Laboratori Arduino portàtil: 25 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Hola a tothom….

Tots coneixen Arduino. Bàsicament és una plataforma de prototipatge electrònic de codi obert. És un ordinador de microcontrolador de placa única. Està disponible en diferents formes Nano, Uno, etc … Tots s’utilitzen per fer projectes electrònics. L’atracció d’Arduino és que és senzill, fàcil d’utilitzar, de codi obert i econòmic. Està dissenyat per a tothom que no estigui familiaritzat amb l'electrònica. Per tant, és àmpliament utilitzat per estudiants i aficionats per realitzar els seus projectes més atractius.

Sóc estudiant electrònic, per tant, estic familiaritzat amb Arduino. Aquí he modificat l'Arduino Uno per a usuaris d'Arduino que no provenen de fons electrònic (ni de tots). Així doncs, aquí vaig convertir la placa Arduino Uno en un "Portable Arduino Lab". Ajuda a tothom que ho necessiti portàtil. Els problemes associats a la placa Arduino és que necessita una font d’alimentació externa i és una PCB nua, per la qual cosa l’ús aproximat fa malbé la PCB. Per tant, aquí afegeixo una font d'alimentació interna amb funcions múltiples i proporciono una cobertura protectora a tot el circuit. Així, per aquest mètode vaig crear un "Portable Arduino Lab" per a tots. Així doncs, vaig crear un laboratori electrònic que s’adapta a la butxaca. Si no esteu a casa o al laboratori, però necessiteu provar una nova idea al circuit, això ho farà pràctic. Si us agrada, llegiu els passos per fer …

Pas 1: pla complet

El meu pla és afegir una font d'alimentació i una tapa per al conjunt. Per tant, primer planegem la font d'alimentació.

Font d'alimentació

Per alimentar l’Arduino afegim una cèl·lula d’ions Li. Però la seva tensió és de només 3,7 V. Però necessitem un subministrament de 5V, de manera que afegim un convertidor d’augment que faci 5V de 3,7V. Per carregar la cèl·lula de ions de Li afegiu un circuit de carregador intel·ligent que mantingui la cèl·lula de ions de Li en bones condicions. Per indicar l’estat de baixa tensió de la bateria, afegiu un circuit addicional per indicar que necessita una càrrega. Aquesta és la secció de planificació de l’alimentació.

Aquí només utilitzem components SMD per a aquest projecte. Perquè necessitem un PCB de mida petita. A més, aquest treball SMD millora les teves habilitats. El següent és el recobriment protector.

Cobertura protectora

Per a cobertes protectores, tinc previst utilitzar plaques de nom de plàstic. La forma planejada és rectangular i fa forats per als ports d'E / S i el port USB. A continuació, planegeu afegir adhesius de plàstic de color com a obra d’art per millorar la bellesa.

Pas 2: materials utilitzats

Arduino Uno

Tauler d’anuncis de plàstic negre

Adhesius de plàstic (de diferents colors)

Cèl·lula d’ions Li

Cobert de coure

Components electrònics: CI, resistències, condensadors, díodes, inductors, L. E. D (tots els valors es donen al diagrama del circuit)

Fevi-quick (cola instantània)

Soldar

Flux

Cargols

Cinta de doble cara, etc.

Els components electrònics, com ara resistències, condensadors, etc., provenen de plaques de circuits antigues. Redueix el projecte i dóna una terra sana millor reduint els residus. El vídeo sobre la desoldadura SMD es presenta més amunt. Si us plau, mireu-lo.

Pas 3: eines utilitzades

Les eines que faig servir en aquest projecte es donen a les imatges anteriors. Escolliu les eines més adequades per a vosaltres. A continuació es mostra la llista d’eines que faig servir.

Estació de soldadura

Perforadora amb broca

Alicates

Tornavís

Decapant de filferro

Tisores

Regle

Dossier

Serra mecànica

Pinces

Punxonadora de paper, etc.

Important: - Utilitzeu les eines amb cura. Eviteu els accidents derivats de les eines.

Pas 4: disseny de diagrames de circuits i PCB

El diagrama de circuits es dóna més amunt. Dibuixo l’esquema del circuit al programari EasyEDA. A continuació, el circuit es converteix en disseny de PCB mitjançant el mateix programari i el disseny es mostra més amunt. També es dóna el fitxer Gerber i el disseny del circuit PDF que es mostra a continuació com a fitxers descarregables.

Detalls del circuit

La primera part és que el circuit de protecció de la bateria conté un IC DW01 i un mosfet IC 8205SS. S'utilitza per a protecció contra curtcircuits, protecció contra càrrega de sobretensió i protecció contra descàrrega profunda. Totes aquestes funcions proporcionades per l'IC i l'IC controlen el mosfet per ON / OFF la bateria. Els mosfets també tenen diodes de polarització inversa internament per carregar la bateria sense cap problema. Si esteu interessats a saber-ne més, visiteu el meu BLOG, a continuació es mostra l’enllaç, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html

La segona part és el circuit de càrrega cel·lular. La cèl·lula d’ions Li necessita una cura especial per a la seva càrrega. Per tant, aquest IC de càrrega TP4056 controla el seu procés de càrrega de manera segura. El seu corrent de càrrega es fixa a 120 mA i atura el procés de càrrega quan la cèl·lula arriba a 4,2 V. També té 2 LED d'estat per indicar l'estat de càrrega i càrrega completa. Si esteu interessats a saber-ne més, visiteu el meu BLOG, a continuació es mostra l’enllaç, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using-tp4056.html

La tercera part és el circuit d’indicació de la bateria baixa. Està dissenyat mitjançant el cablejat de l’ampli operatiu LM358 com a comparador. Indica per encendre el led quan la cel·la necessita carregar-se.

L’última part és el convertidor d’augment de 5V. Augmenta el voltatge de la cèl·lula de 3,7 V a 5 V per Arduino. Està dissenyat mitjançant MT3608 IC. És un convertidor d’augment de 2A. Augmenta la baixa tensió utilitzant components externs com inductor, díode i condensador. Si esteu interessats en saber més sobre el convertidor d’impuls i el circuit, visiteu el meu BLOG, a continuació es mostra l’enllaç, 0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a-boost-converter-simple.html

Tràmits

Imprimiu el disseny del PCB en un paper brillant (paper fotogràfic) mitjançant una màquina de fotòstat o una impressora làser

Talleu-lo en dissenys individuals amb tisores

Trieu-ne un de bo per processar-lo posteriorment

Pas 5: transferència de tòner (emmascarament)

És un mètode per transferir la disposició de PCB impresa al revestiment de coure per al procés de gravat en fabricació de PCB. La disposició del paper fotogràfic es transfereix al revestiment de coure mitjançant un tractament tèrmic amb l’ajuda d’una caixa de ferro. A continuació, es retira el paper amb aigua, en cas contrari no obtindrem un disseny perfecte sense cap dany. A continuació es dóna el procediment assenyalat.

Agafeu una mida de coure necessària revestida

Suavitzeu les vores amb paper de sorra

Netejar la cara de coure amb paper de vidre

Apliqueu el disseny imprès al revestiment de coure tal com es mostra a la imatge i enganxeu-lo al seu lloc mitjançant cinta violoncel

Cobriu-lo fent servir un altre paper com el de notícies

Escalfeu-lo (al costat on es col·loca el paper imprès) fent servir una caixa de ferro durant uns 10-15 min

Espereu una estona perquè es refredi

A continuació, poseu-lo en aigua

Després d’un minut, traieu el paper fent servir els dits amb cura

Comproveu si hi ha defectes, si n’hi ha, repetiu aquest procés

El procés de transferència de to (emmascarament) ja està acabat

Pas 6: Gravat

És un procés químic per eliminar el coure no desitjat del coure revestit segons el disseny del PCB. Per a aquest procés químic necessitem una solució de clorur fèrric (solució de gravat). La solució dissol el coure no emmascarat a la solució. Així, per aquest procés obtenim un PCB com en el disseny del PCB. A continuació es mostra el procediment d’aquest procés.

Agafeu el PCB emmascarat que es fa al pas anterior

Preneu pols de clorur fèrric en una caixa de plàstic i dissoleu-lo a l’aigua (la quantitat de pols determina la concentració, la concentració és més alta fixant el procés, però en algun moment el PCB recomanat és una concentració mitjana)

Immergiu el PCB emmascarat a la solució

Espereu unes hores (comproveu regularment el gravat completat o no) (la llum del sol també fixa el procés)

Després de completar el gravat amb èxit, traieu la màscara amb paper de sorra

Suavitzeu de nou les vores

Netegeu el PCB

Vam fer la fabricació de PCB

Pas 7: perforació

La perforació és el procés de fer petits forats al PCB. Ho vaig fer amb un trepant manual petit. El forat està creant components de forats passants, però només faig servir components SMD aquí. Així doncs, els forats serveixen per connectar els cables al PCB i als forats de muntatge. El procediment es dóna a continuació.

Agafeu el PCB i marqueu on cal fer els forats

Utilitzeu una mica petita (<5 mm) per perforar

Practicar tots els forats amb cura sense fer cap dany al PCB

Netegeu el PCB

Vam fer el procés de perforació

Pas 8: soldadura

La soldadura SMD és una mica més dura que la soldadura normal per forats. Les eines principals per a aquesta feina són unes pinces i una pistola d’aire calent o un micro-soldador. Ajusteu la pistola d’aire calent a 350 ° C de temperatura. La sobrecalentament pot causar danys en els components. Per tant, només apliqueu una quantitat limitada de calor al PCB. El procediment es dóna a continuació.

Netejar el PCB utilitzant un netejador de PCB (alcohol iso-propílic)

Apliqueu pasta de soldadura a tots els coixinets del PCB

Col·loqueu tots els components al seu coixinet amb pinces segons el diagrama del circuit

Comproveu que la posició dels components sigui correcta o no

Apliqueu una pistola d’aire calent a baixa velocitat d’aire (l’alta velocitat causa una desalineació dels components)

Assegureu-vos que totes les connexions siguin bones

Netejar el PCB utilitzant la solució IPA (PCB cleaner)

Vam fer el procés de soldadura amb èxit

El vídeo sobre la soldadura SMD es mostra a la part superior. Si us plau, mireu-lo.

Pas 9: Connexió dels cables

Aquest és l'últim pas en la fabricació de PCB. En aquest pas, connectem tots els cables necessaris als forats perforats del PCB. Els cables s’utilitzen per connectar els quatre LED d’estat, entrada i sortida (no connecteu els cables a la cèl·lula d’ions de Li ara). Per connectar la font d’alimentació, utilitzeu cables amb codis de colors. Per a la connexió de filferro, primer apliqueu flux a l'extrem de filferro despullat i al coixinet de PCB i, a continuació, apliqueu una mica de soldadura a l'extrem de filferro despullat. A continuació, col·loqueu el cable al forat i soldeu-lo aplicant-hi una mica de soldadura. Amb aquest mètode creem una bona unió de filferro al PCB. Fent el mateix procediment per a la resta de connexions de cable. D'ACORD. Així doncs, hem fet la connexió per cable. Per tant, la nostra fabricació de PCB s’ha acabat. En els passos següents farem la coberta per a la configuració completa.

Pas 10: Tallar les peces

Aquest és el pas inicial per fer la portada. Creem la tapa utilitzant la placa d’anuncis de plàstic negre. El tall es realitza mitjançant la fulla de la serra. Tenim previst col·locar la cèl·lula Li-ion i la placa de circuits sota la placa Arduino. Així que crearem una caixa rectangular amb una dimensió lleugerament superior a la placa Arduino. Per a aquest procés, primer marquem la dimensió Arduino a la làmina de plàstic i dibuixem les línies de tall una mica més grans. A continuació, talla les 6 peces (6 costats) fent servir la serra per a metalls i fes doble comprovació, és la dimensió correcta o no.

Pas 11: Acabar les peces

En aquest pas acabem les vores de les peces de plàstic utilitzant el paper de vidre. Es freguen totes les vores de cada tros contra el paper de vidre i es netegen. Corregiu també cada dimensió de les peces de manera precisa amb aquest mètode.

Pas 12: feu un forat per als pins USB i E / S

Estem creant un laboratori portàtil. Per tant, necessita pins d'E / S i port USB accessible per al món extern. Tan necessari per fer els forats de la coberta de plàstic d’aquests ports. Així, en aquest pas, crearem el forat per als ports. A continuació es dóna el procediment.

Marqueu primer la dimensió del pin d'E / S (forma rectangular) a la peça superior i marqueu la dimensió del port USB a la peça lateral

A continuació, traieu la porció perforant forats a través de la línia marcada (feu forats cap a l'interior fins a la porció eliminada)

Ara obtenim unes vores de forma irregular, que es formen aproximadament utilitzant les alicates

A continuació, acabeu les vores suaument mitjançant fitxers petits

Ara aconseguim un forat suau per als ports

Netegeu les peces

Pas 13: Connexió del commutador

Necessitem un commutador per ON / OFF al laboratori Arduino portàtil i per als LED d'estat. Així ho solucionem al costat oposat al port USB. Aquí fem servir un petit interruptor lliscant per a aquest propòsit.

Marqueu la dimensió de l’interruptor a la peça de plàstic i també marqueu la posició dels quatre LED que hi ha a sobre

Mitjançant el mètode de perforació, traieu el material de la part de l’interruptor

Després es completa la forma del commutador mitjançant fitxers

Comproveu i assegureu-vos que l’interruptor s’adapta a aquest forat

Feu un forat per als LEDs (diàmetre de 5 mm)

Fixeu l'interruptor a la seva posició i cargoleu-lo a la peça de plàstic mitjançant un trepant i un tornavís

Pas 14: enganxeu totes les parts juntes

Ara hem completat tot el treball de les peces. Així, el vam connectar per formar la forma rectangular. Per connectar totes les peces faig servir cola super (adhesiu instantani). A continuació, espereu a curar-lo i torneu a aplicar cola per doblar la força i espereu a curar-lo. Però una cosa que m’he oblidat de dir-vos, la peça superior ara no s’enganxa, només enganxa altres 5 peces.

Pas 15: Fixació de la bateria i el PCB

Vam crear la caixa de forma rectangular al pas anterior. Ara col·loquem la cèl·lula d’ió Li i el PCB a la part inferior del recinte mitjançant cinta de doble cara. A continuació es detalla el procediment detallat.

Talleu dos trossos de la peça de doble cara i enganxeu-la a la part inferior de la cèl·lula d’ió Li i del PCB

Connecteu els cables + ve i -ve de la bateria a la PCB en la posició wright

Enganxeu-lo a la part inferior del quadre com es mostra a les imatges anteriors

Pas 16: Connexió de la connexió del commutador

En aquest pas, connectem els cables del commutador des de la placa PCB al commutador. Per obtenir una bona connexió de filferro, primer apliqueu una mica de flux a l’extrem del filferro despullat i a les potes de l’interruptor. A continuació, apliqueu una mica de soldadura a l'extrem del filferro i a la cama de l'interruptor. Després, utilitzant pinces i el soldador connecteu els cables a l’interruptor. Ara hem acabat la feina.

Pas 17: Connexió dels LED

Aquí connectarem tots els LED d'estat als cables de la PCB. En el procés de connexió, assegureu-vos la polaritat adequada. Per a cada estat faig servir colors diferents. Trieu els vostres colors preferits. El procediment detallat que es mostra a continuació.

Tireu tots els extrems de filferro a la longitud necessària i talleu la longitud addicional de les potes LED

Apliqueu una mica de flux a l'extrem del cable i a les potes del LED

A continuació, apliqueu una mica de soldadura a l'extrem del filferro i a les potes del LED amb soldador

A continuació, ajunteu el LED i el cable en la polaritat adequada mitjançant la soldadura

Col·loqueu cada LED als forats

Fixeu permanentment el LED mitjançant cola calenta

Vam fer la nostra feina

Pas 18: Connexió d'Arduino amb PCB

Aquest és el nostre darrer procediment de connexió de circuits. Aquí connectem el nostre PCB amb l’Arduino. Però hi ha un problema en què connectem el PCB. A la meva recerca, jo mateix trobo una solució. No fa malbé la placa Arduino. A totes les plaques Arduino Uno hi ha un fusible de seguretat. El retiro i connecto el PCB per mig. Per tant, l’alimentació de l’USB es dirigeix directament només a la nostra PCB i la sortida de 5 V de la PCB es dirigeix a la placa Arduino. Per tant, connectem amb èxit el PCB i l’Arduino sense fer cap dany a l’Arduino. El procediment es dóna a continuació.

Apliqueu una mica de flux al fusible Arduino

Feu servir pistola d’aire calent i pinces per treure el fusible de forma segura

Retireu els cables d’entrada, sortida del nostre PCB i soldeu-ne el final

Connecteu la terra (-ve) d'entrada i sortida (el nostre PCB) a la terra del cos USB mitjançant un soldador (vegeu les imatges)

Connecteu l'entrada + ve (la nostra PCB) al coixinet de soldadura de fusibles que és a prop de l'USB (vegeu les imatges)

Connecteu la sortida 5V + ve (la nostra PCB) a l'altre coixinet de soldadura de fusibles lluny de l'USB (vegeu les imatges)

Comproveu la polaritat i la connexió

Pas 19: col·locació de l'Arduino

L'última part que no hem instal·lat és l'Arduino. Aquí, en aquest pas, ajustem l'Arduino en aquesta caixa. Abans de fixar l'Arduino a la caixa, agafem una làmina de plàstic i tallem una peça adequada per a la caixa de plàstic. Primer, col·loqueu el full de plàstic i, a continuació, poseu-hi l’Arduino a sobre. Es deu al fet que el PCB que vam fabricar es troba a sota, de manera que cal un aïllament aïllant entre el PCB i l’Arduino. En cas contrari, provocaria un curtcircuit entre la nostra PCB i la placa Arduino. La làmina de plàstic està protegida contra el curtcircuit. Les imatges completades mostrades a la part superior. Ara engegueu la font d'alimentació i comproveu si funciona o no.

Pas 20: ajustar la peça superior

Aquí connectem l’última peça de plàstic, és a dir, la peça superior. Totes les altres peces estan enganxades, però aquí s’ajusta la peça superior mitjançant cargols. Perquè per a qualsevol manteniment necessitàvem accedir als PCB. Així que penso ajustar la peça superior amb cargols. Per tant, primer vaig fer uns forats als 4 costats amb una broca amb broques petites. A continuació, cargoleu-lo amb un tornavís amb cargols petits. Mitjançant aquest mètode s’ajusten els 4 cargols. Ara hem fet pràcticament tota la feina. La resta del treball consisteix a augmentar la bellesa del nostre laboratori portàtil. Perquè ara l’aspecte del recinte no és bo. Per tant, en els passos següents afegirem algunes obres d’art per millorar la bellesa. D'ACORD.

Pas 21: apliqueu adhesius a 4 cares

No el nostre recinte de plàstic no té un aspecte fantàstic. Per tant, hi afegim adhesius de plàstic de colors. Faig servir els adhesius prims que s’utilitzen als vehicles. Primer faig servir adhesius de color cendra per als 4 costats. Primer comproveu les dimensions amb una regla i, a continuació, talleu els forats necessaris per al commutador, els LEDS i l'USB. A continuació, enganxeu-lo a les parets laterals del recinte de plàstic. Totes les imatges necessàries es mostren a la part superior.

Pas 22: apliqueu adhesius a la part superior i inferior

En aquest pas, enganxeu els adhesius a la resta de la part superior i inferior. Per a això faig servir adhesius negres. Primer dibuixeu la dimensió de la part superior i inferior i, a continuació, creeu els forats per als ports superiors i, a continuació, enganxeu-la a la part superior i inferior. Ara crec que té un aspecte bastant decent. Trieu els vostres colors preferits. D'ACORD.

Pas 23: algunes obres d'art

En aquest pas faig servir algunes obres d'art per augmentar la bellesa. Primer afegeixo unes tires adhesives de plàstic de color groc pels costats del port d'E / S. Després afegeixo petites tires blaves per totes les vores laterals. Després vaig fer algunes peces rodones de color blau mitjançant la punxonadora de paper i es van afegir a la part superior. Ara la meva obra d'art ha finalitzat. Intentes fer-ho millor que jo. D'ACORD.

Pas 24: apliqueu el símbol Arduino

Aquest és l'últim pas del nostre projecte "Portable Arduino Lab". Aquí he creat el símbol Arduino fent servir el mateix adhesiu de color blau. Primer dibuixo el símbol Arduino a l’adhesiu i el tallo amb unes tisores. Després l’enganxo al centre de la part superior. Ara sembla molt bonic. Vam completar el nostre projecte. Totes les imatges es mostren més amunt.

Pas 25: producte acabat

Les imatges anteriors mostren el meu producte acabat. Això és molt útil per a tots els que els agrada Arduino. M'agrada molt. Aquest és un producte increïble. Quina és la seva opinió? Si us plau, comenteu-me.

Si us agrada, si us plau, doneu-me suport.

Per obtenir més informació sobre el circuit, visiteu la meva pàgina de BLOG. Enllaç que es mostra a continuació.

0creativeengineering0.blogspot.com/

Per obtenir projectes més interessants, visiteu les meves pàgines de YouTube, Instructables i Blog.

Gràcies per visitar la pàgina del meu projecte.

Adéu. A reveure……..