Vytvořte si vlastní testovací lavici Arduino pomocí Wirewrapping: 7 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Tento Instructable vám ukáže snadný způsob, jak připojit Arduino Nano k různým deskám pro rozpojení desek plošných spojů. Tento projekt vznikl během mého hledání efektivního, ale nedestruktivního způsobu propojení několika modulů.

Měl jsem pět modulů, které jsem chtěl propojit:

• Arduino
• 5palcový grafický dotykový panel LCD 800x480 od společnosti Haoyu electronics
• Čtečka karet SD
• Hodinová jednotka DS1302 v reálném čase
• Transceiver MAX485 RS-485/RS-422

Dotykový panel a moduly hodin v reálném čase byly dříve použity v mých projektech Dali Clock a Rainbow Synthesizer, ale tyto prototypy byly provedeny na prkénku a byly rozebrány, aby se vytvořil prostor pro nové projekty.

Bylo mi jasné, že mít všechny tyto moduly pohromadě v trvalé sestavě mi umožní strávit více času psaním softwaru a méně času zapojováním věcí na prkénko. Současně jsem nechtěl trvale nic pájet dohromady, abych mohl zachovat moduly pro budoucí použití.

Tento Instructable ukazuje, jak jsem to všechno spojil pomocí omotávání drátu.

Krok 1: Plánování propojení

Mým prvním krokem bylo zmapovat, jak propojit všechny moduly s dostupnými piny na Arduino Nano. Displej i karta SD jsou moduly SPI. SPI je sběrnice, takže linky CLK, MISO a MOSI lze zapojit do řetězců k modulům, které to potřebují, spolu s napájením. Každý by však vyžadoval svůj vlastní pin CS (Chip Select).

Rozhodl jsem se dát modul RTC na vlastní piny, protože dřívější experimenty mi ukázaly, že není zcela kompatibilní s SPI. Moduly transceiveru také potřebovaly vlastní piny.

Když jsem vše zmapoval, zjistil jsem, že to vypadá takto:

• Arduino Pin GND -> LCD GND -> SD karta GND -> Transceiver GND -> RTC 5V
• Arduino Pin 5V -> LCD 5V -> SD karta 5V -> Transceiver VCC -> RTC VCC
• Arduino Pin 13 -> LCD CLK -> SD karta CLK
• Arduino Pin 12 -> LCD MISO -> SD karta MISO
• Arduino Pin 11 -> LCD MOSI -> SD karta 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 karta CS
• Arduino Pin 14 -> Transceiver DI
• Arduino Pin 15 -> Transceiver DE
• Arduino Pin 16 -> Transceiver RE
• Arduino Pin 17 -> Transceiver RO

Piny 0 a 1 používají rozhraní USB, takže byly zakázány. Digitální piny 3, 5, 18 a 19 zůstaly volné, stejně jako analogové vstupy A4 až A7, což umožňuje budoucí rozšíření.

Krok 2: Problém s propojovacími dráty a drátěným obalem jako řešení

Zpočátku jsem se pokoušel propojit vše krátkými vlastními zkroucenými Y kabely. Zvlnění a konektory jsou však navrženy tak, aby zabíraly vždy jeden vodič. Naplnit více vodičů v jednom pouzdře bylo obtížné a vedlo k křehkým spojům, které netrvaly dlouho. Proces krimpování byl nejen časově náročný, ale po použití se konektory pravděpodobně samy uvolnily z kolíků, což vedlo k dalšímu ztracenému času sledováním občasných poruch.

Vždy jsem chtěl zkusit omotat drát, a tak jsem si řekl, že je to dobrá příležitost. Po nějakém výzkumu jsem koupil nástroj WSU-30 M, několik extra dlouhých 19 mm dlouhých jednořadých záhlaví a 30 AWG drát pro balení drátu na eBay.

Jako technologie má ovinování drátem dlouhou historii. Byl to populární způsob výroby digitálních počítačů v 60., 70. a 80. letech a často se používal v telefonních ústřednách. Ačkoli to bylo zastaralé hromadně vyráběnými deskami s plošnými spoji, drátěné omotávání má pro fandy následující výhody:

• Je to levné a rychlé
• Snadno se nanáší a lze jej čistě odstranit
• Funguje to s kolíkovými hlavičkami, které jsou připájeny k mnoha odlamovacím deskám
• Vytváří dlouhodobé a spolehlivé spojení
• Umožňuje více připojení do az každého bodu (při použití dlouhých záhlaví)

Krok 3: Příprava Arduino Nano

Dalším krokem byla příprava mého Arduino Nano. Měl jsem Arduino Nano bez záhlaví, což se ukázalo jako užitečné, protože jsem chtěl připájet extra dlouhé kolíkové kolíky na horní stranu, abych viděl štítky při balení drátu.

Také jsem připájel nějaké extra dlouhé záhlaví na malou odlamovací desku, která byla dodána s mým zobrazovacím panelem.

Na modulu transceiveru byly šroubové svorky na opačné straně záhlaví, takže jsem je odspájkoval a přesunul na stejnou stranu jako záhlaví.

Ostatní desky měly na správné straně již připájené krátké záhlaví, takže jsem je ponechal tak, jak jsou.

Krok 4: Navrhování zásobníku

Chtěl jsem mít možnost namontovat veškerou elektroniku do zadní části stojanu LCD, který jsem vytvořil pro své instruktážní hodiny Dali, a tak jsem něco vymodeloval v OpenSCADu. Udělal jsem výřezy pro různé desky, které jsem chtěl namontovat.

Poté, co jsem vytiskl zásobník, jsem všechny moduly nalepil za tepla.

Krok 5: Proces Wirewrapping

Proces ovíjení drátu se skládá ze čtyř kroků: měření, řezání, odizolování a ovíjení.

Změřil jsem dostatek drátu pro překlenutí dvou bodů, které chci spojit, plus další palec na každém konci pro omotání. Poté odizoluji 1 palec izolace na každém konci a pomocí nástroje omotám drát na sloupek.

Následuje přesná technika, kterou používám a kterou můžete vidět na mém ukázkovém videu:

• Změřím rozpětí mezi dvěma body, které chci spojit
• Prsty označím požadovanou délku a poté pomocí pravítka přidám dva palce
• Drát jsem zkrátil na délku
• Měřím 1 a 1/4 palce od konce
• Konec pak vložím do otvoru na ovíjecím nástroji
• Stáhnu drát dolů do mezery v řezacím noži
• Trhnu drátem z druhého konce a odizoluji holý jeden palec drátu
• Opakuji postup pro druhou stranu drátu

S odizolovaným drátem na obou koncích zasunu holý konec drátu do hlavně nástroje pro balení drátu tak, aby odizolovaná část vystupovala ze zářezu na boku. Potom posunu špičku dolů na sloupek, několik otáček a držím nástroj volně, aby se mohl při navíjení zvednout.

Dobré připojení zanechá na sloupku asi 7 závitů drátu. Pokud jsou závity naskládány na sebe, netlačte na nástroj tak silně!

AKTUALIZACE: Několik z vás tvrdilo, že izolace by se měla omotat kolem sloupku pro odlehčení tahu. Přidal jsem dvě fotografie, abych ukázal rozdíl.

Krok 6: Omotání drátu celou deskou

To ukazuje desku poté, co jsem drát omotal všechna připojení. Cestou jsem udělal pár chyb, ale ty se daly snadno vrátit zpět oříznutím drátů a pomocí pinzety odvinout konce ze sloupků.

Doporučuji provést jednu část po druhé a zkontrolovat svou práci pomocí multimetru nebo zapnutím a testováním každé součásti. Je mnohem těžší opravit, když existuje několik vrstev drátů.

Můj hotový produkt vypadá trochu chaoticky, ale pokud chcete, můžete být o něco opatrnější při směrování nebo použít různé barvy, aby byly věci jasné.

I když to nevypadá hezky, je to mnohem robustnější než prkénko! Velkým bonusem však je, že pokud jej chcete kdykoli rozebrat, můžete to udělat snadno a bez poškození Arduino Nano nebo konektorů na jednotlivých deskách!

Krok 7: Kompatibilní projekty

Dokončená deska vám umožní realizovat tyto projekty:

• Tavicí digitální hodiny ve stylu 80. let
• Osvětlené duhové piano s Arduinem (vyžaduje externí komponenty)