbest.com
2.	16 X 2 merkin LCD	1	gearbest.com
3.	32 mm: n 8 X 8 yksivärinen pistematriisinäyttö	1	gearbest.com
4.	0,56 tuuman 4 -numeroinen seitsemän segmentin näyttö (CC)	1	aliexpress.com
5.	DHT11 lämpötila- ja kosteusanturi	1	gearbest.com
7.	LM35 Lämpötila -anturi	1	aliexpress.com
8.	5mm LED	6
9.	10K potentiometri	1	aliexpress.com
10.	5K leikkuupannu	1
11.	MAX7219 LED -ohjaimen IC	1	aliexpress.com
12.	74HC595 Siirtorekisterin IC	1	aliexpress.com
13.	DS1307 RTC IC	1	aliexpress.com
14.	BC547 Yleiskäyttöinen NPN -transistori	4
15.	LM7805 5V lineaarinen säädin IC	1
16.	6 mm kosketusnäppäin	4
17.	RGB LED (Piranha) Yhteinen anodi	1
18.	5 V pietsosummeri	1
19.	CR2032 -nappiparisto	1
20.	4 Ota yhteys DIP -kytkimeen	1
21.	16 -nastainen IC -alusta	1
22.	8 -nastainen IC -alusta	1
23.	24 -nastainen IC -alusta	1
24.	Yleinen Grove -liitin	3
25.	CR2032 -paristopidike	3
26.	Naarasliitin otsikko	4
27.	Uros nasta otsikko	1
28.	220 ohmin vastus	20
29.	4.7K vastus	6
30.	100 ohmin vastus	1
31.	10K ohmin vastus	5
32.	4,5 x 5 tuuman kaksipuolinen kuparipäällysteinen levy	1	gearbest.com

Seuraavia työkaluja tarvitaan:

Sl. Ei.	Työkalut Nimi	Määrä	Mistä ostaa
1.	Juotosasema	1	gearbest.com
2.	Digitaalinen yleismittari	1	gearbest.com
3.	PCB Claw	1	gearbest.com
4.	Lankaleikkuri	1	gearbest.com
5.	Juotteenpoisto imupumppu	1	gearbest.com

Vaihe 2: Kaavion suunnittelu

Tämä on tärkein vaihe sarjan valmistuksessa. Koko piirilevy ja piirilevyrakenne on suunniteltu käyttämällä Eagle cad. Teen kaavamaisen osan osittain niin, että se on helposti ymmärrettävä ja että voit muokata sitä helposti tarpeidesi mukaan.

Tässä osassa selitän jokaisen osan erikseen.

LCD -liitäntä

Tässä osassa selitän, kuinka nestekidenäyttö (nestekidenäyttö) liitetään Arduino -korttiin. Tällaiset nestekidenäytöt ovat erittäin suosittuja ja niitä käytetään laajasti elektroniikkaprojekteissa, koska ne ovat hyviä näyttämään tietoja, kuten projektisi antureiden tiedot, ja ne ovat myös erittäin halpoja.

Siinä on 16 nastaa ja ensimmäinen vasemmalta oikealle on maadoitustappi. Toinen nasta on VCC, johon liitämme 5 voltin nastan Arduino Boardilla. Seuraavaksi on Vo -nasta, johon voimme kiinnittää potentiometrin näytön kontrastin säätämiseksi.

Seuraavaksi RS -pin- tai rekisterinvalintanasta käytetään valitsemaan, lähetämmekö komennot vai tiedot nestekidenäyttöön. Jos esimerkiksi RS -nasta on asetettu matalaan tilaan tai nollavolttiin, lähetämme LCD -näyttöön komentoja, kuten: aseta kohdistin tiettyyn paikkaan, tyhjennä näyttö, sammuta näyttö ja niin edelleen. Ja kun RS -nasta on asetettu korkeaan tilaan tai 5 volttiin, lähetämme tietoja tai merkkejä nestekidenäyttöön.

Seuraavaksi tulee R / W -nasta, joka valitsee tilan, luemme tai kirjoitamme nestekidenäytölle. Tässä kirjoitustila on ilmeinen ja sitä käytetään komentojen ja tietojen kirjoittamiseen tai lähettämiseen nestekidenäyttöön. LCD -näyttö käyttää lukutilaa suorittaessaan ohjelmaa, josta meidän ei tarvitse keskustella tässä opetusohjelmassa.

Seuraavaksi on E -nasta, joka mahdollistaa kirjoittamisen rekistereihin, tai seuraavat 8 datanappia D0: sta D7: een. Joten tämän nastojen kautta lähetämme 8 -bittiset tiedot kirjoittaessamme rekistereihin tai esimerkiksi jos haluamme nähdä jälkimmäisen ison kirjaimen A näytöllä, lähetämme 0100 0001 ASCII -taulukon mukaisiin rekistereihin.

Ja kaksi viimeistä nastaa A ja K tai anodi ja katodi ovat LED -taustavaloa varten. Loppujen lopuksi meidän ei tarvitse huolehtia LCD -näytön toiminnasta, koska nestekristallikirjasto huolehtii melkein kaikesta. Arduinon viralliselta verkkosivustolta löydät ja näet kirjaston toiminnot, jotka mahdollistavat LCD -näytön helpon käytön. Voimme käyttää kirjastoa 4- tai 8-bittisessä tilassa. Tässä sarjassa käytämme sitä 4-bittisessä tilassa tai käytämme vain neljää 8: sta datanastasta.

Joten yllä olevasta selityksestä piirikytkentä on ilmeinen. Tarra -LCD tuli käyttökytkimestä, jonka kautta nestekidenäyttö voidaan ottaa käyttöön tai poistaa käytöstä. Anoditappi on kytketty 220 ohmin vastuksen kautta suojaamaan taustavalon lediä palamiselta. Vaihteleva jännite syötetään nestekidenäytön VO -napaan 10K -potentiometrin kautta. R/W -nasta on kytketty maahan, kun kirjoitamme vain nestekidenäyttöön. Arduinon tietojen näyttämiseksi meidän on yhdistettävä RS-, E-, DB4-DB7-nastat Arduinoon, koska nämä nastat on kytketty 6-nastaiseen liittimeen.

Seitsemän segmentin näytön liitäntä

Seitsemän segmentin näyttö (SSD) tai seitsemän segmentin ilmaisin on elektronisen näyttölaitteen muoto desimaalilukujen näyttämiseksi, joka on vaihtoehto monimutkaisemmille pistematriisinäytöille. Seitsemän segmentin näyttöjä käytetään laajalti digitaalisissa kelloissa, elektronisissa mittareissa, peruslaskimissa ja muissa elektronisissa laitteissa, jotka näyttävät numeerista tietoa.

Tässä sarjassa käytin nelinumeroista 7 segmentin näyttöä ja multipleksointitekniikkaa käytetään näytön ohjaamiseen. Nelinumeroisessa 7-segmenttisessä LED-näytössä on 12 nastaa. 8 nastaa on tarkoitettu 8 LEDille kussakin 7 segmenttinäytössä, jotka sisältävät A-G ja DP (desimaalipiste). Muut 4 nastaa edustavat kutakin D1-D4: n 4 numeroa.

Jokainen näyttömoduulin segmentti on multipleksoitu, eli sillä on samat anodiliitäntäpisteet. Ja jokaisella moduulin neljällä numerolla on oma yhteinen katodiliitäntäpiste. Tämä mahdollistaa jokaisen numeron kytkemisen päälle tai pois päältä itsenäisesti. Lisäksi tämä multipleksointitekniikka muuttaa näytön ohjaamiseen tarvittavan valtavan määrän mikrokontrollereita vain yksitoista tai kaksitoista (kolmenkymmenen kahden sijaan)!

Kanavointi on yksinkertaista - näytä numero kerrallaan näyttöyksikössä ja vaihda näyttöyksiköiden välillä erittäin nopeasti. Näön pysyvyyden vuoksi ihmissilmä ei voi erottaa, mikä näyttö on päällä/pois. Ihmissilmä vain visualisoi kaikkien neljän näyttöyksikön olevan päällä koko ajan. Oletetaan, että meidän on näytettävä 1234. Ensin kytketään päälle "1": n kannalta tärkeät segmentit ja kytketään päälle ensimmäinen näyttöyksikkö. Sitten lähetämme signaaleja näyttämään”2”, sammutamme ensimmäisen näyttöyksikön ja kytkemme päälle toisen näyttöyksikön. Toistamme tämän prosessin seuraaville kahdelle numerolle, ja näyttöyksiköiden välillä on vaihdettava erittäin nopeasti (noin sekunnin viiveellä). Koska silmämme eivät pysty valitsemaan muutosta, joka tapahtuu toistuvasti mihin tahansa kohteeseen yhden sekunnin kuluessa, näemme 1234 näytöllä samanaikaisesti.

Joten yhdistämällä tavallisten katodien numerot maahan kontrolloimme, mikä numero kytketään päälle. Jokainen Arduino -nasta voi tyhjentää (vastaanottaa) enintään 40 mA virran. Jos kaikki yhden numeron segmentit ovat käytössä, 20 × 8 = 160 mA on liikaa, joten emme voi yhdistää tavallisia katodeja suoraan Arduino -portteihin. Siksi olen käyttänyt BC547 NPN -transistoreita kytkiminä. Transistori on päällä, kun pohjaan syötetään positiivinen jännite. Virran rajoittamiseksi käytin 4,7K -vastusta transistorin pohjaan.

DS1307 RTC -liitäntä

Kuten nimestä voi päätellä, reaaliaikaista kelloa käytetään pitämään kirjaamaton aika ja näyttämään aika. Sitä käytetään monissa digitaalisissa elektronisissa laitteissa, kuten tietokoneissa, elektronisissa kelloissa, päivämäärän kirjaajissa ja tilanteissa, joissa sinun on seurattava aikaa. Yksi reaaliaikaisen kellon suurista eduista on, että se pitää kirjaa myös ajasta, vaikka virtalähdettä ei ole saatavilla. Nyt kysymys kuuluu, kuinka reaaliaikaisen kellon kaltainen elektroniikkalaite voi toimia ilman virtalähdettä. Koska sen sisällä on pieni noin 3-5 voltin virtakenno, joka voi toimia vuosia. Koska reaaliaikainen kello kuluttaa vähimmäisvirran. Markkinoilla on monia integroituja piirejä, joita käytetään reaaliaikaisen kellon valmistamiseen lisäämällä tarvittavat elektroniset komponentit. Mutta sarjassa käytin DS1307 reaaliaikaista kelloa IC.

DS1307 on reaaliaikaisen kellon IC, jota käytetään laskemaan sekunteja, minuutteja, tunteja, päiviä, kuukausia milloin tahansa. Arduino luki ajan ja päivämäärän arvot DS1307: sta käyttäen I2C -yhteyskäytäntöä. Siinä on myös ominaisuus pitää kirjaa tarkasta ajasta sähkökatkon sattuessa. Se on 8 -bittinen IC. Sitä käytetään reaaliaikaisen kellon valmistamiseen joidenkin muiden elektronisten komponenttien avulla. DS1307 -nastan kokoonpano on annettu alla:

Nasta numero yksi ja kaksi (X1, X2) käytetään kideoskillaattorissa. Kideoskillaattorin arvo, jota yleensä käytetään DS1307: n kanssa, on 32,768k Hz. Nasta kolmea käytetään akun varmuuskopiointiin. Sen arvon tulisi olla 3-5 voltin välillä. yli 5 voltin jännite voi polttaa DS1307 pysyvästi. Yleensä nappiparistoa käytetään ajan seurantaan DS1307: n sähkökatkon sattuessa. Virran saamisen jälkeen DS1307 näyttää oikean ajan vara -akun takia. Nastat 4 ja 8 on tarkoitettu virtalähteelle. Nastaja 5 ja 6 käytetään kommunikoimaan muiden laitteiden kanssa I2C -yhteyskäytännön avulla. Nasta 5 on sarjatiedon nasta (SDA) ja nasta 6 on sarjakello (SCL). Molemmat nastat ovat avoimia tyhjennyksiä ja vaativat ulkoisen vetovastuksen. Jos et tiedä I2C -viestinnästä, suosittelen, että opit siitä. Nasta 7 SWQ/OUT Square Wave/Output Driver. Kun SQWE-bitti on käytössä, SQWE/OUT-nasta antaa yhden neljästä neliöaaltotaajuudesta (1 Hz, 4 kHz, 8 kHz, 32 kHz). SQW/OUT-tappi on avoin tyhjennys ja vaatii ulkoisen vetovastuksen. SQW/OUT toimii joko VCC: llä tai VBAT: llä. LED ja 220 ohmin sarjavastus, joka on kytketty VCC: hen, tuottaa 1 HZ: n vilkkumisen. Tämä on hyvä tapa kertoa, toimiiko kellosiru.

74HC595 Vaihtorekisteriliitäntä

74HC595 on hyödyllinen, jos huomaat tarvitsevasi enemmän lähtöjä kuin mitä mikrokontrollerissasi on käytettävissä; On aika miettiä sarjasiirtorekisterin käyttöä, kuten tätä sirua.

Käyttämällä muutamia olemassa olevia mikrokontrollerilähtöjä voit lisätä useita 595: tä ulostulojen laajentamiseen 8: n kerrannaisina; 8 lähtöä / 595. Kun lisäät 595 sekuntia, et käytä enää olemassa olevia mikrokontrollerin lähtöliittimiä.

74HC595 on sarja-rinnakkais-siirtorekisteri tai SIPO (Serial In Parallel Out) -laite, joka lisää mikro-ohjaimesi lähtöjen määrää. Se on yksinkertaisesti muistilaite, joka tallentaa peräkkäin kaikki sille välitetyt databitit. Lähetät sille dataa esittämällä databitin datatulossa ja toimittamalla kellosignaalin kellotulolle. Jokaisella kellosignaalilla data siirretään d-tyypin ketjua pitkin-kunkin d-tyypin lähtö syötetään seuraavan tuloon.

74HC595: stä alkaen nastat 16 (VCC) ja 10 (SRCLR) on kytkettävä 5 V: iin ja nastat 8 (GND) ja 13 (OE) maadoitukseen. Tämän pitäisi pitää IC normaalissa toimintatilassa. Nastat 11, 12 ja 14 on liitettävä kolmeen Arduinon digitaaliseen nastaan tietojen siirtämiseksi IC: lle Arduinosta.

Pistematriisi ja MAX7219CNG -liitäntä

Pistematriisi on kaksiulotteinen kuvioitu LED -ryhmä, jota käytetään edustamaan merkkejä, symboleja ja kuvia. Lähes kaikki nykyaikaiset näyttötekniikat käyttävät pistematriiseja, kuten matkapuhelimia, televisiota jne. Jos olet henkilö, joka rakastaa leikkimistä LED -valojen kanssa, pistematriisinäyttö on sinua varten.

Tyypillisessä 8x8 pistematriisiyksikössä on 64 LEDiä, jotka on järjestetty tasoon. Voit päästä käsiksi kahden tyyppisiin piste matriiseihin. Yksi, joka on tavallinen yksittäinen matriisi, jossa on 16 nastaa taulukon rivien ja sarakkeiden ohjaamiseen. Tämä käyttää paljon johtoja ja asiat voivat muuttua paljon sotkuisemmiksi.

Näiden asioiden yksinkertaistamiseksi se on saatavana myös integroituna MAX7219 -ohjaimeen, jossa on 24 nastaa. Lopuksi sinulla on viisi nastaa I/O -liitäntään, mikä helpottaa työtäsi huomattavasti. 7219: ssä on 16 lähtölinjaa, jotka käyttävät 64 yksittäistä LEDiä. Näön pysyvyyttä hyödynnetään siten, että LEDit näyttävät palavan koko ajan, vaikka ne eivät todellisuudessa ole. Voit myös ohjata LEDien kirkkautta koodin avulla.

Tämä pieni IC on 16 -bittinen sarjasiirtorekisteri. Ensimmäiset 8 bittiä määrittävät komennon ja loput 8 bittiä käytetään komennon tietojen määrittämiseen. Lyhyesti sanottuna MAX7219: n toiminta voidaan tiivistää seuraavasti: Tiedämme, että silmämme muistavat salaman noin 20 ms. Kuljettaja vilkuttaa LED -valoja yli 20 ms: n nopeudella, mikä saa meidät tuntemaan, että valo ei koskaan sammu. Tällä tavalla 16 nastaa ohjaavat 64 LEDiä.

Moduulin VCC ja GND menevät Arduinon 5V- ja GND -nastoille ja kolme muuta nastaa, DIN, CLK ja CS, mihin tahansa Arduino -kortin digitaaliseen nastaan. Jos haluamme liittää useamman kuin yhden moduulin, liitämme vain edellisen katkaisukortin ulostulonapit uuden moduulin tulonappeihin. Itse asiassa nämä nastat ovat kaikki samat paitsi, että edellisen levyn DOUT -nasta menee uuden levyn DIN -nastaan.

Vaihe 3: Piirilevyn ulkoasun suunnittelu (PCB)

Jos haluat tehdä suunnittelustasi houkuttelevamman, piirilevyt ovat seuraava askel. Piirilevyjen avulla voimme välttää yleisiä ongelmia, kuten kohinaa, vääristymiä, epätäydellisiä kontakteja jne. Lisäksi, jos haluat mennä kaupalliseen muotoiluun, sinun on käytettävä asianmukaista piirilevyä.

Mutta monien ihmisten, erityisesti aloittelijoiden, on vaikea suunnitella piirilevyjä, koska he kokevat sen työlääksi ja vaativat äärimmäistä tietämystä piirilevyjen suunnittelusta. Piirilevyjen suunnittelu on todella yksinkertaista (kyllä, se vaatii jonkin verran harjoittelua ja ponnisteluja).

Huomaa, että kaavion tehtävä on vain määritellä osat ja niiden väliset yhteydet. Vain hallituksen asettelussa on väliä, minne osat fyysisesti menevät. Kaavioissa osat on asetettu paikkaan, jossa ne ovat sähköisesti järkeviä, taulukoille ne on asetettu paikkaan, jossa ne ovat fyysisesti järkeviä, joten kaavion osan vieressä oleva vastus voi päätyä mahdollisimman kauas kyseisestä osasta hallituksessa.

Yleensä kun asetat levyn, asetat ensin osat, jotka on asetettu paikkoihin, joihin niiden on mentävä, kuten liittimet. Ryhmittele sitten kaikki loogisesti järkevät osat yhteen ja siirrä näitä klustereita niin, että ne muodostavat pienimmän määrän ylitettyjä reitittämättömiä viivoja. Siitä lähtien laajenna klustereita siirtämällä kaikki osat riittävän kauas toisistaan, jotta ne eivät riko suunnittelusääntöjä ja niissä on vähintään reitittämättömät jäljet.

Piirilevyissä yksi asia on, että niillä on kaksi puolta. Maksat kuitenkin tyypillisesti käyttämästäsi kerroksesta, ja jos teet tämän levyn kotona, saatat pystyä tekemään luotettavasti vain yksipuolisia levyjä. Reikäosien juottamisen logistiikan vuoksi tämä tarkoittaa, että haluamme käyttää piirilevyn pohjaa. Käytä Peili-komentoa ja napsauta pinta-asennettavia osia vaihtaaksesi ne pohjakerrokseen. Saatat joutua käyttämään Kierto- tai Siirrä -komentoa korjataksesi osien suunnan. Kun olet määrittänyt kaikki osat, suorita Ratsnest -komento. Ratsnest laskee uudelleen kaikkien reitittämättömien johtimien (ilmajohdot) lyhyimmän polun, jonka pitäisi poistaa ruudulla oleva sotku kohtuullisella määrällä.

Piirilevyn suunnittelun jälkeen sinun on tulostettava malli. Vaikka Internetissä on paljon opetusohjelmia, laadukkaan PCB: n tekeminen käsin on suuri haaste. Tässä projektissa käytetty PCB on tulostettu JLCPCB: stä. Tulostuslaatu on erittäin hyvä. Sain 12 lautaa, kaikki kauniisti tyhjiötiivistettyjä ja kuplapäällysteisiä. kaikki näyttää hyvältä, tarkat toleranssit juotosmaskilla, selkeä luonne silkkipainolla. Lisäsin Graber -tiedoston ja voit lähettää sen suoraan JLCPCB: hen saadaksesi laadukkaan tulostetun PCB: n.

JLCPCB valmistaa 5 kpl PCB -levyjä, joiden enimmäiskoko on 10 cm x 10 cm, vain 2 dollarilla. Tämä on halvin hinta, jonka olemme koskaan nähneet. Myös toimitusmaksu on alhainen verrattuna muihin yrityksiin.

Jos haluat tilata, käy JLCPCB: n verkkosivustolla. Kotisivulla näkyy tarjouslaskin, joka vie sinut tilaussivulle. Syötä tarjouslaskimeen yksinkertaisesti piirilevyn koko, määrä, kerrokset ja paksuus.

Lainaussivulla on erinomainen oletusasetus aloittelijoille, jotka eivät ymmärrä kaikkia piirilevyjen valmistusehtoja ja -standardeja. Esimerkiksi termit kuten pintakäsittely, kultaiset sormet, materiaalitiedot jne. Voivat olla harrastajille hämmentäviä, joten voit vain välttää näitä asetuksia. Oletusasetus on kaikki hyvä. Jos haluat tietää näiden termien merkityksen ja haluat selvittää, mikä merkitys niillä on piirilevyissäsi, voit napsauttaa termien yläpuolella olevaa kysymysmerkkiä.

Esimerkiksi JLCPCB on selittänyt käsitteen Gold Fingers, materiaalitiedot jne. Jos olet aloittelija, sinun on vain määritettävä PCB -mitat, kerrokset, väri, paksuus ja tarvitsemasi määrä. Muut oletusasetukset voidaan säilyttää sellaisina kuin ne ovat.

Voit oppia lisää tästä ohjeesta.

Vaihe 4: Juotos (vastus, nastan otsikko ja IC -pohja)

Juotos on yksi keskeisimmistä taidoista, joita tarvitaan elektroniikan maailmassa. Nämä kaksi menevät yhteen kuin herneet ja porkkanat. Ja vaikka on mahdollista oppia ja rakentaa elektroniikkaa tarvitsematta nostaa juotosrautaa, huomaat pian, että tällä yksinkertaisella taidolla avataan kokonaan uusi maailma. Juotos on ainoa pysyvä tapa”kiinnittää” komponentteja piiriin. Ja perusjuotos on helppoa. Tarvitset vain juotosraudan ja jonkin verran juotetta. Kun isäni opetti minua teini -ikäisenä, muistan, että otin sen melko nopeasti.

Ennen juottamisen aloittamista tarvitset jonkin valmistelun hyvään juottamiseen.

Puhdista kärki Kun silitysrauta on kuuma, aloita kärjen puhdistaminen ja poista vanha juote. Voit käyttää märkää sientä, kuparin hankaustyynyä tai jotain vastaavaa.

Ennen kuin aloitat juottamisen, sinun on tinattava juotosraudan kärki ennen juottamisen aloittamista. Tämä tekee kärjen lämmönsiirrosta nopeampaa ja tekee juottamisesta helpompaa ja nopeampaa. Jos kärjessäsi on tinapisaroita, käytä sientä, kuparinpuhdistuslappua tai ravista se pois.

Puhdas pinta on erittäin tärkeä, jos haluat vahvan, vähän kestävän juotosliitoksen. Kaikki juotettavat pinnat on puhdistettava hyvin. Kodinhoitotuotteista, teollisuustuotteiden myymälästä tai autokorikaupasta ostetut 3M Scotch Brite -tyynyt ovat hyvä valinta, koska ne poistavat nopeasti pinnan likaisuuden, mutta eivät hankaa PCB -materiaalia. Huomaa, että haluat teollisia tyynyjä etkä puhdistusaineella/saippualla kyllästettyjä keittiön puhdistuspehmusteita. Jos levylläsi on erityisen kovia saostumia, hieno teräsvilla on hyväksyttävää, mutta ole erittäin varovainen laudoilla, joilla on tiukat toleranssit, koska hienot teräslastulevyt voivat jäädä tyynyjen väliin ja reikiin. Kun olet puhdistanut levyn kiiltäväksi kupariksi, voit puhdistaa mahdolliset jäljellä olevat puhdistustyynyn osat ja poistaa kemialliset epäpuhtaudet levyn pinnalta liuottimella, kuten asetonilla. Metyylihydraatti on toinen hyvä liuotin ja hieman vähemmän haiseva kuin asetoni. Huomaa, että molemmat liuottimet voivat poistaa mustetta, joten jos levysi on silkkipainettu, testaa kemikaalit ennen kuin lasket koko levyn alas.

Toivottavasti olet suorittanut kaikki yllä olevat muodollisuudet ja olet valmis sijoittamaan komponentit piirilevylle. Sarja on suunniteltu läpireikakomponenteille ja piirilevyllä oleville reikäkomponenteille aluksi asettamalla osa reikäänsä.

Kun komponentti ja levy on puhdistettu, olet valmis asettamaan komponentit levylle. Ellei piirisi ole yksinkertainen ja sisältää vain muutamia komponentteja, et todennäköisesti laita kaikkia komponentteja levylle ja juota niitä kerralla. Todennäköisesti juotat muutamia komponentteja kerrallaan, ennen kuin käännät levyn ympäri ja asetat lisää. Yleensä on parasta aloittaa pienimmistä ja tasaisimmista komponenteista (vastukset, IC: t, signaalidiodit jne.) Ja jatkaa sitten suurempiin komponentteihin (kondensaattorit, tehotransistorit, muuntajat) pienien osien valmistuttua. Tämä pitää levyn suhteellisen tasaisena ja tekee siitä vakaamman juottamisen aikana. On myös parasta säästää herkkiä komponentteja (MOSFETit, ei-pistorasialliset IC: t) loppuun asti, jotta vähennetään niiden vaurioitumisen mahdollisuutta muun piirin kokoamisen aikana. Taivuta johtoja tarpeen mukaan ja työnnä komponentti levyn oikeiden reikien läpi. Jos haluat pitää osan paikallaan juottamisen aikana, voit taivuttaa levyn pohjan johdot 45 asteen kulmassa. Tämä toimii hyvin osissa, joissa on pitkät johdot, kuten vastukset. Osat, joissa on lyhyet johdot, kuten IC -pistorasiat, voidaan pitää paikallaan pienellä maalarinteipillä tai voit taivuttaa johdot alas kiinnittääksesi PC -levyn tyynyihin.

Levitä hyvin pieni määrä juotetta raudan kärkeen. Tämä auttaa johtamaan lämpöä komponenttiin ja levyyn, mutta juotos ei muodosta liitosta. Liitoksen lämmittämiseksi asetat silitysraudan kärjen siten, että se lepää sekä komponenttijohtoa että levyä vasten. On tärkeää, että lämmität lyijyä ja levyä, muuten juote yksinkertaisesti yhdistyy ja kieltäytyy tarttumasta lämmittämättömään esineeseen. Pieni juotosmäärä, jonka levitit kärkeen ennen liitoksen lämmittämistä, auttaa saamaan kosketuksen levyn ja johtimen välille. Yleensä kestää sekunnin tai kaksi, ennen kuin sauma on tarpeeksi kuuma juotettavaksi, mutta suuret osat ja paksummat tyynyt/jäljet imevät enemmän lämpöä ja voivat pidentää tätä aikaa. juotin, koska ylikuumennat tyynyä ja se on vaarassa nostaa. Anna jäähtyä ja kuumenna sitten varovasti uudelleen paljon vähemmän aikaa.

Varmista aina, että käytät tarpeeksi lämpöä, muuten saatat saada "kylmäjuotosliitoksen". Tällainen juotosliitos saattaa näyttää hyvältä ilman todellista yhteyttä. Tämä voi aiheuttaa vakavaa turhautumista, kun piirisi ei toimi ja yrität selvittää miksi;) Kun katsot kylmää juotosliitosta läheltä, huomaat, että siinä on pieni rako juotteen ja tappi.

Jos olet tyytyväinen juottamiseen, katkaise komponentin johto juotosliitoksen yläpuolelta.

Juotoshetkellä noudatin kaikkia yllä olevia vinkkejä. Laitoin ensin kaikki vastukset levylle ja juotin. Sitten laitoin IC -alustan kaikille IC: lle ja juotin huolellisesti. IC -juottamiseen on järkevää käyttää IC -liitäntää. Jotkut IC: t rikkoutuvat, jos juotosraudan lämpö on liian kuumaa. Sitten juotin akkukotelon, Grove -liittimet ja nastat.

Jos haluat tietää enemmän PCB-komponentin asettamisesta ja juottamisesta, voit lukea tämän mukavan ohjeen:

Vaihe 5: Juotos (LED ja kytkin)

Kaikkien vastuksien, nastojen ja IC -pohjan juottamisen jälkeen on oikea aika juottaa LED ja kytkimet. Sarja sisältää kuusi 5 mm: n LEDiä ja kaikki on sijoitettu yhdelle riville. Sitten laitoin 4 kosketusnäppäintä.

Juotetaan ensin pienet osat. Juotosvastukset, hyppyjohtimet, diodit ja muut pienet osat, ennen kuin juotat suurempia osia, kuten kondensaattoreita ja transistoreita. Tämä helpottaa kokoonpanoa. Asenna herkät komponentit viimeisenä. Asenna CMOS -piirit, MOSFETit ja muut staattisesti herkät komponentit viimeisenä, jotta ne eivät vahingoitu muiden osien kokoamisen aikana.

Vaikka juottaminen ei yleensä ole vaarallista toimintaa, on pidettävä mielessä muutama asia. Ensimmäinen ja ilmeisin on, että siihen liittyy korkeita lämpötiloja. Juotosraudat ovat 350 F tai korkeampia ja aiheuttavat palovammoja hyvin nopeasti. Muista käyttää jalustaa silitysraudan tukemiseen ja pidä johto kaukana liikennöidyiltä alueilta. Juotos itsessään voi tippua, joten on järkevää välttää juottamista paljaille kehon osille. Työskentele aina hyvin valaistulla alueella, jossa sinulla on tilaa osien sijoittamiseen ja liikkumiseen. Vältä juottamista kasvoillasi suoraan nivelen yläpuolella, koska vuon ja muiden pinnoitteiden höyryt ärsyttävät hengitysteitä ja silmiä. Useimmat juotteet sisältävät lyijyä, joten sinun tulee välttää kasvojen koskettamista juotettaessa ja pestä kädet aina ennen syömistä.

Vaihe 6: Juotos (seitsemän segmentin, LCD- ja pistematriisi)

Tämä on juottamisen viimeinen vaihe. Tässä vaiheessa juotamme kolme suurta komponenttia (seitsemän segmentin näyttö, pistematriisinäyttö ja LCD -näyttö). Ensin juotin seitsemän segmentin näytön taululle, koska se on kooltaan pienin ja vähemmän herkkä. Sitten asetin pistematriisinäytön. Pistematriisinä juottamisen jälkeen laitoin viimeisen komponentin, LCD -näytön levylle. Ennen kuin asetin nestekidenäytön levylle, juotin ensin urosnastaisen otsikon nestekidenäyttöön ja asetin sitten pääpiirilevyyn. Juotos tehdään LCD -juottamalla.

Kun olet tehnyt kaikki juotosliitokset, on hyvä käytäntö puhdistaa kaikki ylimääräiset jäännökset levyltä. Jotkut virtaukset ovat hydroskooppisia (ne imevät vettä) ja voivat hitaasti imeä tarpeeksi vettä tullakseen hieman johtavaksi. Tämä voi olla merkittävä ongelma vihamielisessä ympäristössä, kuten autoteollisuudessa. Useimmat virrat puhdistuvat helposti metyylihydraatin ja rätin avulla, mutta jotkut vaativat vahvempaa liuotinta. Poista virtaus sopivalla liuottimella ja puhalla levy kuivaksi paineilmalla.

Vaihe 7: Täydellinen sarja

Toivottavasti olet suorittanut kaikki yllä olevat vaiheet. Onnittelut! Olet tehnyt oman Arduino Nano Learner Kit -sarjan. Nyt voit tutustua Arduinon maailmaan erittäin helposti. Sinun ei tarvitse ostaa eri kilpeä tai moduulia oppiaksesi Arduino -ohjelmointia. Paketti sisältää kaikki oppijan tarvitsemat perusasiat.

Voit rakentaa seuraavat projektit erittäin helposti sarjan avulla. Lisälaitteita tai komponentteja ei tarvita. Jopa levy vaatii hyvin vähän yksinkertaisia hyppyliitäntöjä.

1. Voit tehdä lämpömittarin LM35: n ja seitsemän segmentin näytön avulla
2. Voit tehdä lämpötila- ja kosteusmittarin DHT11: n ja LCD -näytön avulla
3. Voit tehdä yksinkertaisen pianon painikkeilla ja summerilla
4. Voit tehdä digitaalisen kellon RTC: n ja LCD/Seven Segmentin avulla. Voit myös lisätä hälytyksen Buzzerin avulla. Neljä painiketta voidaan käyttää ajan säätämiseen ja konfigurointiin.
5. Voit tehdä analogisen kellon käyttämällä RTC- ja pistematriisinäyttöä
6. Voit tehdä pelin näppäimillä ja pistematriisinäytöllä.
7. Voit liittää minkä tahansa Grove -moduulin, kuten Grove Bluetoothin, eri Grove -anturin jne.

Mainitsin vain muutaman mahdollisen vaihtoehdon. Paketin avulla voit luoda paljon enemmän tavaraa. Seuraavassa vaiheessa näytän sinulle esimerkin sarjan käyttämisestä Arduino -luonnoksen kanssa.