Δημιουργήστε έναν προσαρμοσμένο πάγκο δοκιμής Arduino χρησιμοποιώντας το Wirewrapping: 7 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Αυτό το Instructable θα σας δείξει έναν εύκολο τρόπο να συνδέσετε ένα Arduino Nano σε διάφορους πίνακες PCB. Αυτό το έργο προέκυψε κατά την αναζήτησή μου για έναν αποτελεσματικό, αλλά μη καταστρεπτικό τρόπο διασύνδεσης πολλών μονάδων.

Είχα πέντε ενότητες που ήθελα να διασυνδέσω:

• Ένα Arduino
• Μια γραφική οθόνη αφής LCD 5 ιντσών 800x480 από την ηλεκτρονική Haoyu
• Ένας αναγνώστης καρτών SD
• Μια μονάδα ρολογιού πραγματικού χρόνου DS1302
• Ένας πομποδέκτης MAX485 RS-485/RS-422

Η οθόνη αφής και οι μονάδες ρολογιού σε πραγματικό χρόνο είχαν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν στα έργα μου Dali Clock και Rainbow Synthesizer, αλλά αυτά τα πρωτότυπα είχαν γίνει σε ένα breadboard και είχαν αποσυναρμολογηθεί για να δημιουργήσουν χώρο για νέα έργα.

Μου έγινε σαφές ότι έχοντας όλες αυτές τις ενότητες μαζί σε ένα μόνιμο εξάρτημα θα μου επέτρεπε να αφιερώνω περισσότερο χρόνο γράφοντας λογισμικό και λιγότερο χρόνο να συνδέω τα πράγματα σε ένα breadboard. Ταυτόχρονα, δεν ήθελα να κολλήσω μόνιμα τίποτα μαζί, ώστε να μπορώ να διατηρήσω τις ενότητες για μελλοντική χρήση.

Αυτό το Instructable δείχνει πώς τα έβαλα όλα μαζί χρησιμοποιώντας περιτύλιγμα σύρματος.

Βήμα 1: Σχεδιασμός των διασυνδέσεων

Το πρώτο μου βήμα ήταν να χαρτογραφήσω πώς να διασυνδέσω όλες τις μονάδες με τις διαθέσιμες ακίδες σε ένα Arduino Nano. Η οθόνη και η κάρτα SD είναι και οι δύο μονάδες SPI. Το SPI είναι ένας δίαυλος, οπότε οι γραμμές CLK, MISO και MOSI μπορούν να είναι αλυσοδεμένες στις μονάδες που το χρειάζονται μαζί με την ισχύ. Ο καθένας θα απαιτούσε τη δική του καρφίτσα CS (Chip Select), ωστόσο.

Αποφάσισα να βάλω τη μονάδα RTC στις δικές της καρφίτσες, επειδή τα προηγούμενα πειράματα μου έδειξαν ότι δεν ήταν αρκετά συμβατό με SPI. Οι μονάδες πομποδέκτη χρειάζονταν επίσης τις δικές τους καρφίτσες.

Αφού χαρτογράφησα τα πάντα, διαπίστωσα ότι μοιάζει με αυτό:

• Arduino Pin GND -> LCD GND -> Κάρτα SD GND -> Πομποδέκτης GND -> RTC 5V
• Arduino Pin 5V -> LCD 5V -> κάρτα SD 5V -> πομποδέκτης 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 -> Πομποδέκτης DI
• Arduino Pin 15 -> Πομποδέκτης DE
• Arduino Pin 16 -> Πομποδέκτης RE
• Arduino Pin 17 -> Πομποδέκτης RO

Οι ακίδες 0 και 1 χρησιμοποιούνται από τη διεπαφή USB, επομένως ήταν εκτός ορίων. Οι ψηφιακές ακίδες 3, 5, 18 και 19 παρέμειναν δωρεάν, όπως και οι αναλογικές είσοδοι Α4 έως Α7, επιτρέποντας τη μελλοντική επέκταση.

Βήμα 2: Το πρόβλημα με τα Jumper Wires και το Wirewrap ως λύση

Αρχικά είχα προσπαθήσει να διασυνδέσω τα πάντα με σύντομα προσαρμοσμένα πτυχωμένα καλώδια Υ. Ωστόσο, οι πτυχώσεις και οι σύνδεσμοι έχουν σχεδιαστεί για να παίρνουν μόνο ένα καλώδιο τη φορά. Η συσσώρευση πολλαπλών καλωδίων σε ένα περίβλημα ήταν δύσκολη και οδήγησε σε εύθραυστες αρθρώσεις που δεν κράτησαν πολύ. Όχι μόνο η διαδικασία πτύχωσης ήταν χρονοβόρα, όταν χρησιμοποιούνταν οι σύνδεσμοι ήταν πιθανό να λειτουργήσουν μόνοι τους από τις ακίδες, οδηγώντας σε επιπλέον σπατάλη χρόνου εντοπισμού διαλείπουσας βλάβης.

Πάντα ήθελα να δοκιμάσω το περιτύλιγμα σύρματος, οπότε σκέφτηκα ότι αυτή ήταν μια καλή ευκαιρία να το κάνω. Μετά από κάποια έρευνα, αγόρασα ένα εργαλείο WSU-30 M, μερικές πολύ μακριές κεφαλίδες μιας σειράς μήκους 19 mm και σύρμα περιτύλιξης σύρματος 30 AWG στο eBay.

Ως τεχνολογία, η περιτύλιξη σύρματος έχει μακρά ιστορία. Wasταν ένας δημοφιλής τρόπος για την κατασκευή ψηφιακών υπολογιστών στις δεκαετίες του '60, του '70 και του '80 και ήταν συχνή χρήση σε τηλεφωνικά κεντρικά γραφεία. Παρόλο που ήταν παρωχημένο από πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων μαζικής παραγωγής, το περιτύλιγμα σύρματος έχει τα ακόλουθα πλεονεκτήματα για τον χομπίστα:

• Είναι φθηνό και γρήγορο
• Είναι εύκολο να εφαρμοστεί και μπορεί να αφαιρεθεί καθαρά
• Λειτουργεί με τις επικεφαλίδες των καρφιτσών που είναι κολλημένες σε πολλές σανίδες
• Δημιουργεί μια μακροχρόνια και αξιόπιστη σύνδεση
• Επιτρέπει πολλαπλές συνδέσεις από και προς κάθε σημείο (όταν χρησιμοποιούνται μεγάλες κεφαλίδες)

Βήμα 3: Προετοιμασία Arduino Nano

Το επόμενο βήμα ήταν η προετοιμασία του Arduino Nano μου. Είχα ένα Arduino Nano χωρίς κεφαλίδες, το οποίο αποδείχθηκε βολικό, καθώς ήθελα να κολλήσω τις επιπλέον μακριές καρφίτσες κεφαλίδας στην επάνω πλευρά, ώστε να βλέπω τις ετικέτες ενώ τυλίγεται σύρμα.

Συγκόλλησα επίσης μερικές πολύ μακριές κεφαλίδες στον μικροσκοπικό πίνακα ξεμπλοκαρίσματος που συνοδεύει τον πίνακα οθόνης μου.

Στη μονάδα πομποδέκτη, οι ακροδέκτες βίδας ήταν στην αντίθετη πλευρά των κεφαλίδων, οπότε τα ξεκόλλησα και τα μετακίνησα στην ίδια πλευρά με τις κεφαλίδες.

Οι άλλοι πίνακες είχαν κοντές κεφαλίδες ήδη κολλημένες στη σωστή πλευρά, οπότε τις κράτησα ως έχουν.

Βήμα 4: Σχεδιασμός δίσκου

Wantedθελα να μπορέσω να τοποθετήσω όλα τα ηλεκτρονικά στο πίσω μέρος της βάσης LCD που είχα δημιουργήσει για το ρολόι μου Dali με οδηγίες, οπότε διαμόρφωσα κάτι στο OpenSCAD. Έκανα τομές για τις διάφορες σανίδες που ήθελα να τοποθετήσω.

Αφού εκτύπωσα το δίσκο, κόλλησα όλες τις μονάδες στη θέση τους.

Βήμα 5: Η διαδικασία του Wirewrapping

Η διαδικασία της περιτύλιξης σύρματος αποτελείται από τέσσερα βήματα: μέτρηση, κοπή, απογύμνωση και τύλιγμα.

Μετράω αρκετά καλώδια για να εκτείνονται τα δύο σημεία που θέλω να συνδέσω, καθώς και μια επιπλέον ίντσα σε κάθε άκρο για τύλιγμα. Στη συνέχεια, αφαιρώ 1 ίντσα μόνωσης σε κάθε άκρο και χρησιμοποιώ το εργαλείο για να τυλίξω το σύρμα στο στύλο.

Ακολουθεί η ακριβής τεχνική που χρησιμοποιώ, την οποία μπορείτε να δείτε στο βίντεο επίδειξής μου:

• Μετράω το εύρος μεταξύ δύο σημείων που θέλω να συνδέσω
• Σημειώνω το επιθυμητό μήκος με τα δάχτυλά μου και στη συνέχεια χρησιμοποιώ έναν χάρακα για να προσθέσω δύο ίντσες
• Έκοψα το σύρμα σε μήκος
• Μετράω 1 και 1/4 ίντσα από το τέλος
• Στη συνέχεια εισάγω το άκρο στην τρύπα του εργαλείου περιτυλίγματος
• Τραβώ το καλώδιο προς τα κάτω στο κενό στη λεπίδα κοπής
• Τράβηξα το σύρμα από την άλλη άκρη, απογυμνώνοντας μια ίντσα σύρμα
• Επαναλαμβάνω τη διαδικασία για την άλλη πλευρά του σύρματος

Με το σύρμα απογυμνωμένο και στα δύο άκρα, εισάγω το γυμνό άκρο σύρματος στο βαρέλι του εργαλείου περιτύλιξης σύρματος έτσι ώστε το απογυμνωμένο τμήμα να βγαίνει από την εγκοπή στο πλάι. Στη συνέχεια γλιστράω την άκρη προς τα κάτω σε ένα στύλο και του δίνω μερικές στροφές, κρατώντας χαλαρά το εργαλείο για να το αφήσω να ανέβει καθώς ανεμίζει.

Μια καλή σύνδεση θα αφήσει περίπου 7 στροφές σύρματος στο στύλο. Εάν οι στροφές είναι στοιβαγμένες η μία πάνω στην άλλη, μην πιέζετε το εργαλείο προς τα κάτω τόσο δυνατά!

ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ: Αρκετοί από εσάς έχετε πει ότι η μόνωση θα πρέπει να τυλίγεται γύρω από το στύλο για ανακούφιση από την καταπόνηση. Έχω συμπεριλάβει δύο φωτογραφίες για να δείξω τη διαφορά.

Βήμα 6: Τύλιγμα καλωδίου ολόκληρου του πίνακα

Αυτό δείχνει τον πίνακα αφού τύλιξα όλες τις συνδέσεις. Έκανα μερικά λάθη στην πορεία, αλλά αυτά αναιρέθηκαν εύκολα κόβοντας τα καλώδια και χρησιμοποιώντας τσιμπιδάκια για να ξετυλίξουμε τα άκρα από τους στύλους.

Προτείνω να το κάνετε ένα μέρος τη φορά και να ελέγχετε τη δουλειά σας με ένα πολύμετρο ή να ενεργοποιείτε και να δοκιμάζετε κάθε στοιχείο. Είναι πολύ πιο δύσκολο να διορθωθεί όταν υπάρχουν πολλά στρώματα καλωδίων.

Το τελικό προϊόν μου φαίνεται λίγο ακατάστατο, αλλά αν θέλετε μπορείτε να είστε λίγο πιο προσεκτικοί σχετικά με τη δρομολόγηση ή να χρησιμοποιήσετε διαφορετικά χρώματα για να διατηρήσετε τα πράγματα καθαρά.

Ακόμα κι αν δεν φαίνεται όμορφο, είναι πολύ πιο στιβαρό από ένα breadboard! Αλλά το μεγάλο πλεονέκτημα είναι ότι αν θέλετε ανά πάσα στιγμή να το διαχωρίσετε, μπορείτε να το κάνετε εύκολα χωρίς καμία ζημιά στο Arduino Nano ή στις κεφαλίδες των μεμονωμένων πινάκων!

Βήμα 7: Συμβατά Έργα

Ο ολοκληρωμένος πίνακας θα σας επιτρέψει να υλοποιήσετε αυτά τα έργα:

• Digitalηφιακό ρολόι λιώματος στυλ 80s
• An Illuminated Rainbow Piano With An Arduino (απαιτεί εξωτερικά εξαρτήματα)