Prenosné laboratórium Arduino: 25 krokov (s obrázkami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:55

Ahojte všetci….

Všetci poznajú Arduino. V zásade ide o platformu elektronických prototypov s otvoreným zdrojovým kódom. Jedná sa o jednodoskový počítač s mikroprocesorom. Je k dispozícii v rôznych formách Nano, Uno atď … Všetky sa používajú na výrobu elektronických projektov. Lákadlom Arduina je, že je jednoduchý, užívateľsky prívetivý, open source a lacný. Je určený pre každého, kto nepozná elektroniku. Študenti a fanúšikovia ho teda široko používajú na atraktívnejšie plnenie svojich projektov.

Som elektronický študent, takže poznám Arduino. Tu som upravil Arduino Uno pre používateľov Arduino, ktorí nepochádzajú z elektronického pozadia (alebo pre každého). Tu som teda previedol dosku Arduino Uno na „Portable Arduino Lab“. Pomáha každému, kto to potrebuje, prenosný. Problémy s doskou Arduino spočívajú v tom, že potrebuje externý napájací zdroj a je to holá doska plošných spojov, takže hrubé používanie dosku poškodzuje. Tu teda pridávam interný napájací zdroj s multifunkčnými funkciami a chránim celý obvod. Touto metódou som teda pre každého vytvoril „prenosné laboratórium Arduino“. Vytvoril som teda elektronické laboratórium, ktoré sa zmestí do vášho vrecka. Ak nie ste doma alebo v laboratóriu, ale potrebujete otestovať nový nápad v obvode, bude to praktické. Ak sa vám to páči, prečítajte si postup prípravy …

Krok 1: Úplný plán

Mám v pláne pridať napájaciu jednotku a kryt ako celok. Najprv teda naplánujeme napájanie.

Zdroj

Na napájanie Arduina pridávame lítium-iónový článok. Jeho napätie je však iba 3,7 V. Potrebujeme však napájanie 5 V, preto pridávame zosilňovač, ktorý robí napätie 5 V z 3,7 V. Na nabíjanie lítium-iónového článku pridajte inteligentný nabíjací obvod, ktorý udržiava lítium-iónový článok v dobrom stave. Na indikáciu nízkeho napätia batérie pridajte ďalší obvod, ktorý indikuje, že je potrebné nabíjať. Toto je plánovanie sekcie napájania.

Tu pre tento projekt používame iba komponenty SMD. Pretože potrebujeme malú veľkosť PCB. Aj táto práca SMD zlepšuje vaše schopnosti. Ďalej je ochranný kryt.

Ochranné krytie

Ako ochranný povlak plánujem použiť plastové menovky. Hobľovaný tvar je obdĺžnik a vytvára otvory pre I/O porty a USB port. Potom plánujte pridať niekoľko plastových farebných samolepiek ako umelecké dielo na zlepšenie krásy.

Krok 2: Použitý materiál

Arduino Uno

Čierna plastová menovka

Plastové nálepky (v rôznych farbách)

Lítium-iónový článok

Medený plášť

Elektronické súčiastky - IC, rezistory, kondenzátory, diódy, induktory, L. E. D (Všetky hodnoty sú uvedené v schéme zapojenia)

Fevi-quick (sekundové lepidlo)

Spájka

Flux

Skrutky

Obojstranná páska atď …

Elektronické súčiastky ako odpory, kondenzátory atď. Sú prevzaté zo starých obvodových dosiek. Znižuje množstvo odpadu a znižuje náklady na projekt. Video o odpájaní SMD je uvedené vyššie. Prosím, sledujte to.

Krok 3: Použité nástroje

Nástroje, ktoré používam v tomto projekte, sú uvedené na vyššie uvedených obrázkoch. Vyberáte si nástroje, ktoré sú pre vás vhodné. Zoznam nástrojov, ktoré používam, je uvedený nižšie.

Spájkovacia stanica

Vŕtačka s vrtákom

Kliešte

Skrutkovač

Odstraňovač drôtov

Nožnice

Vládca

Súbor

Pílka na drevo

Pinzeta

Stroj na dierovanie papiera atď.

Dôležité:- Nástroje používajte opatrne. Vyhnite sa nehodám spôsobeným nástrojmi.

Krok 4: Schéma zapojenia a návrh dosky plošných spojov

Schéma zapojenia je uvedená vyššie. Schému zapojenia nakreslím v softvéri EasyEDA. Potom sa obvod prevedie na rozloženie DPS pomocou rovnakého softvéru a rozloženie je uvedené vyššie. Tiež vzhľadom na nižšie uvedené rozloženie Gerberovho súboru a obvodu PDF ako súbory na stiahnutie.

Podrobnosti o obvode

Prvá časť je ochranný obvod batérie obsahujúci IC DW01 a jeden mosfet IC 8205SS. Používa sa na ochranu proti skratu, ochranu proti prepätiu a ochranu proti hlbokému vybitiu. Všetky tieto funkcie poskytované integrovaným obvodom a integrovaným obvodom riadia mosfet, aby zapínal/vypínal batériu. MOSFETY majú tiež interne reverzné predpäté diódy na nabíjanie batérie bez problému. Ak vás zaujíma viac, navštívte môj BLOG, nižšie uvedený odkaz, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html

Druhou časťou je obvod nabíjania článkov. O nabíjanie Li-ion článku je potrebná špeciálna starostlivosť. Tento nabíjací IC TP4056 teda riadi proces nabíjania bezpečným spôsobom. Jeho nabíjací prúd je pevne nastavený na 120 mA a zastaví proces nabíjania, keď článok dosiahne 4,2 V. Má tiež 2 stavové LED diódy, ktoré indikujú stav nabíjania a plného nabitia. Ak vás zaujíma viac, navštívte môj BLOG, nižšie uvedený odkaz, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html

Treťou časťou je obvod indikácie vybitia batérie. Je navrhnutý tak, že prevádzkový zosilňovač LM358 je zapojený ako komparátor. Zapnutím diódy LED indikuje, kedy je potrebné článok nabiť.

Poslednou časťou je 5V zosilňovač. Pre Arduino zvyšuje napätie 3,7 V článku na 5 V. Je navrhnutý pomocou MT3608 IC. Jedná sa o konvertor zosilnenia 2A. Posilňuje nízke napätie pomocou externých komponentov, ako sú induktor, dióda a kondenzátor. Ak vás zaujíma viac o posilňovači a obvode, navštívte môj BLOG, odkaz je uvedený nižšie, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html

Postupy

Rozloženie DPS vytlačte na lesklý papier (fotografický papier) pomocou fotostatického zariadenia alebo laserovej tlačiarne

Nožnicami ho rozrežte na jednotlivé rozloženia

Vyberte si dobrý na ďalšie spracovanie

Krok 5: Prenos tonera (maskovanie)

Je to spôsob prenosu rozloženia plošných spojov s plošnými spojmi na medený plášť pre proces leptania pri výrobe plošných spojov. Rozloženie na fotografickom papieri sa prenesie na medený plášť pomocou tepelného spracovania pomocou železného boxu. Potom sa papier odstráni použitím vody, inak nedostaneme dokonalé rozloženie bez poškodenia. Bodový postup je uvedený nižšie.

Vezmite medený plášť požadovanej veľkosti

Vyrovnajte jeho okraje brúsnym papierom

Medenú stranu očistite brúsnym papierom

Vytlačené rozloženie naneste na medený plášť tak, ako je to znázornené na obrázku, a prilepte ho na miesto pomocou violončelovej pásky

Prikryte ho iným papierom, napríklad novinovým

Zahrejte ho (na stranu, kde je umiestnený vytlačený papier) pomocou žehličkového boxu asi 10-15 minút

Chvíľu počkajte, kým sa ochladí

Potom ho vložte do vody

Po jednej minúte opatrne vyberte prstami papier

Skontrolujte prípadné chyby, prosím, zopakujte tento postup

Váš proces prenosu tónu (maskovanie) je hotový

Krok 6: Leptanie

Jedná sa o chemický proces na odstraňovanie nežiaducej medi z medeného plášťa na základe rozloženia DPS. Na tento chemický proces potrebujeme roztok chloridu železitého (leptací roztok). Roztok rozpustí nemaskovanú meď v roztoku. Týmto procesom získame DPS ako v rozložení DPS. Postup tohto postupu je uvedený nižšie.

Vezmite maskovanú DPS, ktorá je vykonaná v predchádzajúcom kroku

Vezmite prášok chloridu železitého do plastového boxu a rozpustite ho vo vode (množstvo prášku určuje koncentráciu, vyššia koncentrácia proces upevňuje, ale niekedy poškodí odporúčanú PCB je stredná koncentrácia)

Ponorte maskovanú DPS do roztoku

Počkajte niekoľko hodín (pravidelne kontrolujte, či je leptanie dokončené alebo nie) (slnečné svetlo tiež upevňuje postup)

Po úspešnom leptaní odstráňte masku brúsnym papierom

Okraje opäť vyhlaďte

Vyčistite DPS

Urobili sme výrobu DPS

Krok 7: Vŕtanie

Vŕtanie je proces vytvárania malých otvorov v doske plošných spojov. Urobil som to pomocou malého ručného vŕtačky. Diera vytvára priechodné otvory, ale ja tu používam iba komponenty SMD. Otvory teda slúžia na pripojenie vodičov k doske plošných spojov a k montážnym otvorom. Postup je uvedený nižšie.

Vezmite PCB a označte, kde sú potrebné otvory

Na vŕtanie použite malý bit (<5 mm)

Opatrne vyvŕtajte všetky otvory bez poškodenia dosky plošných spojov

Vyčistite DPS

Vykonali sme proces vŕtania

Krok 8: Spájkovanie

SMD spájkovanie je o niečo ťažšie ako bežné spájkovanie cez diery. Hlavnými nástrojmi tejto práce sú pinzety a teplovzdušná pištoľ alebo mikrospájkovačka. Teplovzdušnú pištoľ nastavte na teplotu 350 ° C. Prehriatím nejaký čas poškodíte súčiastky. Na DPS preto aplikujte iba obmedzené množstvo tepla. Postup je uvedený nižšie.

Vyčistite PCB pomocou čističa PCB (izopropylalkohol)

Na všetky podložky v doske plošných spojov naneste spájkovaciu pastu

Umiestnite všetky komponenty na podložku pomocou pinzety podľa schémy zapojenia

Znovu skontrolujte, či sú všetky súčasti správne alebo nie

Aplikujte teplovzdušnú pištoľ pri nízkych otáčkach (vysoká rýchlosť spôsobuje nesúososť komponentov)

Zaistite, aby boli všetky pripojenia v poriadku

Vyčistite DPS pomocou roztoku IPA (čistič DPS)

Proces spájkovania sme úspešne dokončili

Video o spájkovaní SMD je uvedené vyššie. Prosím, sledujte to.

Krok 9: Pripojenie vodičov

Toto je posledný krok pri výrobe DPS. V tomto kroku spájame všetky potrebné vodiče s vyvŕtanými otvormi v doske plošných spojov. Vodiče sa používajú na pripojenie všetkých štyroch stavových LED diód, vstupu a výstupu (teraz nepripájajte vodiče k lítium-iónovému článku). Na pripojenie napájania použite farebne označené vodiče. Na pripojenie drôtu naneste najskôr tavidlo na odizolovaný koniec drôtu a na dosku plošných spojov a potom na odizolovaný koniec drôtu naneste trochu spájky. Potom umiestnite drôt do otvoru a spájkujte ho nanesením spájky. Touto metódou vytvoríme dobrý drôtený spoj k DPS. Rovnaký postup urobte pre všetky ostatné drôtové spojenia. OK. Takže sme urobili drôtové pripojenie. Takže naša výroba DPS je takmer na konci. V nasledujúcich krokoch urobíme kryt pre celé nastavenie.

Krok 10: Krájanie kúskov

Toto je počiatočný krok výroby obálky. Kryt vytvoríme pomocou čiernej plastovej menovky. Rezanie sa vykonáva pomocou pílového listu. Pod dosku Arduino plánujeme umiestniť Li-ion článok a dosku s obvodmi. Vytvoríme teda obdĺžnikový box s rozmerom o niečo väčším ako doska Arduino. Pri tomto procese najskôr označíme rozmer Arduina do plastového listu a nakreslíme rezné čiary o niečo väčší rozmer. Potom pomocou pílky rozrežte 6 kusov (6 strán) a znova skontrolujte, či je správny rozmer alebo nie.

Krok 11: Dokončenie dielov

V tomto kroku dokončíme hrany plastových dielov brúsnym papierom. Všetky hrany každého kusu sa tretia o brúsny papier a vyčistia sa. Pri tejto metóde tiež opravte rozmer každého kusu presným spôsobom.

Krok 12: Vytvorte otvor pre USB a I/O piny

Vytvárame prenosné laboratórium. Potrebuje teda I/O piny a USB port prístupný vonkajšiemu svetu. Je potrebné vytvoriť otvory v plastovom kryte pre tieto porty. V tomto kroku teda vytvoríme otvor pre porty. Postup je uvedený nižšie.

Najprv označte rozmer I/O kolíka (obdĺžnikový tvar) v hornom diely a označte rozmer portu USB v bočnom diele

Potom odstráňte časť vyvŕtaním otvorov cez vyznačenú čiaru (do odstránenej časti vytvorte otvory dovnútra)

Teraz získame hrany nepravidelného tvaru, ktoré sú zhruba tvarované pomocou klieští

Potom pomocou malých súborov dokončite okraje hladko

Teraz dostaneme hladký otvor pre porty

Vyčistite kúsky

Krok 13: Pripojenie prepínača

Potrebujeme vypínač na ZAP/VYP prenosného laboratória Arduino a máme stavové LED diódy. Opravíme ho teda na opačnú stranu, ako je port USB. Tu na tento účel používame malý posuvný spínač.

Označte rozmer spínača v plastovom kuse a tiež označte polohu štyroch LED nad ním

Použitím metódy vŕtania odstráňte materiál v spínacej časti

Potom je pomocou súborov dokončený do tvaru prepínača

Skontrolujte a zaistite, aby bol spínač v tejto diere

Vytvorte otvor pre LED diódy (priemer 5 mm)

Zaistite spínač v jeho polohe a priskrutkujte ho na plastový kus pomocou vŕtačky a skrutkovača

Krok 14: Zlepte všetky diely dohromady

Teraz sme dokončili všetku prácu v kusoch. Spojili sme to teda dohromady a vytvorili obdĺžnikový tvar. Na spojenie všetkých dielov používam super lepidlo (sekundové lepidlo). Potom počkajte na jeho vytvrdnutie a znova naneste lepidlo na dvojnásobnú pevnosť a počkajte, kým sa nevylieči. Ale jednu vec som vám zabudol povedať, vrchný diel sa teraz nelepí, iba prilepte ďalších 5 kusov.

Krok 15: Oprava batérie a dosky plošných spojov

Krabicu obdĺžnikového tvaru sme vytvorili v predchádzajúcom kroku. Teraz pomocou obojstrannej pásky umiestnime lítium-iónový článok a DPS na spodnú stranu krytu. Podrobný postup je uvedený nižšie.

Odrežte dva kusy obojstranného dielu a prilepte ho na spodnú stranu lítium-iónového článku a dosky plošných spojov

Pripojte kladné a záporné vodiče z batérie k doske plošných spojov v správnej polohe

Prilepte ho do spodnej strany škatule, ako je to znázornené na vyššie uvedených obrázkoch

Krok 16: Pripojenie pripojenia prepínača

V tomto kroku spájame vodiče prepínača z DPS s prepínačom. Pre dobré pripojenie drôtu naneste najskôr tavidlo na odizolovaný koniec drôtu a na nohy spínača. Potom naneste malú spájku na koniec drôtu a na nožičku spínača. Potom pomocou pinzety a spájkovačky spojte vodiče s vypínačom. Teraz sme prácu urobili.

Krok 17: Pripojenie diód LED

Tu prepojíme všetky stavové diódy LED s vodičmi z dosky plošných spojov. Pri procese pripojenia dbajte na správnu polaritu. Pre každý stav používam rôzne farby. Vyberiete si svoje obľúbené farby. Podrobný postup uvedený nižšie.

Odizolujte všetky konce drôtov v požadovanej dĺžke a odstrihnite extra dlhé nožičky LED

Naneste trochu tavidla na koniec drôtu a na nohy LED

Potom pomocou spájkovačky naneste spájku na koniec drôtu a nohy LED

Potom spájajte LED a vodič v správnej polarite spájkovaním

Umiestnite každú diódu LED do otvorov

Natrvalo zaistite LED diódu pomocou horúceho lepidla

Vykonali sme svoju prácu

Krok 18: Pripojenie Arduina k PCB

Toto je náš posledný postup pripojenia obvodu. Tu spojíme našu DPS s Arduinom. Ale je tu problém, kde spájame DPS. Pri svojom hľadaní sám nachádzam riešenie. Nepoškodzuje dosku Arduino. Vo všetkých doskách Arduino Uno je bezpečnostná poistka. Odstránim ho a zapojím dosku plošných spojov. Napájanie z USB teda priamo smeruje iba do našej dosky plošných spojov a výstup 5V dosky plošných spojov smeruje na dosku Arduino. Úspešne sme teda prepojili DPS a Arduino bez toho, aby sme Arduino poškodili. Postup je uvedený nižšie.

Na tavnú poistku Arduino naneste trochu taviva

Pomocou teplovzdušnej pištole a pinzety bezpečne odstráňte poistku

Odizolujte vstupné, výstupné vodiče našej dosky plošných spojov a spájkujte jej koniec

Pripojte uzemnenie (-ve) vstupu a výstupu (naša DPS) k uzemneniu tela USB pomocou spájkovačky (pozri na obrázkoch)

Pripojte vstup +ve (naša doska plošných spojov) k spájkovaciemu panelu poistky, ktorý je blízko USB (pozri obrázky)

Pripojte výstup 5V +ve (naša doska plošných spojov) k druhej poistkovej spájkovacej podložke ďaleko od USB (pozri obrázky)

Dôkladne skontrolujte polaritu a pripojenie

Krok 19: Umiestnenie Arduina

Posledná časť, ktorú sme nezmontovali, je Arduino. Tu v tomto kroku montujeme Arduino do tohto poľa. Pred upevnením Arduina do krabice vezmeme plastovú fóliu a odstrihneme kus, ktorý je vhodný pre plastovú škatuľu. Najprv položte plastovú fóliu a potom nad ňu umiestnite Arduino. Je to preto, že PCB, ktorý sme vyrobili, sa nachádza nižšie, takže medzi PCB a Arduino je potrebná izolačná izolácia. V opačnom prípade to spôsobí skrat medzi našou DPS a doskou Arduino. Plastová fólia chráni pred skratom. Dokončené obrázky uvedené vyššie. Teraz zapnite napájanie a skontrolujte, či funguje alebo nie.

Krok 20: Nasadenie horného dielu

Tu spájame posledný plastový kus, to je vrchný kus. Všetky ostatné diely sú zlepené dohromady, ale tu je horný diel pripevnený pomocou skrutiek. Pretože pre akúkoľvek údržbu sme potrebovali prístup k DPS. Plánujem teda namontovať horný diel pomocou skrutiek. Najprv som teda urobil otvory na 4 stranách pomocou vŕtačky s malými vrtákmi. Potom ho priskrutkujte pomocou skrutkovača s malými skrutkami. Pri tejto metóde sú vhodné všetky 4 skrutky. Teraz sme urobili takmer všetku prácu. Zvyšok práce je zvýšiť krásu nášho prenosného laboratória. Pretože teraz vzhľad krytu nie je dobrý. Takže v ďalších krokoch pridávame niekoľko umeleckých diel na zlepšenie krásy. OK.

Krok 21: Naneste nálepky na 4 strany

Nie náš plastový kryt nevyzerá skvele. Preto k tomu pridáme niekoľko farebných plastových nálepiek. Používam tenké nálepky, ktoré sa používajú vo vozidlách. Najprv použijem na 4 strany popolavé nálepky. Najprv pomocou pravítka skontrolujte rozmery a potom vyrežte potrebné otvory pre vypínač, LED diódy a USB. Potom ho prilepte do bočných stien plastového krytu. Všetky potrebné obrázky sú uvedené vyššie.

Krok 22: Naneste nálepky na hornú a dolnú stranu

V tomto kroku nalepte nálepky na zvyšok hornej a spodnej strany. Na to používam čierne nálepky. Najprv nakreslite rozmer hornej a spodnej strany a potom vytvorte otvory pre horné porty a potom ich prilepte k hornej a spodnej strane. Teraz verím, že to má celkom slušný vzhľad. Vyberáte si svoje obľúbené farby. OK.

Krok 23: Niektoré umelecké diela

V tomto kroku používam niektoré umelecké diela na zvýšenie krásy. Najprv pridám niekoľko žltých farebných pások plastovej nálepky po stranách I/O portu. Potom pridám malé modré prúžky cez všetky bočné okraje. Potom som pomocou dierovacieho stroja na papier vyrobil niekoľko okrúhlych kúskov modrej farby a pridal sa na vrchnú stranu. Teraz je moje výtvarné dielo dokončené. Snažíš sa byť lepší ako ja. OK.

Krok 24: Aplikujte symbol Arduino

Toto je posledný krok nášho projektu „Portable Arduino Lab“. Tu som vyrobil symbol Arduino pomocou rovnakého materiálu nálepky modrej farby. Päsť Na nálepku nakreslím symbol Arduina a nastrihám ho nožnicami. Potom ho prilepím do stredu hornej strany. Teraz to vyzerá veľmi krásne. Dokončili sme náš projekt. Všetky obrázky sú uvedené vyššie.

Krok 25: Hotový výrobok

Vyššie uvedené obrázky zobrazujú môj hotový výrobok. To je veľmi užitočné pre všetkých, ktorí majú radi Arduino. Veľmi sa mi to páči. Toto je úžasný produkt. Aký je váš názor? Napíšte mi prosím komentár.

Ak sa vám páči, podporte ma.

Viac podrobností o okruhu nájdete na mojej stránke BLOG. Odkaz uvedený nižšie.

0creativeengineering0.blogspot.com/

Ak chcete získať ďalšie zaujímavé projekty, navštívte moje stránky YouTube, Pokyny a Blog.

Ďakujem za návštevu mojej stránky projektu.

Zbohom. Uvídime sa znovu……..