Arduino Learner Kit (atvērtā koda): 7 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Ja esat iesācējs Arduino pasaulē un gatavojaties apgūt Arduino, iegūstot praktisku pieredzi, šī instrukcija un šis komplekts ir domāts jums. Šis komplekts ir arī laba izvēle skolotājiem, kuriem patīk vienkāršā veidā mācīt saviem studentiem Arduino.

Ja vēlaties apgūt Arduino, jums jāiekļauj šādas tēmas:

Digitālā izeja:

• Vairāku gaismas diodes vadīšana, izmantojot Arduino
• Signāla ģenerēšana, izmantojot skaņas signālu

Digitālā ieeja:

• Saskarnes pogas slēdzis, izmantojot Arduino
• DHT11 sensora saskarne, izmantojot Arduino

Analogā ievade:

• Analogo datu nolasīšana no potenciometra
• Saskarne ar LM35 temperatūras sensoru, izmantojot Arduino

Analogā izeja (izmantojot PWM):

Vairāku krāsu ģenerēšana, izmantojot RGB LED

SPI komunikācija:

• Saskarne ar 74HC595 maiņu reģistru ar Arduino
• Saskarne MAX7219CNG ar Arduino, lai vadītu DOT Matrix displeju vai vairāku septiņu segmentu displeju, izmantojot tikai 3 Arduino tapas.

I2C komunikācija:

Datuma un laika nolasīšana no DS1307 reālā laika pulksteņa

UART komunikācija:

Saskarne ar GROVE GPS un Bluetooth moduli ar Arduino

Displeja saskarne:

Braukšana ar 16 X 2 rakstzīmju LCD displeju, izmantojot Arduino

Multipleksēšana:

Vairāku septiņu segmentu displeja vadīšana, izmantojot minimālo Arduino tapu skaitu

Jums būs interesanti zināt, ka komplekts ir paredzēts, lai eksperimentētu ar visām iepriekš minētajām tēmām. Tātad, tas var būt ideāls mācību komplekts Arduino programmēšanas apguvei

[Komplektā ietilpst 6 zaļas gaismas diodes, 1 RGB gaismas diode, 1 potenciometrs, 1 LM35 sensors, 1 DHT11 sensors, 4 pogu slēdzis, 4 septiņu segmentu displejs, 1 8X8 punktu matricas displejs, 1 MAX7219CNG IC, 1 74HC595 maiņu reģistrs, 1 skaņas signāls, 1 16X2 LCD displejs, 1 DS1307 RTC, 3 Grove universālais savienotājs.]

Vairs nav atsevišķa vairoga vai moduļa, vairs nav pretīgas elektroinstalācijas ceļā, lai apgūtu Arduino

Noskatieties demonstrācijas video:

1. darbība. Materiālu saraksts (BOM)

Komplekta izgatavošanai būs nepieciešami šādi komponenti:

Sl. Nē.	Komponenta nosaukums	Daudzums	Kur nopirkt
1.	Arduino Nano	1	gearbest.com
2.	16 X 2 rakstzīmju LCD	1	gearbest.com
3.	32 mm 8 X 8 vienkrāsains punktu matricas displejs	1	gearbest.com
4.	0,56 collu 4 ciparu septiņu segmentu displejs (CC)	1	aliexpress.com
5.	DHT11 temperatūras un mitruma sensors	1	gearbest.com
7.	LM35 temperatūras sensors	1	aliexpress.com
8.	5 mm LED	6
9.	10K potenciometrs	1	aliexpress.com
10.	5K apgriešanas katls	1
11.	MAX7219 LED draivera IC	1	aliexpress.com
12.	74HC595 Maiņu reģistra IC	1	aliexpress.com
13.	DS1307 RTC IC	1	aliexpress.com
14.	BC547 vispārējas nozīmes NPN tranzistors	4
15.	LM7805 5V lineārais regulators IC	1
16.	6 mm taustes taustiņu slēdzis	4
17.	RGB LED (Piranha) kopējais anods	1
18.	5 V pjezo skaņas signāls	1
19.	CR2032 monētu šūnu baterija	1
20.	4 Sazinieties ar DIP slēdzi	1
21.	16 kontaktu IC bāze	1
22.	8 kontaktu IC bāze	1
23.	24 kontaktu IC bāze	1
24.	Universālais Grove savienotājs	3
25.	CR2032 akumulatora turētājs	3
26.	Sieviešu tapas galvene	4
27.	Vīriešu tapas galvene	1
28.	220 omu rezistors	20
29.	4,7K rezistors	6
30.	100 omu rezistors	1
31.	10K omu rezistors	5
32.	4,5 X 5 collu abpusēja vara pārklāta tāfele	1	gearbest.com

Būs nepieciešami šādi rīki:

Sl. Nē.	Rīku nosaukums	Daudzums	Kur nopirkt
1.	Lodēšanas stacija	1	gearbest.com
2.	Digitālais multimetrs	1	gearbest.com
3.	PCB Claw	1	gearbest.com
4.	Stiepļu griezējs	1	gearbest.com
5.	Atkausēšanas sūkšanas sūknis	1	gearbest.com

2. darbība. Shēmas izstrāde

Tas ir vissvarīgākais komplekta izgatavošanas solis. Pilns shēmas un plates izkārtojums tika izstrādāts, izmantojot Eagle cad. Es veidoju shematisko daļu pa daļām, lai tā būtu viegli saprotama un jūs to varētu viegli mainīt atbilstoši savām prasībām.

Šajā sadaļā es izskaidrošu katru daļu atsevišķi.

LCD savienojums

Šajā sadaļā es paskaidrošu, kā savienot LCD (šķidro kristālu displeju) ar Arduino plati. Šādi LCD ir ļoti populāri un plaši izmantoti elektronikas projektos, jo tie ir piemēroti, lai parādītu informāciju, piemēram, jūsu projekta sensoru datus, kā arī ir ļoti lēti.

Tam ir 16 tapas, un pirmais no kreisās uz labo ir zemējuma tapa. Otrā tapa ir VCC, kuru mēs savienojam ar 5 voltu tapu Arduino panelī. Nākamais ir Vo tapa, uz kuras mēs varam pievienot potenciometru displeja kontrasta kontrolei.

Pēc tam RS tapa vai reģistra atlases tapa tiek izmantota, lai izvēlētos, vai mēs nosūtīsim komandas vai datus uz LCD. Piemēram, ja RS tapa ir iestatīta uz zemu stāvokli vai nulles voltiem, tad mēs LCD nosūtām komandas, piemēram: iestatiet kursoru uz noteiktu vietu, notīriet displeju, izslēdziet displeju un tā tālāk. Un, kad RS tapa ir iestatīta uz augstu stāvokli vai 5 voltiem, mēs nosūtām datus vai rakstzīmes uz LCD.

Tālāk nāk R / W tapa, kas izvēlas režīmu, vai mēs lasīsim vai rakstīsim LCD. Šeit rakstīšanas režīms ir acīmredzams, un to izmanto komandu un datu rakstīšanai vai nosūtīšanai uz LCD. Lasīšanas režīmu LCD izmanto pats, izpildot programmu, par kuru mums nav jāapspriež šajā apmācībā.

Nākamais ir E tapa, kas ļauj ierakstīt reģistros, vai nākamās 8 datu tapas no D0 līdz D7. Tātad, izmantojot šīs tapas, mēs sūtām 8 bitu datus, rakstot reģistrus, vai, piemēram, ja displejā vēlamies redzēt pēdējo lielo burtu A, mēs nosūtīsim reģistriem 0100 0001 saskaņā ar ASCII tabulu.

Un pēdējās divas tapas A un K, vai anoda un katoda ir paredzētas LED apgaismojumam. Galu galā mums nav daudz jāuztraucas par to, kā darbojas LCD, jo šķidro kristālu bibliotēka rūpējas par gandrīz visu. Arduino oficiālajā vietnē varat atrast un redzēt bibliotēkas funkcijas, kas ļauj ērti izmantot LCD. Mēs varam izmantot bibliotēku 4 vai 8 bitu režīmā. Šajā komplektā mēs to izmantosim 4 bitu režīmā vai vienkārši izmantosim 4 no 8 datu tapām.

Tātad, no iepriekš minētā skaidrojuma, ķēdes savienojums ir acīmredzams. Etiķetes LCD tika iegūts no ieslēgšanas slēdža, caur kuru LCD var iespējot vai atspējot. Anoda tapa ir savienota caur 220 omu rezistoru, lai aizsargātu pretgaismas vadu no degšanas. Mainīgs spriegums tiek piegādāts LCD VO tapai, izmantojot 10K potenciometru. R/W tapa ir pievienota zemei, jo mēs rakstām tikai LCD. Lai parādītu datus no Arduino, mums ir jāpievieno RS, E, DB4-DB7 tapas Arduino, tāpēc šīs tapas ir savienotas ar 6 kontaktu savienotāju.

Septiņu segmentu displeja savienojums

Septiņu segmentu displejs (SSD) jeb septiņu segmentu indikators ir elektroniskās displeja ierīces forma decimālo ciparu parādīšanai, kas ir alternatīva sarežģītākiem punktu matricas displejiem. Septiņu segmentu displeji tiek plaši izmantoti digitālajos pulksteņos, elektroniskajos skaitītājos, pamata kalkulatoros un citās elektroniskās ierīcēs, kas parāda ciparu informāciju.

Šajā komplektā es izmantoju 4 ciparu 7 segmentu displeju, un displeja vadīšanai tiks izmantota multipleksēšanas tehnika. Četrciparu 7 segmentu LED displejam ir 12 tapas. 8 no tapām ir paredzētas 8 gaismas diodēm katrā no 7 segmenta displejiem, kas ietver A-G un DP (aiz komata). Pārējās 4 tapas apzīmē katru no 4 cipariem no D1-D4.

Katrs displeja moduļa segments ir multipleksēts, kas nozīmē, ka tam ir vienādi anoda savienojuma punkti. Un katram no četriem moduļa cipariem ir savs katoda savienojuma punkts. Tas ļauj katru ciparu neatkarīgi ieslēgt vai izslēgt. Arī šī multipleksēšanas tehnika pārvērš milzīgo mikrokontrolleru tapu daudzumu, kas nepieciešams displeja vadīšanai, vienpadsmit vai divpadsmit (trīsdesmit divu vietā)!

Multipleksēšana ir vienkārša - displejā parādiet vienu ciparu vienlaikus un ļoti ātri pārslēdzieties starp displeja vienībām. Redzes noturības dēļ cilvēka acs nevar atšķirt, kurš displejs ir ieslēgts/izslēgts. Cilvēka acs tikai vizualizē, ka visas 4 displeja vienības ir ieslēgtas visu laiku. Pieņemsim, ka mums ir jāparāda 1234. Vispirms mēs ieslēdzam segmentus, kas attiecas uz “1”, un ieslēdzam 1. displeja bloku. Pēc tam mēs nosūtām signālus, lai parādītu “2”, izslēdzam pirmo displeja bloku un ieslēdzam otro displeja bloku. Mēs atkārtojam šo procesu nākamajiem diviem cipariem, un pārslēgšanās starp displeja vienībām jāveic ļoti ātri (apmēram vienas sekundes laikā). Tā kā mūsu acis vienas sekundes laikā nevar izvēlēties izmaiņas, kas atkārtojas jebkurā objektā, mēs redzam, ka displejā vienlaikus parādās 1234.

Tātad, savienojot zemē esošos ciparus, mēs kontrolējam, kurš cipars tiks ieslēgts. Katra Arduino tapa var iztukšot (saņemt) maksimālo 40 mA strāvu. Ja ir ieslēgti visi viena ciparu segmenti, mums ir 20 × 8 = 160 mA, kas ir par daudz, tāpēc mēs nevaram savienot parastos katodus tieši ar Arduino portiem. Tāpēc kā slēdžus esmu izmantojis BC547 NPN tranzistorus. Tranzistors ir ieslēgts, kad pie pamatnes tiek pielikts pozitīvs spriegums. Lai ierobežotu strāvu, es izmantoju 4,7K rezistoru līdz tranzistora pamatnei.

DS1307 RTC savienojums

Kā norāda nosaukums, reālā laika pulkstenis tiek izmantots, lai reģistrētu laiku un parādītu laiku. To izmanto daudzās digitālās elektroniskās ierīcēs, piemēram, datoros, elektroniskajos pulksteņos, datumu reģistrētājos un situācijās, kad jums ir jāseko līdzi laikam. viena no lielajām reālā laika pulksteņa priekšrocībām ir tā, ka tā arī reģistrē laiku pat tad, ja nav pieejams barošanas avots. Tagad jautājums ir par to, kā tāda elektronikas ierīce kā reālā laika pulkstenis var darboties, neizmantojot barošanas avotu. Tā kā tajā ir maza, aptuveni 3-5 voltu jaudas šūna, kas var darboties gadiem ilgi. Tā kā reālā laika pulkstenis patērē minimālu enerģijas daudzumu. Tirgū ir pieejamas daudzas īpašas integrālās shēmas, kuras tiek izmantotas reāllaika pulksteņa izgatavošanai, pievienojot nepieciešamās elektroniskās sastāvdaļas. Bet komplektā es izmantoju DS1307 reālā laika pulksteni IC.

DS1307 ir reālā laika pulksteņa IC, ko izmanto, lai skaitītu sekundes, minūtes, stundas, dienas, mēnešus jebkurā gadā. Arduino nolasa laika un datuma vērtības no DS1307, izmantojot I2C sakaru protokolu. Tam ir arī iespēja reģistrēt precīzu laiku strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Tas ir 8 bitu IC. To izmanto reālā laika pulksteņa izgatavošanai, izmantojot dažas citas elektroniskas sastāvdaļas. DS1307 tapas konfigurācija ir parādīta zemāk:

Pirmo un otro tapu (X1, X2) izmanto kristāla oscilatoram. Kristāla oscilatora vērtība, ko parasti izmanto kopā ar DS1307, ir 32,768k Hz. Trešo tapu izmanto akumulatora rezerves kopēšanai. Tās vērtībai jābūt starp 3-5 voltiem. ja spriegums pārsniedz 5 voltus, DS1307 var pastāvīgi sadedzināt. Parasti monētu elementu akumulatoru izmanto, lai izsekotu laiku DS1307 strāvas padeves pārtraukuma gadījumā. Pēc strāvas padeves DS1307 parāda pareizo laiku rezerves akumulatora dēļ. 4. un 8. tapa ir paredzēta barošanai. 5. un 6. tapa tiek izmantota, lai sazinātos ar citām ierīcēm, izmantojot I2C sakaru protokolu. 5. tapa ir sērijas datu tapa (SDA), un 6. tapa ir sērijas pulkstenis (SCL). Abām tapām ir atvērta kanalizācija, un tām ir nepieciešams ārējs uzvilkšanas rezistors. Ja jūs nezināt par I2C komunikāciju, iesaku par to uzzināt. Pin 7 SWQ/OUT Square Wave/Output Driver. Ja tas ir iespējots, SQWE bits ir iestatīts uz 1, SQW/OUT tapa izvada vienu no četrām kvadrātveida viļņu frekvencēm (1 Hz, 4 kHz, 8 kHz, 32 kHz). SQW/OUT tapa ir atvērta kanalizācijā, un tai ir nepieciešams ārējs uzvilkšanas rezistors. SQW/OUT darbojas, izmantojot VCC vai VBAT. LED un 220 omu rezistors virknē, kas saistīts ar VCC, radīs 1 HZ mirgošanu. Tas ir labs veids, kā noteikt, vai pulksteņa mikroshēma darbojas.

74HC595 maiņu reģistra savienojums

74HC595 ir noderīgs, ja uzskatāt, ka jums ir nepieciešams vairāk izvades, nekā ir pieejams jūsu mikrokontrollerī; Ir pienācis laiks padomāt par sērijveida maiņu reģistra, piemēram, šīs mikroshēmas, izmantošanu.

Izmantojot dažas no esošajām mikrokontrollera izejām, varat pievienot vairākus 595, lai palielinātu izejas ar 8 reizinājumiem; 8 izejas uz 595. Pievienojot vairāk 595, jūs vairs neizmantojat esošās mikrokontrollera izejas tapas.

74HC595 ir sērijveida paralēlas maiņas reģistrs vai SIPO (Serial In Parallel Out) ierīce, lai palielinātu mikrokontrollera izeju skaitu. Tā vienkārši ir atmiņas ierīce, kas secīgi glabā katru tai nodoto datu bitu. Jūs nosūtāt tiem datus, datu ievadē uzrādot datu bitu un piegādājot pulksteņa signālu. Katrā pulksteņa signālā dati tiek nodoti pa d-veida ķēdi-katra d-tipa izeja tiek ievadīta nākamā ieejā.

Lai sāktu ar 74HC595, tapas 16 (VCC) un 10 (SRCLR) jāpievieno 5V, bet tapas 8 (GND) un 13 (OE) - zemei. Tam vajadzētu saglabāt IC normālā darba režīmā. 11., 12. un 14. tapa jāpievieno trim Arduino digitālajām tapām, lai datus pārsūtītu uz IC no Arduino.

Punktu matrica un MAX7219CNG savienojums

Punktu matrica ir divdimensiju rakstains LED masīvs, ko izmanto, lai attēlotu rakstzīmes, simbolus un attēlus. Gandrīz visās mūsdienu displeja tehnoloģijās tiek izmantotas punktu matricas, tostarp mobilie tālruņi, televizors utt. Ja jums patīk spēlēties ar gaismas diodēm, punktu matricas displejs ir domāts jums.

Tipiskā 8x8 punktu matricas vienībā ir 64 gaismas diodes, kas izvietotas plaknē. Jūs varat iegūt divu veidu punktu matricas. Viens, kas nāk kā vienkārša viena matrica ar 16 tapām, lai kontrolētu masīva rindas un kolonnas. Tas izmantotu daudz vadu, un lietas var kļūt daudz nekārtīgākas.

Lai vienkāršotu šīs lietas, tas ir pieejams arī integrēts ar MAX7219 draiveri, kuram ir 24 tapas. Beigās jums ir 5 tapas, lai izveidotu savienojumu ar savu I/O, kas ievērojami atvieglo jūsu darbu. Ir 16 izejas līnijas no 7219, kas vada 64 atsevišķas gaismas diodes. Redzes noturība tiek izmantota, lai liktu, ka gaismas diodes deg visu laiku, bet patiesībā tās nav. Izmantojot kodu, varat arī kontrolēt gaismas diodes spilgtumu.

Šis mazais IC ir 16 bitu sērijas maiņu reģistrs. Pirmie 8 biti norāda komandu, bet pārējie 8 biti tiek izmantoti, lai norādītu komandas datus. Īsumā, MAX7219 darbību var apkopot šādi: Mēs zinām, ka mūsu acis atceras zibspuldzi apmēram 20 ms. Vadītājs mirgo ar gaismas diodēm ar ātrumu, kas lielāks par 20 ms, kas liek mums justies, ka gaisma nekad nenodziest. Tādā veidā 16 tapas kontrolē 64 gaismas diodes.

Moduļa VCC un GND iet uz Arduino 5V un GND tapām, un trīs pārējās tapas - DIN, CLK un CS - uz jebkuru Arduino plates digitālo tapu. Ja mēs vēlamies savienot vairāk nekā vienu moduli, mēs vienkārši pievienojam iepriekšējā sadalīšanas paneļa izejas tapas pie jaunā moduļa ieejas tapām. Patiesībā šīs tapas ir vienādas, izņemot to, ka iepriekšējās plates DOUT tapa iet uz jaunās plates DIN tapu.

3. darbība. Plāksnes izkārtojuma (PCB) projektēšana

Ja vēlaties padarīt savu dizainu pievilcīgāku, nākamais solis ir PCB. Ar PCB palīdzību mēs varam izvairīties no bieži sastopamām problēmām, piemēram, trokšņa, izkropļojumiem, nepilnīga kontakta utt. Turklāt, ja vēlaties ar savu dizainu kļūt komerciāls, jāizmanto atbilstoša shēmas plate.

Bet daudziem cilvēkiem, īpaši iesācējiem, būs grūti izveidot shēmas plates, jo viņi to uzskata par garlaicīgu darbu un prasa ārkārtējas zināšanas shēmas plates projektēšanā. Drukātās shēmas plates projektēšana patiesībā ir vienkārša (jā, tai nepieciešama zināma prakse un pūles).

Ņemiet vērā, ka shēmas uzdevums ir tikai definēt daļas un savienojumus starp tām. Tikai dēļa izkārtojumā nav nozīmes tam, kur daļas fiziski nonāk. Shēmās detaļas ir izkārtotas tur, kur tām ir elektriskā nozīme, uz dēļiem - tās, kur tām ir fiziska jēga, tāpēc rezistors, kas atrodas blakus shēmas daļai, var nonākt pēc iespējas tālāk no šīs daļas valdē.

Parasti, izkārtojot dēli, vispirms ievietojat detaļas, kurām ir noteiktas atrašanās vietas, piemēram, savienotāji. Pēc tam sagrupējiet visas daļas, kurām loģiski ir jēga, un pārvietojiet šīs kopas tā, lai tās radītu mazāko šķērsoto nevirzīto līniju daudzumu. No šī brīža paplašiniet šīs kopas, pārvietojot visas detaļas pietiekami tālu viena no otras, lai tās nepārkāptu nekādus projektēšanas noteikumus un tām būtu minimāli novirzīti pēdas.

Viena lieta ar iespiedshēmas plates ir tā, ka tām ir divas puses. Tomēr parasti jūs maksājat par izmantoto slāni, un, ja jūs gatavojat šo dēli mājās, iespējams, varēsit droši izgatavot tikai vienpusējus dēļus. Caur caurumu detaļu lodēšanas loģistikas dēļ tas nozīmē, ka mēs vēlamies izmantot PCB apakšējo daļu. Izmantojiet komandu Spogulis un noklikšķiniet uz virsmas montāžas detaļām, lai tās pārslēgtu uz apakšējo slāni. Lai labotu detaļu orientāciju, iespējams, būs jāizmanto komanda Pagriezt vai Pārvietot. Kad esat izkārtojis visas daļas, palaidiet komandu Ratsnest. Ratsnest pārrēķina īsāko ceļu visiem neizvadītajiem vadiem (gaisa vadiem), un tam vajadzētu netīrumus ekrānā iztīrīt par diezgan lielu summu.

Pēc PCB izstrādes jums ir jāizdrukā dizains. Lai gan internetā ir pieejamas daudzas apmācības, labas kvalitātes PCB izgatavošana ar rokām ir liels izaicinājums. Šajā projektā izmantotais PCB ir izdrukāts no JLCPCB. Drukas kvalitāte ir ļoti laba. Es saņēmu 12 dēļus, visi labi noslēgti vakuumā un ietīti burbulī. viss izskatās labi, precīzas pielaides pie lodēšanas maskas, skaidrs raksturs uz sieta ekrāna. Es pievienoju Graber failu, un jūs varat to tieši nosūtīt uz JLCPCB, lai iegūtu labas kvalitātes drukātu PCB.

JLCPCB ražo 5 gab PCB ar maksimālo izmēru 10cmx10cm tikai 2 dolāros. Šī ir lētākā cena, kādu esam redzējuši. Piegādes maksa ir arī zema salīdzinājumā ar citiem uzņēmumiem.

Lai pasūtītu, apmeklējiet JLCPCB vietni. Mājas lapā tiek parādīts piedāvājumu kalkulators, kas aizvedīs uz pasūtīšanas lapu. Kotēšanas kalkulatorā vienkārši ievadiet PCB izmēru, daudzumu, slāņus un biezumu.

Citāta lapā ir lielisks noklusējuma iestatījums iesācējiem, kuri nesaprot visus PCB ražošanas noteikumus un standartus. Piemēram, tādi termini kā Virsmas apdare, Zelta pirksti, materiāla detaļas utt., Var interesēt hobijus, tāpēc varat vienkārši izvairīties no šiem iestatījumiem. Noklusējuma iestatījums ir labs. Ja vēlaties uzzināt šo terminu nozīmi un uzzināt, kāda ir to nozīme jūsu PCB, varat vienkārši noklikšķināt uz jautājuma zīmes tieši virs noteikumiem.

Piemēram, JLCPCB ir labi izskaidrojis terminu Zelta pirksti, materiāla detaļas utt. Ja esat iesācējs, jums vienkārši jāiestata PCB izmēri, slāņi, krāsa, biezums un nepieciešamais daudzums. Citus noklusējuma iestatījumus var saglabāt tādus, kādi tie ir.

Jūs varat uzzināt vairāk no šīs pamācības.

4. solis: lodēšana (rezistors, tapas galvene un IC bāze)

Lodēšana ir viena no vissvarīgākajām prasmēm, kas nepieciešama elektronikas pasaulē. Abi iet kopā kā zirņi un burkāni. Un, lai gan ir iespējams uzzināt un veidot elektroniku, neņemot rokās lodāmuru, jūs drīz atklāsit, ka ar šo vienkāršo prasmi tiek atvērta pilnīgi jauna pasaule. Lodēšana ir vienīgais pastāvīgais veids, kā “piestiprināt” komponentus pie ķēdes. Un pamata lodēšana ir vienkārša. Viss, kas jums nepieciešams, ir lodāmurs un nedaudz lodēt. Kad mans tētis mani mācīja pusaudža gados, es atceros, ka to paņēmu diezgan ātri.

Pirms lodēšanas uzsākšanas jums ir nepieciešams sagatavot labu lodēšanu.

Kad gludeklis ir karsts, sāciet ar uzgaļa tīrīšanu, lai no tā noņemtu veco lodmetālu. Jūs varat izmantot mitru sūkli, vara tīrīšanas spilventiņu vai kaut ko līdzīgu.

Pirms sākat lodēt, lodēšanas dzelzs galu ir jānoskalo. Tādējādi uzgalis ātrāk pārnes siltumu un tādējādi atvieglo un ātrāku lodēšanu. Ja uz jūsu gala nokļūst alvas pilieni, izmantojiet sūkli, vara tīrīšanas spilventiņu vai vienkārši to sakratiet.

Tīra virsma ir ļoti svarīga, ja vēlaties spēcīgu, zemas pretestības lodēšanas savienojumu. Visas lodējamās virsmas ir labi jātīra. 3M Scotch Brite spilventiņi, kas iegādāti mājas labiekārtošanā, rūpniecības preču veikalā vai automobiļu virsbūvju veikalā, ir laba izvēle, jo tie ātri noņem virsmas notraipījumus, bet nenoberzē PCB materiālu. Ņemiet vērā, ka jūs vēlaties rūpnieciskus spilventiņus, nevis virtuves tīrīšanas paliktņus, kas piesūcināti ar tīrīšanas līdzekli/ziepēm. Ja uz jūsu dēļa ir īpaši sīkas nogulsnes, tad ir pieļaujama smalka tērauda vilnas šķira, taču esiet ļoti piesardzīgi uz dēļiem ar stingrām pielaidēm, jo smalkās tērauda skaidas var palikt starp spilventiņiem un caurumos. Kad esat notīrījis plāksni līdz spīdīgam varam, varat izmantot šķīdinātāju, piemēram, acetonu, lai notīrītu visus palikušos tīrīšanas paliktņa gabaliņus un noņemtu ķīmisko piesārņojumu no plāksnes virsmas. Metilhidrāts ir vēl viens labs šķīdinātājs un nedaudz mazāk smirdīgs nekā acetons. Ņemiet vērā, ka abi šie šķīdinātāji var noņemt tinti, tādēļ, ja jūsu dēlis ir ar zīda sietu, vispirms pārbaudiet ķimikālijas, pirms nolaižat visu dēli.

Es ceru, ka esat izpildījis visas iepriekš minētās formalitātes un esat gatavs izvietot komponentus uz PCB. Komplekts ir paredzēts detaļām ar caurumiem un PCB caurumiem, ievietojot detaļu savā caurumā.

Kad detaļa un tāfele ir iztīrīta, jūs esat gatavs novietot komponentus uz tāfeles. Ja jūsu ķēde nav vienkārša un tajā ir tikai daži komponenti, jūs, iespējams, neliksit visas sastāvdaļas uz tāfeles un lodēsit tās uzreiz. Visticamāk, jūs vienlaicīgi lodēsiet dažus komponentus, pirms apgriezīsiet dēli un uzliksiet vairāk. Kopumā vislabāk ir sākt ar mazākajiem un plakanākajiem komponentiem (rezistori, IC, signāla diodes utt.) Un pēc tam pēc mazo detaļu pabeigšanas strādāt pie lielākiem komponentiem (kondensatori, jaudas tranzistori, transformatori). Tas saglabā dēli salīdzinoši līdzenu, padarot to stabilāku lodēšanas laikā. Vislabāk ir arī līdz galam saglabāt sensitīvos komponentus (MOSFET, kontaktligzdas bez kontaktligzdas), lai samazinātu iespēju tos sabojāt pārējās ķēdes montāžas laikā. Pēc vajadzības salieciet vadus un ievietojiet detaļu caur atbilstošajiem caurumiem uz tāfeles. Lai lodēšanas laikā noturētu daļu vietā, iespējams, vēlēsities saliekt vadus tāfeles apakšā 45 grādu leņķī. Tas labi darbojas detaļām ar gariem vadiem, piemēram, rezistoriem. Sastāvdaļas ar īsiem vadiem, piemēram, IC ligzdas, var turēt vietā ar nelielu maskēšanas lenti, vai arī jūs varat saliekt vadus uz leju, lai tos piestiprinātu pie datora plates paliktņiem.

Uz gludekļa gala uzklājiet ļoti mazu lodēšanas daudzumu. Tas palīdz novadīt siltumu uz detaļu un plāksni, bet savienojums nebūs lodmetāls. Lai sasildītu savienojumu, dzelzs galu novietojiet tā, lai tas atbilstu gan detaļas vadam, gan plāksnei. Ir ļoti svarīgi uzsildīt svinu un dēli, pretējā gadījumā lodēšana vienkārši sakritīs un atteiksies pie neapsildītā priekšmeta. Nelielais lodēšanas daudzums, ko uzklājāt uzgaļa pirms savienojuma sildīšanas, palīdzēs saskarties starp plāksni un vadu. Parasti savienojums ir pietiekami karsts, lai lodētu, bet tas aizņem vienu sekundi vai divas, bet lielākas sastāvdaļas un biezāki spilventiņi/pēdas absorbēs vairāk siltuma un var palielināt šo laiku. Ja redzat, ka laukums zem spilventiņa sāk burbuļot, pārtrauciet sildīšanu un noņemiet lodāmurs, jo jūs pārkarsējat spilventiņu un tas var pacelties. Ļaujiet tai atdzist, pēc tam uzmanīgi vēlreiz uzkarsējiet daudz mazāk laika.

Vienmēr pārliecinieties, ka uzliekat pietiekami daudz siltuma, pretējā gadījumā jūs varat iegūt “aukstu lodēšanas savienojumu”. Šāds lodēšanas savienojums varētu izskatīties labi, faktiski nenodrošinot vēlamo savienojumu. Tas var izraisīt nopietnu vilšanos, ja jūsu ķēde nedarbojas un jūs mēģināt saprast, kāpēc;) Kad paskatāties uz auksta lodēšanas savienojumu tuvu, jūs redzēsit, ka tam ir neliela atstarpe starp lodmetālu un pin.

Ja esat apmierināts ar lodēšanu, nogrieziet detaļas vadu virs lodēšanas savienojuma.

Lodēšanas laikā es ievēroju visus iepriekš minētos padomus. Vispirms es novietoju visus rezistorus uz tāfeles un pielodēju. Tad es ievietoju IC bāzi visam IC un rūpīgi lodēju. IC lodēšanai ir prātīgi izmantot IC ligzdu. Daži IC sabojājas, ja lodāmurs ir pārāk karsts. Tad es lodēju akumulatora korpusu, Grove savienotājus un tapas.

Lai uzzinātu vairāk par PCB komponenta ievietošanu un lodēšanu, varat izlasīt šo jauko pamācību:

5. solis: lodēšana (LED un slēdzis)

Pēc visu rezistoru, tapu galvu un IC bāzes lodēšanas ir īstais laiks lodēt LED un slēdžus. Komplektā ir sešas 5 mm gaismas diodes, un visas ir ievietotas vienā rindā. Tad es ievietoju 4 taustes pogas slēdzi.

Vispirms lodējiet mazas detaļas. Lodēšanas rezistori, džemperi, diodes un citas sīkas detaļas, pirms lodējat lielākas detaļas, piemēram, kondensatorus un tranzistorus. Tas ievērojami atvieglo montāžu. Pēdējās instalējiet jutīgās sastāvdaļas. Instalējiet CMOS IC, MOSFET un citas statiski jutīgas sastāvdaļas, lai tās nesabojātu citu detaļu montāžas laikā.

Lai gan lodēšana parasti nav bīstama darbība, ir jāpatur prātā dažas lietas. Pirmais un acīmredzamākais ir tas, ka tas ietver augstu temperatūru. Lodāmurs būs 350F vai augstāks, un tas ļoti ātri izraisīs apdegumus. Noteikti izmantojiet statīvu, lai atbalstītu gludekli, un turiet vadu prom no intensīvas satiksmes zonām. Lodmetāls pats var pilēt, tāpēc ir lietderīgi izvairīties no lodēšanas virs atklātām ķermeņa daļām. Vienmēr strādājiet labi apgaismotā vietā, kur jums ir vieta detaļu izvietošanai un pārvietošanai. Izvairieties no lodēšanas ar seju tieši virs locītavas, jo plūsmas un citu pārklājumu izgarojumi kairinās elpošanas ceļus un acis. Lielākajā daļā lodmetālu ir svins, tāpēc, strādājot ar lodmetālu, jāizvairās no pieskaršanās sejai un vienmēr jāmazgā rokas pirms ēšanas.

6. solis: lodēšana (septiņu segmentu, LCD un punktu matrica)

Šis ir pēdējais lodēšanas posms. Šajā posmā mēs lodēsim trīs lielas sastāvdaļas (septiņu segmentu displejs, punktu matricas displejs un LCD displejs). Pirmkārt, pie tāfeles pielodēju septiņu segmentu displeju, jo tas ir mazākais un mazāk jutīgs. Tad es ievietoju punktu matricas displeju. Pēc punktu matricas displeja lodēšanas es ievietoju pēdējo komponentu, LCD displeju pie tāfeles. Pirms LCD ievietošanas pie tāfeles es vispirms pielodēju tērauda tapas galviņu pie LCD un pēc tam ievietoju pie galvenās PCB plates. Lodēšanas darbs tiek veikts ar LCD lodēšanu.

Kad esat izgatavojis visus lodēšanas savienojumus, laba prakse ir notīrīt no plātnes visus liekos plūsmas atlikumus. Dažas plūsmas ir hidroskopiskas (tās absorbē ūdeni) un var lēnām absorbēt pietiekami daudz ūdens, lai kļūtu nedaudz vadošas. Tas var būt nozīmīgs jautājums naidīgā vidē, piemēram, automobiļu lietojumprogrammās. Lielākā daļa plūsmu viegli iztīrās, izmantojot metilhidrātu un lupatu, bet dažiem būs nepieciešams spēcīgāks šķīdinātājs. Izmantojiet atbilstošu šķīdinātāju, lai noņemtu plūsmu, pēc tam nosusiniet dēli ar saspiestu gaisu.

7. solis: pilns komplekts

Es ceru, ka esat pabeidzis visas iepriekš minētās darbības. Apsveicam! Jūs esat izveidojis savu Arduino Nano Learner Kit. Tagad jūs varat ļoti viegli izpētīt Arduino pasauli. Lai apgūtu Arduino programmēšanu, jums nav jāpērk cits vairogs vai modulis. Komplektā ietilpst viss, kas nepieciešams izglītojamam.

Izmantojot komplektu, jūs varat ļoti viegli izveidot šādus projektus. Nav nepieciešama papildu ierīce vai sastāvdaļa. Pat dēlis prasa ļoti maz vienkāršu savienojuma savienojumu.

1. Jūs varat izveidot termometru, izmantojot LM35 un septiņu segmentu displeju
2. Jūs varat izveidot temperatūras un mitruma mērītāju, izmantojot DHT11 un LCD displeju
3. Izmantojot pogas un skaņas signālu, varat izgatavot vienkāršas klavieres
4. Jūs varat izveidot digitālo pulksteni, izmantojot RTC un LCD/Seven Segment. Modinātāju var pievienot arī, izmantojot signālu. Laika pielāgošanai un konfigurēšanai var izmantot četras pogas.
5. Jūs varat izveidot analogo pulksteni, izmantojot RTC un punktu matricas displeju
6. Jūs varat izveidot spēli, izmantojot pogas un punktu matricas displeju.
7. Jūs varat savienot jebkuru Grove moduli, piemēram, Grove Bluetooth, dažādus Grove Sensor utt.

Es minēju tikai dažus iespējamos variantus. Izmantojot komplektu, varat izveidot daudz vairāk. Nākamajā solī es parādīšu dažus piemērus, izmantojot komplektu ar Arduino skici.