Feu un banc de proves Arduino personalitzat mitjançant embolcall de cables: 7 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Aquest instructiu us mostrarà una manera senzilla de connectar un Arduino Nano a diverses plaques de ruptura de PCB. Aquest projecte va sorgir durant la meva recerca d’una manera efectiva, però no destructiva, d’interconectar diversos mòduls.

Tenia cinc mòduls que volia interconnectar:

• Un Arduino
• Un panell tàctil LCD gràfic de 800 x 480 de 5 polzades de Haoyu Electronics
• Un lector de targetes SD
• Una unitat de rellotge en temps real DS1302
• Un transceptor MAX485 RS-485 / RS-422

El panell tàctil i els mòduls de rellotge en temps real s’havien utilitzat prèviament en els meus projectes de Dali Clock i Rainbow Synthesizer, però aquests prototips s’havien fet en una taula de treball i s’havien desmuntat per fer espai per a nous projectes.

Em va quedar clar que tenir tots aquests mòduls junts en un dispositiu permanent em permetria dedicar més temps a escriure programari i menys temps a connectar les coses a una taula de treball. Al mateix temps, no volia soldar res de manera permanent per poder conservar els mòduls per a un ús futur.

Aquesta instrucció mostra com ho vaig ajuntar tot fent servir embolcall de filferro.

Pas 1: planificació de les interconnexions

El meu primer pas va ser descriure com interconnectar tots els mòduls als pins disponibles en un Arduino Nano. La pantalla i la targeta SD són mòduls SPI. SPI és un bus, de manera que les línies CLK, MISO i MOSI es poden encadenar en els mòduls que ho necessiten juntament amb l'alimentació. Cadascun requeriria el seu propi PIN CS (Chip Select).

Vaig decidir posar el mòdul RTC en els seus propis pins perquè els experiments anteriors em van demostrar que no era del tot compatible amb SPI. Els mòduls transceptors també necessitaven els seus propis pins.

Després de mapar-ho tot, vaig trobar que semblava així:

• Pin Arduino GND -> LCD GND -> Targeta SD GND -> Transceptor GND -> RTC 5V
• Pin Arduino 5V -> LCD 5V -> Targeta SD 5V -> Transceptor VCC -> RTC VCC
• Pin Arduino 13 -> LCD CLK -> Targeta SD CLK
• Pin Arduino 12 -> LCD MISO -> Targeta SD MISO
• Pin Arduino 11 -> MOSI LCD -> MOSI targeta SD
• Pin Arduino 10 -> LCD CS
• Pin Arduino 9 -> LCD PD
• Pin Arduino 2 -> LCD INT
• Pin Arduino 8 -> RTC CLK
• Pin Arduino 7 -> RTC DAT
• Pin Arduino 6 -> RTC RST
• Pin Arduino 4 -> targeta SD CS
• Pin Arduino 14 -> Transceptor DI
• Pin Arduino 15 -> Transceptor DE
• Pin Arduino 16 -> Transceptor RE
• Pin Arduino 17 -> Transceptor RO

La interfície USB utilitza els pins 0 i 1, de manera que estaven fora de límit. Els pins digitals 3, 5, 18 i 19 van romandre lliures, així com les entrades analògiques A4 a A7, que permeten una futura expansió.

Pas 2: el problema amb els cables de pont i el cablejat com a solució

Inicialment, havia intentat interconnectar-ho tot amb cables curts Y personalitzats. Tanmateix, els encunyadors i els connectors només estan dissenyats per agafar un cable a la vegada. Emmagatzemar diversos cables en una sola carcassa va ser difícil i va provocar fràgils juntes que no van durar gaire. El procés de engruixat no només va costar molt de temps, un cop en ús, els connectors eren susceptibles de funcionar sols dels pins, cosa que va provocar una pèrdua de temps addicional per rastrejar les fallades intermitents.

Sempre havia volgut provar l’embolcall de filferro, així que vaig pensar que era una bona oportunitat per fer-ho. Després d'algunes investigacions, vaig comprar una eina WSU-30 M, algunes capçaleres d'una fila extra llargues de 19 mm de llargada i filferro de filferro de 30 AWG a eBay.

Com a tecnologia, l’embolcall de filferro té una llarga història. Va ser una manera popular de fabricar ordinadors digitals als anys 60, 70 i 80 i es va fer un ús freqüent a les oficines centrals de telefonia. Tot i que va quedar obsolet per les plaques de circuits impresos produïts en massa, l’embolcall de filferro té els següents avantatges per a l’aficionat:

• És econòmic i ràpid
• És fàcil d'aplicar i es pot treure net
• Funciona amb les capçaleres de pins que es solden a molts taulers de ruptura
• Forma una connexió fiable i duradora
• Permet múltiples connexions des de i cap a cada punt (quan s'utilitzen capçaleres llargues)

Pas 3: Preparació d'un Arduino Nano

El següent pas va ser preparar el meu Arduino Nano. Tenia un Arduino Nano sense capçaleres, cosa que resultava útil, ja que volia soldar els passadors de capçalera molt llargs a la part superior perquè pogués veure les etiquetes mentre s’embolicaven.

També he soldat algunes capçaleres molt llargues a la petita placa de sortida que venia amb el meu tauler de visualització.

Al mòdul transceptor, els terminals de cargol es trobaven al costat oposat de les capçaleres, de manera que els vaig dessoldar i els vaig moure al mateix costat que els capçalers.

Les altres taules tenien capçaleres curtes soldades al costat correcte, així que les vaig conservar tal qual.

Pas 4: dissenyar una safata

Volia ser capaç de muntar tota l'electrònica a la part posterior del suport LCD que havia creat per al meu rellotge Dali instructable, de manera que he format alguna cosa a OpenSCAD. Vaig fer retalls per a les diverses taules que volia muntar.

Després d’imprimir la safata, vaig enganxar tots els mòduls al seu lloc.

Pas 5: procés d'embolcall de cables

El procés d’embolcall de filferro consisteix en els quatre passos: mesurar, tallar, despullar i embolicar.

Mesuro prou cable per abastar els dos punts que vull connectar, més una polzada addicional a cada extrem per embolicar-la. A continuació, elimino 1 polzada d’aïllament a cada extrem i utilitzo l’eina per embolicar el cable al pal.

La següent és la tècnica exacta que faig servir, que podeu veure al meu vídeo de demostració:

• Mesuro l'interval entre dos punts que vull connectar
• Marco la longitud desitjada amb els dits i després faig servir una regla per afegir dos centímetres
• Vaig tallar el fil a llarg
• Mesuro 1 i una 1/4 de polzada del final
• A continuació, inserto l’extrem al forat de l’eina d’embolicar
• Tiro el filferro cap a la bretxa de la fulla de tall
• Vaig tirar el cable de l’altre extrem, despullant una polzada de filferro
• Repeteixo el procés per l'altre costat del cable

Amb el fil pelat als dos extrems, inserto l'extrem del fil nu al canó de l'eina d'embolcall de filferro de manera que la part pelada surti de la osca del lateral. A continuació, llisco la punta cap avall sobre un pal i li dono unes voltes, subjectant l’eina de forma fluida per permetre que pugi mentre avança.

Una bona connexió deixarà unes 7 voltes de cable al pal. Si els girs s’apilen els uns sobre els altres, no premeu l’eina tan fort!

ACTUALITZACIÓ: Diversos de vosaltres heu entès que l'aïllament s'ha d'embolicar al voltant del pal per alleujar la tensió. He inclòs dues fotos per mostrar la diferència.

Pas 6: embolcall de cables de tota la junta

Això mostra la placa després d'haver embolicat totes les connexions. Vaig cometre alguns errors pel camí, però es van desfer fàcilment retallant els cables i utilitzant pinces per desenrotllar els extrems dels pals.

Us suggereixo fer-ho d’una part a la vegada i comprovar el vostre treball amb un multímetre o encenent i provant cada component. És molt més difícil de solucionar un cop hi hagi múltiples capes de cables.

El meu producte acabat sembla una mica desordenat, però si voleu, podeu tenir una mica més de compte amb l’encaminament o utilitzar diferents colors per deixar les coses clares.

Encara que no sembli bonic, és molt més robust que un tauler d’anàlisi. Però el gran avantatge és que si en algun moment el voleu desmuntar, podeu fer-ho fàcilment sense danyar l'Arduino Nano ni les capçaleres dels pins de les taules individuals.

Pas 7: Projectes compatibles

La junta completa us permetrà implementar aquests projectes:

• Rellotge digital de fusió d’estil dels anys 80
• Un piano arc de Sant Martí il·luminat amb un Arduino (requereix components externs)