Lav en brugerdefineret Arduino testbænk ved hjælp af wirewrapping: 7 trin (med billeder)

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Denne instruktør viser dig en nem måde at tilslutte en Arduino Nano til forskellige printkort. Dette projekt opstod under min søgen efter en effektiv, men ikke-destruktiv måde at forbinde flere moduler på.

Jeg havde fem moduler, jeg ønskede at forbinde:

• En Arduino
• Et 5-tommer 800x480 grafisk LCD-berøringspanel fra Haoyu elektronik
• En SD -kortlæser
• En DS1302 real-time clock enhed
• En MAX485 RS-485/RS-422 transceiver

Berøringspanelet og real-time urmodulerne var tidligere blevet brugt i mine my Dali Clock og mine Rainbow Synthesizer-projekter, men disse prototyper var blevet udført på et brødbræt og var blevet demonteret for at give plads til nye projekter.

Det blev klart for mig, at hvis jeg havde alle disse moduler samlet i et fast inventar, ville jeg bruge mere tid på at skrive software og mindre tid på at koble tingene op på et brødbræt. På samme tid ville jeg ikke permanent lodde noget sammen, så jeg kunne bevare modulerne til fremtidig brug.

Denne instruktør viser, hvordan jeg satte det hele sammen ved hjælp af trådindpakning.

Trin 1: Planlægning af sammenkoblinger

Mit første trin var at kortlægge, hvordan man forbinder alle modulerne til de tilgængelige stifter på en Arduino Nano. Skærmen og SD -kortet er begge SPI -moduler. SPI er en bus, så CLK-, MISO- og MOSI -linjerne kan være daisy -lænket til de moduler, der har brug for det, sammen med strøm. Hver ville dog kræve deres egen CS (Chip Select) pin.

Jeg besluttede at sætte RTC -modulet på sine egne ben, fordi tidligere eksperimenter havde vist mig, at det ikke var helt SPI -kompatibelt. Transceivermodulerne havde også brug for deres egne ben.

Efter at have kortlagt alt, fandt jeg ud, at det så sådan ud:

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

Pins 0 og 1 bruges af USB-interfacet, så de var off-limits. Digitale ben 3, 5, 18 og 19 forblev gratis, ligesom analoge indgange A4 til A7 gjorde, hvilket muliggjorde fremtidig ekspansion.

Trin 2: Problemet med jumperwires og wirewrap som en løsning

Oprindeligt havde jeg forsøgt at forbinde alt med korte brugerdefinerede krympede Y -kabler. Crimps og stik er dog kun designet til at tage en ledning ad gangen. Det var svært at samle flere ledninger i et hus og førte til skrøbelige led, der ikke varede længe. Krimningsprocessen var ikke kun tidskrævende, da konnektorerne en gang var i brug, ville de sandsynligvis arbejde sig løs fra stifter, hvilket førte til yderligere spildtid med at spore intermitterende fejl.

Jeg havde altid ønsket at prøve trådindpakning, så jeg tænkte, at dette var en god mulighed for at gøre det. Efter lidt research købte jeg et WSU-30 M-værktøj, nogle ekstra lange 19 mm lange enkeltrækkeoverskrifter og 30 AWG-trådindpakningstråd på eBay.

Som en teknologi har trådindpakning en lang historie. Det var en populær måde at lave digitale computere i 60'erne, 70'erne og 80'erne og så hyppig brug i telefoncentraler. Selvom det blev forældet af masseproducerede printkort, har trådindpakning følgende fordele for amatøren:

• Det er billigt og hurtigt
• Det er let at påføre og kan fjernes rent
• Det fungerer med pinhovederne, der er loddet til mange breakout boards
• Det danner en langvarig og pålidelig forbindelse
• Det tillader flere forbindelser til og fra hvert punkt (når der bruges lange overskrifter)

Trin 3: Forberedelse af en Arduino Nano

Det næste trin var at forberede min Arduino Nano. Jeg havde en Arduino Nano uden overskrifter, hvilket viste sig at være praktisk, da jeg ville lodde de ekstra lange hovedstifter til oversiden, så jeg kunne se etiketterne, mens trådindpakning.

Jeg lodde også nogle ekstra lange headers til det lille breakout -bord, der fulgte med mit displaypanel.

På transceivermodulet var skrueterminalerne på den modsatte side af overskrifterne, så jeg afloddet dem og flyttede dem til samme side som overskrifterne.

De andre brædder havde korte overskrifter allerede loddet på i den rigtige side, så jeg beholdt dem som de er.

Trin 4: Design af en bakke

Jeg ville være i stand til at montere al elektronikken bag på LCD -stativet, jeg havde oprettet til mit Dali Clock, som var instruerbart, så jeg modellerede noget i OpenSCAD. Jeg lavede udskæringer til de forskellige brædder, jeg ville montere.

Efter at jeg havde udskrevet bakken, varmlimede jeg alle modulerne på plads.

Trin 5: Processen med trådindpakning

Processen med trådindpakning består af de fire trin: måling, skæring, stripping og indpakning.

Jeg måler nok ledning til at spænde over de to punkter, jeg vil forbinde, plus en ekstra tomme i hver ende til indpakning. Derefter fjerner jeg 1 tommer isolering i hver ende og bruger værktøjet til at pakke tråden ind på stolpen.

Følgende er den nøjagtige teknik, jeg bruger, som du kan se på min demonstrationsvideo:

• Jeg måler spændet mellem to punkter, jeg vil forbinde
• Jeg markerer den ønskede længde med mine fingre, og brug derefter en lineal til at tilføje to tommer
• Jeg skar tråden i længden
• Jeg måler 1 og en 1/4 tomme fra enden
• Jeg sætter derefter enden ind i hullet på indpakningsværktøjet
• Jeg trækker tråden ned i hullet i skærebladet
• Jeg rykker tråden fra den anden ende og fjerner en tomme tråd
• Jeg gentager processen for den anden side af tråden

Med tråden fjernet i begge ender, sætter jeg den bare trådende ind i tråden af trådindpakningsværktøjet, så den afisolerede del kommer ud af hakket på siden. Jeg skubber derefter spidsen ned på en stolpe og giver den et par omgange, mens jeg holder værktøjet løst, så det kan stige, når det snor sig.

En god forbindelse efterlader omkring 7 omdrejninger af ledning på stolpen. Hvis svingene er stablet op ad hinanden, skal du ikke skubbe værktøjet så hårdt ned!

OPDATERING: Flere af jer har chimet ind, at isoleringen skulle vikle rundt om stolpen for at aflaste. Jeg har inkluderet to fotos for at vise forskellen.

Trin 6: Trådindpakning af hele brættet

Dette viser tavlen, efter at jeg havde viklet alle forbindelser. Jeg lavede et par fejl undervejs, men disse blev let fortrudt ved at klippe ledningerne og bruge en pincet til at pakke enderne ud af stolperne.

Jeg foreslår, at du gør det en del ad gangen og kontrollerer dit arbejde med en multimeter eller ved at tænde og teste hver komponent. Det er meget sværere at reparere, når der er flere lag ledninger.

Mit færdige produkt ser lidt rodet ud, men hvis du vil, kan du være lidt mere forsigtig med routingen eller bruge forskellige farver for at holde tingene klare.

Selvom det ikke ser smukt ud, er det meget mere robust end et brødbræt! Men den store bonus er, at hvis du til enhver tid vil adskille det, kan du gøre det let uden at beskadige Arduino Nano eller stiftoverskrifterne på de enkelte tavler!

Trin 7: Kompatible projekter

Den færdige bestyrelse giver dig mulighed for at gennemføre disse projekter:

• 80'ernes stil smeltende digitalt ur
• Et oplyst regnbue klaver med en Arduino (kræver eksterne komponenter)