Platforma Arduino oferuje potężny zestaw narzędzi do tworzenia interaktywnych urządzeń elektronicznych. W wielu projektach podłączenie płyty kuchennej jest wszystkim, czego potrzeba. Ale jeśli masz bardziej ambitne plany rozwoju urządzenia, może być konieczne zbudowanie obwodu na płytce drukowanej. W tym Instruktażu przejdziemy przez etapy projektowania tarczy Arduino, takiej jak ta pokazana tutaj, i zamawiamy małą partię desek od producenta PCB.

Kieszonkowe dzieci:

Krok 1: Zaprojektuj swoją deskę

Tarcza to tablica, która „nakłada się” na kartę Arduino. Ma męskie nagłówki, które łączą się z żeńskimi nagłówkami w Arduino, dzięki czemu może korzystać ze styków wejściowych i wyjściowych Arduino oraz programowania Arduino, aby wspierać konstrukcję tarczy.

Pokazana tu tarcza ma otwory pasujące do kołków Arduino Mega 2560 R3. W razie potrzeby dostępny jest dodatkowy zestaw elektrod do połączeń przewodowych. Zaprojektowałem go za pomocą bezpłatnego oprogramowania Diptrace (wysoce zalecane!). Aby użyć tego szablonu, pobierz i zainstaluj Diptrace, a następnie pobierz plik tarczy tutaj:

W Diptrace można łatwo zmienić rozmiar i kształt tarczy, zgodnie z wymaganiami projektu.

Krok 2: Dodawanie komponentów do forum

Otwórz plik tarczy Mega w układzie PCB Ditrace. Umieść swoje elementy na tarczy, w oparciu o obwód, który zaprojektowałeś i prototypowałeś na desce do krojenia za pomocą planszy Mega.

Tutaj dodałem rezystor i diodę LED jako prosty przykład korzystania z programu. Dioda LED znajduje się w bibliotece „MISC” na górze ekranu. Rezystor znajduje się w bibliotece rezystorów. Postępuj zgodnie z dokumentami pomocy technicznej Diptrace, aby zobaczyć, jak przesuwać, obracać, dodawać adnotacje itp. Dodanych komponentów.

Krok 3: Dodaj Ratlines, aby połączyć części i szpilki

Teraz podłącz komponenty do płyty Arduino. Kliknij „Objects / Place ratline” w programie Układ PCB. Kliknij lewym przyciskiem myszy punkt początkowy śladu (ścieżka miedziana) i przeciągnij linię do połączenia końcowego. Wskaźnik linii przekształca się w ślad miedzi w późniejszym etapie.

Tutaj podłączyłem cyfrowy pin 10 (pin zasilania LED) do rezystora. Druga strona rezystora jest podłączona do dodatniego przewodu (anody) diody LED. Przewód ujemny diody LED (katody) jest podłączony do masy (to połączenie z masą jest ukryte w Diptrace). Tak więc prąd płynie z cyfrowego pinu 10, przez rezystor i diodę LED, do masy.

Krok 4: Uruchom automatyczny router

Po umieszczeniu wszystkich komponentów na wirtualnej płytce PCB i połączeniu ich za pomocą ratlines, zamień linie krzywych w ślady miedzi, które mają zostać ułożone na PCB. Run Auto Router: Route / Run Auto Router. Darmowa wersja programu pozwala na 300 padów (otworów).

Krok 5: Zamów płytki drukowane do prototypowania

Po przekierowaniu płytki drukowanej sprawdź wszystkie połączenia i upewnij się, że płyta prawidłowo reprezentuje schemat. Jeśli wygląda OK, możesz wysłać kartę do producenta.

Sklep produkcyjny wykorzystuje pliki Gerber do produkcji płytek drukowanych. Aby przekonwertować układ na pliki Gerber, kliknij „Plik / Eksportuj / Gerber …” i wyeksportuj wszystkie pliki do folderu.

Powtórz tę czynność, aby utworzyć plik, który pokazuje, gdzie wiercić otwory w tablicy: „Plik / Eksport / N / C Wiertło …”

Skompresuj Gerber i wywierć pliki do pliku.zip. Wyślij to do producenta PCB, z instrukcjami, ile chcesz płyt.

Użyłem obwodów Bay Area do pokazania tutaj PCB. Produkt „Weekend Warrior” produkuje najwięcej desek za dolara za moje projekty (ostatnio dostałem 9 płyt za ~ 145 USD, w tym koszty wysyłki). Możesz oczywiście znaleźć innych producentów PCB online.

Krok 6: Lutowanie komponentów na płytce drukowanej

Gdy płytki PCB docierają od producenta, jesteś gotowy do złożenia płyty. Zaczynam od męskich nagłówków, pokazanych na zdjęciu. Są one umieszczone na zewnętrznych rzędach otworów w osłonie. Krótki koniec nagłówka jest dołączony do tablicy. Długie szpilki zostaną włożone do odpowiednich gniazd na płycie Arduino. Inne komponenty są dodawane po obu stronach planszy.

Zmontowana tarcza jest pokazana jako przykład. Umieściłem gniazda żeńskie na tej płycie, dzięki czemu mogłem przetestować różne komponenty przed ich lutowaniem na płycie.

Istnieje wiele możliwości lutownic. Jeśli dużo lutujesz, zastanów się nad ustawieniem regulowanym temperaturą, aby było łatwiej.

Uwaga: Przydatne może być wyczyszczenie płyty niewielką ilością alkoholu i czystej szmatki. Czyste miedziane podkładki są łatwiejsze do lutowania.

Krok 7: Podłącz osłonę i daj jej!

Gdy wszystkie nagłówki i części są przylutowane, podłącz ekran do płyty Mega 2560 R3. Przykładem jest tutaj obwód z trzema kolorowymi diodami LED i dwoma przetwornikami światła na częstotliwość (czujniki boczne TAOS TSL235). Tarcza nie jest całkowicie wciśnięta, aby pokazać szpilki.

Podłącz płytę Arduino do komputera, prześlij swój kod i (przekreślony) zobacz, jak działa płyta.

Na marginesie, jeśli utkniesz na zaawansowanym problemie projektowania obwodów i nie masz przyjaciela lub kolegi, który udziela wskazówek, sprawdź Odesk. Możesz znaleźć utalentowanego inżyniera elektryka na Odesku, który chętnie pomoże Ci w projekcie za rozsądną opłatą.