Přenosná laboratoř Arduino: 25 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

Ahoj všichni….

Všichni jsou obeznámeni s Arduino. V zásadě se jedná o open source platformu elektronických prototypů. Jedná se o jednodeskový počítač s mikrořadičem. Je k dispozici v různých formách Nano, Uno atd.… Všechny se používají k výrobě elektronických projektů. Přitažlivostí Arduina je, že je jednoduchý, uživatelsky přívětivý, open source a levný. Je určen pro všechny, kteří nejsou obeznámeni s elektronikou. Je tedy široce využíván studenty a fandy k plnění atraktivnějších projektů.

Jsem student elektroniky, takže Arduino znám. Zde jsem upravil Arduino Uno pro uživatele Arduina, kteří nepocházejí z elektronického pozadí (nebo pro každého). Tady jsem tedy desku Arduino Uno převedl na „Portable Arduino Lab“. Pomáhá každému, kdo to potřebuje, přenosný. Problémy spojené s deskou Arduino spočívají v tom, že potřebuje externí napájecí zdroj a je to holý PCB, takže hrubé používání PCB poškozuje. Zde tedy přidávám interní napájecí zdroj s multifunkcí a zajišťuji ochranný kryt celého obvodu. Touto metodou jsem tedy pro každého vytvořil „Portable Arduino Lab“. Vytvořil jsem tedy elektronickou laboratoř, která se vejde do vaší kapsy. Pokud nejste doma nebo v laboratoři, ale potřebujete otestovat novou myšlenku v obvodu, pak je to praktické. Pokud se vám to líbí, přečtěte si prosím postup přípravy …

Krok 1: Úplný plán

Můj plán je přidat napájecí zdroj a kryt pro celý. Nejprve tedy plánujeme napájení.

Zdroj napájení

Pro napájení Arduina přidáváme Li-ion článek. Jeho napětí je však pouze 3,7 V. Potřebujeme ale napájení 5V, takže přidáme zesilovač, který dělá 5V z 3,7V. K nabíjení Li-ion článku přidejte inteligentní nabíjecí obvod, který udržuje Li-ion článek v dobrém stavu. Pro indikaci stavu nízkého napětí baterie přidejte další obvod, který indikuje, že je třeba ji nabít. Toto je plánování sekce napájení.

Zde pro tento projekt používáme pouze komponenty SMD. Protože potřebujeme malou desku plošných spojů. Také tato práce SMD zlepšuje vaše dovednosti. Další je ochranný kryt.

Ochranné krytí

Jako ochrannou krytinu plánuji použít plastové jmenovky. Hoblovaný tvar je obdélník a vytváří otvory pro I/O porty a USB port. Poté plánujte přidat nějaké plastové barevné samolepky jako umělecké dílo ke zlepšení krásy.

Krok 2: Použité materiály

Arduino Uno

Černá plastová jmenovka

Plastové samolepky (v různých barvách)

Li-ion článek

Měděný plášť

Elektronické součástky - IC, rezistory, kondenzátory, diody, induktory, L. E. D (Všechny hodnoty jsou uvedeny ve schématu zapojení)

Fevi-quick (sekundové lepidlo)

Pájka

Flux

Šrouby

Oboustranná páska atd …

Elektronické součástky, jako jsou odpory, kondenzátory atd., Jsou převzaty ze starých obvodových desek. Snižuje projekt a přináší lepší zdravou Zemi snížením odpadu. Video o odpájení SMD je uvedeno výše. Prosím, sledujte to.

Krok 3: Použité nástroje

Nástroje, které v tomto projektu používám, jsou uvedeny na výše uvedených obrázcích. Vybíráte si nástroje, které jsou pro vás vhodné. Seznam nástrojů, které používám, je uveden níže.

Pájecí stanice

Vrtačka s vrtákem

Kleště

Šroubovák

Odstraňovač drátů

Nůžky

Pravítko

Soubor

Pilka na kov

Pinzeta

Děrovací stroj na papír atd …

Důležité:- Používejte nástroje opatrně. Vyhněte se nehodám způsobeným nástroji.

Krok 4: Schéma zapojení a návrh DPS

Schéma zapojení je uvedeno výše. Schéma zapojení nakreslím v softwaru EasyEDA. Poté je obvod převeden na rozložení DPS pomocí stejného softwaru a rozložení je uvedeno výše. Rovněž je uvedeno níže uvedené uspořádání Gerber a obvod obvodu PDF jako soubory ke stažení.

Podrobnosti o obvodu

První částí je obvod ochrany baterie obsahující IC DW01 a jeden mosfet IC 8205SS. Používá se k ochraně proti zkratu, ochraně proti přepětí a ochraně proti hlubokému vybití. Tyto všechny funkce poskytované integrovaným obvodem a integrovaným obvodem ovládají mosfet k zapnutí/vypnutí baterie. Mosfety mají také interně reverzní zkreslené diody pro nabíjení baterie bez problému. Pokud vás to zajímá, navštivte můj BLOG, níže je uveden odkaz, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html

Druhou částí je nabíjecí obvod článku. Li-ion článek potřebuje speciální péči o své nabíjení. Tento nabíjecí IC TP4056 tedy řídí proces nabíjení bezpečným způsobem. Jeho nabíjecí proud je pevně nastaven na 120mA a zastaví proces nabíjení, když článek dosáhne 4,2V. Má také 2 stavové LED indikující stav nabíjení a plného nabíjení. Pokud vás to zajímá, navštivte můj BLOG, níže je uveden odkaz, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html

Třetí částí je obvod indikace vybité baterie. Je navržen zapojením operačního zesilovače LM358 jako komparátoru. Zapnutím LED indikuje, že článek potřebuje nabít.

Poslední částí je 5V boost převodník. Pro Arduino zvyšuje napětí 3,7 V na 5 V. Je navržen pomocí MT3608 IC. Jedná se o 2A boost převodník. Posiluje nízké napětí pomocí externích komponent, jako je induktor, dioda a kondenzátor. Pokud vás zajímá více o boost převodníku a obvodu, navštivte můj BLOG, odkaz je uveden níže, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html

Postupy

Vytiskněte rozvržení DPS na lesklý papír (fotopapír) pomocí fotostatického stroje nebo laserové tiskárny

Pomocí nůžek jej rozřízněte na jednotlivá rozvržení

Vyberte si dobrý pro další zpracování

Krok 5: Přenos toneru (maskování)

Je to způsob přenosu tištěného rozvržení DPS na měděný plášť pro proces leptání při výrobě DPS. Rozložení na fotopapíru se přenáší na měděný plášť pomocí tepelného zpracování pomocí železného boxu. Poté je papír odstraněn pomocí vody, jinak nedostaneme dokonalé rozložení bez poškození. Bodový postup je uveden níže.

Vezměte měděný plášť požadované velikosti

Vyhlaďte jeho okraje brusným papírem

Očistěte měděnou stranu brusným papírem

Vytištěné rozložení naneste na měděný plášť, jak je znázorněno na obrázku, a přilepte jej na místo pomocí cello pásky

Zakryjte to dalším papírem, jako je novinový papír

Zahřejte jej (na stranu, kde je umístěn tištěný papír) pomocí železného boxu asi 10–15 minut

Chvíli počkejte, až se ochladí

Poté jej vložte do vody

Po jedné minutě opatrně prsty odstraňte papír

Zkontrolovat případné závady, prosím, opakujte tento postup

Proces přenosu tónu (maskování) je hotov

Krok 6: Leptání

Jedná se o chemický proces pro odstranění nežádoucí mědi z měděného pláště na základě rozvržení desky plošných spojů. Pro tento chemický proces potřebujeme roztok chloridu železitého (leptací roztok). Roztok rozpustí nemaskovanou měď na roztok. Tímto procesem tedy získáme DPS jako v rozvržení DPS. Postup pro tento proces je uveden níže.

Vezměte maskovanou desku plošných spojů, která se provádí v předchozím kroku

Vezměte prášek chloridu železitého do plastové krabičky a rozpusťte jej ve vodě (množství prášku určuje koncentraci, vyšší koncentrace proces zpevňuje, ale někdy poškodí doporučenou PCB je střední koncentrace)

Ponořte maskovanou DPS do roztoku

Počkejte několik hodin (pravidelně kontrolujte, zda je lept dokončen nebo ne) (sluneční světlo také upevňuje proces)

Po úspěšném leptání odstraňte masku pomocí brusného papíru

Okraje opět uhlaďte

Vyčistěte desku plošných spojů

Provedli jsme výrobu DPS

Krok 7: Vrtání

Vrtání je proces vytváření malých děr v DPS. Udělal jsem to pomocí malého ručního vrtačky. Díra vytváří průchozí součásti, ale zde používám pouze součásti SMD. Otvory jsou tedy pro připojení vodičů k DPS a hromádkovým otvorům. Postup je uveden níže.

Vezměte desku plošných spojů a označte, kde jsou potřebné otvory

K vrtání použijte malý bit (<5 mm)

Vyvrtejte všechny otvory opatrně, aniž byste poškodili desku plošných spojů

Vyčistěte desku plošných spojů

Provedli jsme proces vrtání

Krok 8: Pájení

Pájení SMD je o něco těžší než běžné pájení skrz otvory. Hlavními nástroji pro tuto práci je pinzeta a horkovzdušná pistole nebo mikropáječka. Horkovzdušnou pistoli nastavte na teplotu 350 ° C. Přehřátí po určitou dobu poškodí součásti. Na desku plošných spojů tedy aplikujte pouze omezené množství tepla. Postup je uveden níže.

Vyčistěte desku plošných spojů pomocí čističe desek plošných spojů (iso-propylalkohol)

Na všechny pady v DPS naneste pájecí pastu

Umístěte všechny součásti na podložku pomocí pinzety podle schématu zapojení

Znovu zkontrolujte, zda jsou všechny součásti správně nebo ne

Použijte horkovzdušnou pistoli při nízké rychlosti vzduchu (vysoká rychlost způsobuje nesouosost součástí)

Zajistěte, aby všechna připojení byla dobrá

Vyčistěte desku plošných spojů pomocí řešení IPA (čistič desek plošných spojů)

Proces pájení jsme úspěšně provedli

Video o pájení SMD je uvedeno výše. Prosím, sledujte to.

Krok 9: Připojení vodičů

Toto je poslední krok při výrobě DPS. V tomto kroku připojujeme všechny potřebné vodiče k vyvrtaným otvorům v DPS. Vodiče slouží k připojení všech čtyř stavových LED diod, vstupu a výstupu (nyní nepřipojujte vodiče k Li-ion článku). Pro připojení napájecího zdroje použijte barevně označené vodiče. Pro připojení drátu nejprve naneste tavidlo na odizolovaný konec vodiče a na podložku desky plošných spojů a poté na odizolovaný konec drátu naneste pájku. Poté přiložte drát k otvoru a připájejte jej nanesením pájky. Touto metodou vytvoříme dobrý drátový spoj k DPS. Stejný postup proveďte u všech ostatních drátových připojení. OK. Takže jsme provedli drátové připojení. Takže naše výroba DPS je téměř u konce. V následujících krocích si vyrobíme kryt pro celé nastavení.

Krok 10: Řezání kusů

Toto je počáteční krok při vytváření obálky. Kryt vytvoříme pomocí černé plastové jmenovky. Řezání se provádí pomocí pilového listu. Máme v plánu umístit Li-ion článek a obvodovou desku pod desku Arduino. Vytvoříme tedy obdélníkový box s rozměrem o něco větším než deska Arduino. Pro tento proces nejprve označíme rozměr Arduina do plastové fólie a nakreslíme řezné čáry o něco větší rozměr. Poté rozřízněte 6 kusů (6 stran) pomocí pily na kov a dvakrát zkontrolujte, zda je správný rozměr, nebo ne.

Krok 11: Dokončení dílků

V tomto kroku dokončíme hrany plastových kusů pomocí brusného papíru. Všechny hrany každého kusu se otřou o brusný papír a vyčistí. Při této metodě také opravte každý rozměr kusu přesným způsobem.

Krok 12: Vytvořte otvor pro USB a I/O piny

Vytváříme přenosnou laboratoř. Potřebuje tedy I/O piny a USB port přístupný vnějšímu světu. Je tedy nutné vytvořit otvory v plastovém krytu pro tyto porty. V tomto kroku tedy vytvoříme otvor pro porty. Postup je uveden níže.

Nejprve označte rozměr kolíku I/O (obdélníkový tvar) v horním dílu a označte rozměr portu USB v bočním dílu

Poté část vyjměte vyvrtáním otvorů přes vyznačenou čáru (do odstraněné části vytvořte otvory dovnitř)

Nyní dostaneme hrany nepravidelného tvaru, které se zhruba vytvarují pomocí kleští

Potom dokončete okraje hladce pomocí malých souborů

Nyní získáme hladký otvor pro porty

Vyčistěte kousky

Krok 13: Připojení přepínače

Potřebujeme přepínač pro zapnutí/vypnutí přenosné laboratoře Arduino a máme stavové LED diody. Opravíme to tedy na straně naproti portu USB. Zde k tomuto účelu používáme malý posuvný přepínač.

Označte rozměr spínače v plastovém kusu a také označte polohu čtyř LED nad ním

Pomocí metody vrtání odstraňte materiál v přepínací části

Poté je pomocí souborů dokončen do tvaru přepínače

Zkontrolujte a zajistěte, aby byl spínač v tomto otvoru

Vytvořte otvor pro LED diody (průměr 5 mm)

Zajistěte spínač v jeho poloze a přišroubujte jej k plastovému dílu pomocí vrtačky a šroubováku

Krok 14: Slepte všechny díly dohromady

Nyní jsme dokončili veškerou práci v kusech. Spojili jsme to tedy dohromady a vytvořili obdélníkový tvar. Pro spojení všech kusů používám super lepidlo (sekundové lepidlo). Poté počkejte na vytvrzení a znovu naneste lepidlo na dvojnásobnou pevnost a počkejte, až se vytvrdí. Ale jednu věc jsem vám zapomněl sdělit, vrchní díl teď nelepí, lepí jen dalších 5 kusů.

Krok 15: Upevnění baterie a desky plošných spojů

V předchozím kroku jsme vytvořili obdélníkový tvar. Nyní umístíme Li-ion článek a PCB na spodní stranu pouzdra pomocí oboustranné pásky. Podrobný postup je uveden níže.

Odřízněte dva kusy oboustranného dílu a přilepte jej na spodní stranu Li-ion článku a PCB

Připojte kladné a záporné vodiče od baterie k desce plošných spojů ve svislé poloze

Vložte jej do spodní strany krabice, jak je znázorněno na výše uvedených obrázcích

Krok 16: Připojení připojení přepínače

V tomto kroku připojíme vodiče spínače z DPS k přepínači. Pro dobré připojení drátu nejprve naneste trochu tavidla na odizolovaný konec drátu a na nohy spínače. Poté naneste malou pájku na konec drátu a do nohy spínače. Poté pomocí pinzety a páječky propojte vodiče se spínačem. Nyní jsme práci dokončili.

Krok 17: Připojení LED diod

Zde připojíme všechny stavové LED k vodičům z DPS. Při připojování zajistěte správnou polaritu. Pro každý stav používám jiné barvy. Vyberete si své oblíbené barvy. Podrobný postup je uveden níže.

Odizolujte všechny konce drátu na požadovanou délku a odstřihněte extra délku nožiček LED

Naneste trochu tavidla na konec drátu a na nohy LED

Poté naneste páječku na konec drátu a nohy LED pomocí páječky

Poté spojte LED a vodič ve správné polaritě pájením

Umístěte každou LED do otvorů

Trvale zafixujte LED pomocí horkého lepidla

Odvedli jsme svou práci

Krok 18: Propojení Arduina s PCB

Toto je náš poslední postup připojení obvodu. Zde propojíme naši desku plošných spojů s Arduinem. Je ale problém, kde připojíme desku plošných spojů. Při svém hledání sám najdu řešení. Nepoškozuje desku Arduino. Ve všech deskách Arduino Uno je bezpečnostní pojistka. Odeberu a připojím mezi ně desku plošných spojů. Napájení z USB jde tedy přímo pouze na naši desku plošných spojů a výstupní 5V desky plošných spojů jde na desku Arduino. Úspěšně jsme tedy propojili desku plošných spojů a Arduino bez poškození Arduina. Postup je uveden níže.

Naneste trochu tavidla na pojistku Arduino

Pomocí horkovzdušné pistole a pinzety bezpečně vyjměte pojistku

Odizolujte vstupní, výstupní vodiče naší desky plošných spojů a pájejte její konec

Připojte uzemnění (-ve) vstupu a výstupu (naše DPS) k uzemnění těla USB pomocí páječky (viz obrázky)

Připojte vstup +ve (naše PCB) k pojistkové pájecí podložce, která je blízko USB (viz obrázky)

Připojte výstup 5V +ve (naše PCB) k druhé pájecí podložce pojistek daleko od USB (viz obrázky)

Znovu zkontrolujte polaritu a připojení

Krok 19: Umístění Arduina

Poslední část, kterou jsme nevložili, je Arduino. Zde v tomto kroku montujeme Arduino do tohoto boxu. Před upevněním Arduina do krabice vezmeme plastovou fólii a nastříháme kus, který je vhodný pro plastovou krabičku. Nejprve položte plastovou fólii a poté na ni položte Arduino. Je to proto, že PCB, který jsme vyrobili, se nachází níže, takže mezi PCB a Arduino je nutná izolační izolace. Jinak to způsobí zkrat mezi naší deskou plošných spojů a deskou Arduino. Plastová fólie chrání před zkratem. Dokončené obrázky zobrazené výše. Nyní zapněte napájení a zkontrolujte, zda funguje nebo ne.

Krok 20: Nasazení horního dílu

Zde spojujeme poslední plastový kus, to je vrchní kus. Všechny ostatní kusy jsou slepeny k sobě, ale zde je horní část připevněna pomocí šroubů. Protože pro jakoukoli údržbu jsme potřebovali přístup k PCB. Takže mám v plánu namontovat horní díl pomocí šroubů. Nejprve jsem tedy vytvořil otvory na 4 stranách pomocí vrtáku s malými vrtáky. Poté jej přišroubujte pomocí šroubováku s malými šrouby. Při této metodě byly použity všechny 4 šrouby. Nyní jsme provedli téměř veškerou práci. Zbývající část práce je zvýšit krásu naší přenosné laboratoře. Protože nyní vzhled skříně není dobrý. V dalších krocích tedy přidáváme nějaká umělecká díla na vylepšení krásy. OK.

Krok 21: Naneste samolepky na 4 strany

Ne náš plastový kryt nevypadá skvěle. Takže k tomu přidáme nějaké barevné plastové samolepky. Používám tenké samolepky, které se používají ve vozidlech. Nejprve použiji popelavě zbarvené samolepky na 4 strany. Nejprve zkontrolujte rozměry pomocí pravítka a poté vyřízněte potřebné otvory pro spínač, LED a USB. Poté jej nalepte do bočních stěn plastového pouzdra. Všechny potřebné obrázky jsou uvedeny výše.

Krok 22: Naneste samolepky na horní a dolní stranu

V tomto kroku nalepte nálepky na zbytek horní a spodní strany. K tomu používám černé nálepky. Nejprve nakreslete rozměr horní a spodní strany a poté vytvořte otvory pro horní porty a poté je přilepte k horní a spodní straně. Nyní věřím, že to má docela slušný vzhled. Vyberete si své oblíbené barvy. OK.

Krok 23: Nějaká umělecká práce

V tomto kroku používám některá umělecká díla ke zvýšení krásy. Nejprve přidám několik žlutě zbarvených proužků plastové nálepky po stranách I/O portu. Poté přidám malé modré proužky přes všechny boční okraje. Poté jsem pomocí děrovacího stroje na papír vyrobil několik modrých barevných kulatých kusů a přidalo se na horní stranu. Nyní je moje výtvarná práce dokončena. Snažíš se být lepší než já. OK.

Krok 24: Použijte symbol Arduino

Toto je poslední krok našeho projektu „Portable Arduino Lab“. Zde jsem vytvořil symbol Arduino pomocí stejného materiálu samolepky modré barvy. Pěst Nakreslím do nálepky symbol Arduina a nastříhám ho nůžkami. Poté jej přilepím do středu horní strany. Nyní to vypadá velmi krásně. Dokončili jsme náš projekt. Všechny obrázky jsou uvedeny výše.

Krok 25: Hotový výrobek

Výše uvedené obrázky ukazují můj hotový výrobek. To je velmi užitečné pro každého, kdo má rád Arduino. Mám to velmi rád. To je úžasný produkt. Jaký je váš názor? Prosím okomentujte mě.

Pokud se vám to líbí, prosím podpořte mě.

Další podrobnosti o okruhu naleznete na mé stránce BLOG. Níže uvedený odkaz.

0creativeengineering0.blogspot.com/

Další zajímavé projekty najdete na mých stránkách YouTube, Instructables a Blog.

Děkuji za návštěvu mé stránky projektu.

Sbohem. Uvidíme se znova……..