Bộ dụng cụ học Arduino (Mã nguồn mở): 7 bước (có hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:31

Nếu bạn là người mới bắt đầu trong Thế giới Arduino và đang tìm hiểu Arduino, hãy trải nghiệm thực tế một số Sách hướng dẫn này và Bộ tài liệu này là dành cho bạn. Kit này cũng là một lựa chọn tốt cho những giáo viên muốn dạy Arduino cho học sinh của họ một cách dễ dàng.

Nếu bạn muốn học Arduino, bạn nên bao gồm các chủ đề sau:

Đầu ra kỹ thuật số:

• Điều khiển nhiều đèn LED bằng Arduino
• Tạo giai điệu bằng Buzzer

Đầu vào kỹ thuật số:

• Nút chuyển đổi giao diện sử dụng Arduino
• Giao diện cảm biến DHT11 bằng Arduino

Đầu vào analog:

• Đọc dữ liệu Analog từ một chiết áp
• Giao diện cảm biến nhiệt độ LM35 sử dụng Arduino

Đầu ra tương tự (sử dụng PWM):

Tạo nhiều màu bằng đèn LED RGB

Giao tiếp SPI:

• Giao diện 74HC595 Shift Register với Arduino
• Giao tiếp MAX7219CNG với Arduino để điều khiển màn hình DOT Matrix hoặc nhiều màn hình bảy đoạn chỉ sử dụng 3 chân của Arduino.

Giao tiếp I2C:

Đọc ngày và giờ từ đồng hồ thời gian thực DS1307

Giao tiếp UART:

Giao tiếp mô-đun GPS và GPS GROVE với Arduino

Giao diện hiển thị:

Điều khiển màn hình LCD 16 X 2 ký tự bằng Arduino

Ghép kênh:

Điều khiển nhiều màn hình bảy đoạn bằng cách sử dụng số lượng chân Arduino tối thiểu

Bạn sẽ tự hỏi khi biết rằng Bộ công cụ được thiết kế để thử nghiệm với tất cả các chủ đề nêu trên. Vì vậy, nó có thể là một Bộ công cụ học lý tưởng để học Lập trình Arduino

[Bộ sản phẩm bao gồm 6 đèn LED màu xanh lục trên bo mạch, 1 đèn LED RGB, 1 chiết áp, 1 cảm biến LM35, 1 cảm biến DHT11, 4 nút chuyển đổi, 4 màn hình bảy đoạn, 1 màn hình ma trận 8X8 chấm, 1 IC MAX7219CNG, 1 thanh ghi dịch chuyển 74HC595, 1 bộ rung, 1 màn hình LCD 16X2, 1 DS1307 RTC, 3 Đầu nối đa năng Grove.]

Không còn lá chắn hoặc mô-đun riêng biệt, không còn hệ thống dây điện kinh tởm trên con đường học Arduino

Xem video demo:

Bước 1: Hóa đơn nguyên vật liệu (BOM)

Các thành phần sau đây sẽ được yêu cầu để tạo ra Bộ công cụ:

Sl. Không.	Tên thành phần	Số lượng	Nơi để mua
1.	Arduino Nano	1	gearbest.com
2.	16 X 2 ký tự LCD	1	gearbest.com
3.	Màn hình ma trận chấm màu đơn 32mm 8 X 8	1	gearbest.com
4.	Màn hình hiển thị phân đoạn 0,56 inch 4 chữ số (CC)	1	aliexpress.com
5.	Cảm biến nhiệt độ & độ ẩm DHT11	1	gearbest.com
7.	Cảm biến nhiệt độ LM35	1	aliexpress.com
8.	LED 5mm	6
9.	Chiết áp 10K	1	aliexpress.com
10.	Nồi Xén 5K	1
11.	IC điều khiển LED MAX7219	1	aliexpress.com
12.	IC thanh ghi dịch chuyển 74HC595	1	aliexpress.com
13.	IC RTC DS1307	1	aliexpress.com
14.	BC547 Bóng bán dẫn NPN mục đích chung	4
15.	IC điều chỉnh tuyến tính 5V LM7805	1
16.	Công tắc nút xúc giác 6mm	4
17.	Cực dương chung LED RGB (Piranha)	1
18.	5V Piezo Buzzer	1
19.	Pin di động đồng xu CR2032	1
20.	4 Tiếp điểm DIP Switch	1
21.	Đế IC 16 chân	1
22.	Cơ sở 8 chân IC	1
23.	Đế IC 24 chân	1
24.	Đầu nối Grove Universal	3
25.	Giá đỡ pin CR2032	3
26.	Đầu ghim nữ	4
27.	Đầu ghim nam	1
28.	Điện trở 220 Ohm	20
29.	Điện trở 4,7K	6
30.	Điện trở 100 Ohm	1
31.	Điện trở 10K Ohm	5
32.	Bảng đồng mạ hai mặt 4,5 X 5 inch	1	gearbest.com

Các công cụ sau sẽ được yêu cầu:

Sl. Không.	Tên công cụ	Số lượng	Nơi để mua
1.	Trạm hàn	1	gearbest.com
2.	Đồng hồ vạn năng kỹ thuật số	1	gearbest.com
3.	PCB Claw	1	gearbest.com
4.	Kìm cắt dây	1	gearbest.com
5.	Bơm hút khử mùi	1	gearbest.com

Bước 2: Thiết kế sơ đồ

Đây là bước quan trọng nhất của việc làm kit. Bố cục mạch và bảng hoàn chỉnh được thiết kế bằng Eagle cad. Tôi làm sơ đồ từng phần một để nó có thể dễ hiểu và bạn có thể sửa đổi nó một cách dễ dàng theo yêu cầu của bạn.

Trong phần này, tôi sẽ giải thích từng phần riêng biệt.

Kết nối LCD

Trong phần này, tôi sẽ giải thích cách kết nối màn hình LCD (Màn hình tinh thể lỏng) với bảng Arduino. Những màn hình LCD như thế này rất phổ biến và được sử dụng rộng rãi trong các dự án điện tử vì chúng rất tốt để hiển thị thông tin như dữ liệu cảm biến từ dự án của bạn và chúng cũng rất rẻ.

Nó có 16 chân và cái đầu tiên từ trái sang phải là chân Ground. Chân thứ hai là VCC mà chúng ta kết nối chân 5 vôn trên Bảng Arduino. Tiếp theo là chân Vo, trên đó chúng ta có thể gắn một chiết áp để kiểm soát độ tương phản của màn hình.

Tiếp theo, chân RS hoặc chân chọn thanh ghi được sử dụng để chọn xem chúng ta sẽ gửi lệnh hoặc dữ liệu đến màn hình LCD. Ví dụ, nếu chân RS được đặt ở trạng thái thấp hoặc 0 vôn, thì chúng tôi sẽ gửi các lệnh đến màn hình LCD như: đặt con trỏ đến một vị trí cụ thể, xóa màn hình, tắt màn hình, v.v. Và khi chân RS được đặt ở trạng thái Cao hoặc 5 vôn, chúng tôi sẽ gửi dữ liệu hoặc ký tự đến màn hình LCD.

Tiếp theo là chân R / W để chọn chế độ chúng ta sẽ đọc hay ghi vào màn hình LCD. Ở đây, chế độ ghi là hiển nhiên và nó được sử dụng để viết hoặc gửi các lệnh và dữ liệu đến màn hình LCD. Chế độ đọc được sử dụng bởi chính màn hình LCD khi thực thi chương trình mà chúng ta không cần phải thảo luận trong hướng dẫn này.

Tiếp theo là chân E cho phép ghi vào các thanh ghi, hoặc 8 chân dữ liệu tiếp theo từ D0 đến D7. Vì vậy, thông qua các chân này, chúng tôi đang gửi dữ liệu 8 bit khi chúng tôi đang ghi vào thanh ghi hoặc ví dụ nếu chúng tôi muốn nhìn thấy chữ hoa A sau này trên màn hình, chúng tôi sẽ gửi 0100 0001 đến các thanh ghi theo bảng ASCII.

Và hai chân A và K cuối cùng, hoặc cực dương và cực âm là dành cho đèn nền LED. Rốt cuộc, chúng tôi không phải lo lắng nhiều về cách hoạt động của màn hình LCD, vì Thư viện tinh thể lỏng đảm nhận hầu hết mọi thứ. Từ trang web chính thức của Arduino, bạn có thể tìm và xem các chức năng của thư viện cho phép dễ dàng sử dụng màn hình LCD. Chúng ta có thể sử dụng Thư viện ở chế độ 4 hoặc 8-bit. Trong bộ này, chúng tôi sẽ sử dụng nó ở chế độ 4-bit, hoặc chúng tôi sẽ chỉ sử dụng 4 trong số 8 chân dữ liệu.

Vì vậy, từ giải thích trên, kết nối mạch là hiển nhiên. Màn hình LCD nhãn đến từ một công tắc bật, qua đó có thể bật hoặc tắt màn hình LCD. Chân Anode được nối thông qua một điện trở 220ohm để bảo vệ đèn nền led không bị cháy. Điện áp thay đổi được cung cấp cho chân VO của màn hình LCD thông qua một chiết áp 10K. Chân R / W được kết nối với Ground vì chúng tôi chỉ ghi vào màn hình LCD. Để hiển thị dữ liệu từ Arduino, chúng ta cần kết nối các chân RS, E, DB4-DB7 với Arduino do đó các chân này được kết nối với đầu nối 6 chân.

Kết nối hiển thị bảy đoạn

Màn hình bảy đoạn (SSD), hoặc chỉ báo bảy đoạn, là một dạng của thiết bị hiển thị điện tử để hiển thị các chữ số thập phân, thay thế cho các màn hình ma trận điểm phức tạp hơn. Màn hình bảy đoạn được sử dụng rộng rãi trong đồng hồ kỹ thuật số, đồng hồ đo điện tử, máy tính cơ bản và các thiết bị điện tử khác hiển thị thông tin số.

Trong Kit này, tôi đã sử dụng màn hình 4 chữ số 7 phân đoạn và kỹ thuật ghép kênh sẽ được sử dụng để điều khiển màn hình. Màn hình LED 7 đoạn 4 chữ số có 12 chân. 8 trong số các chân dành cho 8 đèn LED trên mỗi màn hình 7 đoạn, bao gồm A-G và DP (dấu thập phân). 4 chân còn lại đại diện cho mỗi 4 chữ số từ D1-D4.

Mỗi phân đoạn trong mô-đun hiển thị được ghép nối, có nghĩa là nó chia sẻ các điểm kết nối cực dương giống nhau. Và mỗi chữ số trong số bốn chữ số trong mô-đun có điểm kết nối cực âm chung của riêng chúng. Điều này cho phép bật hoặc tắt từng chữ số một cách độc lập. Ngoài ra, kỹ thuật ghép kênh này biến số lượng chân vi điều khiển khổng lồ cần thiết để điều khiển màn hình chỉ thành mười một hoặc mười hai (thay cho ba mươi hai)!

Những gì ghép kênh thực hiện rất đơn giản - hiển thị một chữ số tại một thời điểm trên một đơn vị hiển thị và chuyển đổi giữa các đơn vị hiển thị rất nhanh. Do tầm nhìn liên tục, mắt người không thể phân biệt được màn hình nào đang BẬT / TẮT. Mắt người chỉ hình dung tất cả 4 đơn vị hiển thị luôn BẬT. Giả sử chúng tôi cần hiển thị 1234. Trước tiên, chúng tôi bật các phân đoạn có liên quan đến “1” và bật đơn vị hiển thị đầu tiên. Sau đó, chúng tôi gửi tín hiệu để hiển thị “2”, tắt thiết bị hiển thị thứ nhất và bật thiết bị hiển thị thứ hai. Chúng tôi lặp lại quá trình này cho hai số tiếp theo và việc chuyển đổi giữa các đơn vị hiển thị sẽ được thực hiện rất nhanh (khoảng trễ trong vòng một giây). Vì mắt của chúng ta không thể nhận ra một thay đổi xảy ra lặp lại với bất kỳ đối tượng nào trong vòng 1 giây, những gì chúng ta thấy là 1234 xuất hiện trên màn hình cùng một lúc.

Vì vậy, bằng cách kết nối các chữ số cực âm chung với mặt đất, chúng tôi đang kiểm soát chữ số nào sẽ được bật. Mỗi chân Arduino có thể tiêu (nhận) dòng điện tối đa 40 mA. Nếu tất cả các phân đoạn một chữ số đều được bật, chúng ta đang có 20 × 8 = 160 mA, vì vậy chúng ta không thể kết nối trực tiếp các cực âm chung với các cổng Arduino. Do đó tôi đã sử dụng bóng bán dẫn BC547 NPN làm công tắc. Bóng bán dẫn được bật, khi một điện áp dương được áp dụng ở chân đế. Để hạn chế dòng điện, tôi đã sử dụng một điện trở 4,7K vào đế của bóng bán dẫn.

Kết nối DS1307 RTC

Đúng như tên gọi của nó, đồng hồ thời gian thực được sử dụng để ghi lại thời gian và hiển thị thời gian. Nó được sử dụng trong nhiều thiết bị điện tử kỹ thuật số như máy tính, đồng hồ điện tử, máy ghi ngày tháng và tình huống mà bạn cần theo dõi thời gian. một trong những lợi ích tuyệt vời của đồng hồ thời gian thực là nó cũng ghi lại thời gian ngay cả khi nguồn điện không có sẵn. Bây giờ câu hỏi là làm thế nào một thiết bị điện tử như đồng hồ thời gian thực có thể hoạt động mà không cần sử dụng nguồn điện. Bởi vì nó có một tế bào điện nhỏ khoảng 3-5 volt bên trong có thể hoạt động trong nhiều năm. Bởi vì đồng hồ thời gian thực tiêu thụ một lượng điện năng tối thiểu. Có rất nhiều mạch tích hợp chuyên dụng có sẵn trên thị trường được sử dụng để tạo ra đồng hồ thời gian thực bằng cách bổ sung các thành phần điện tử cần thiết. Nhưng trong Kit tôi sử dụng IC đồng hồ thời gian thực DS1307.

DS1307 là IC cho đồng hồ thời gian thực được sử dụng để đếm giây, phút, giờ, ngày, tháng bất kỳ năm nào. Arduino đọc các giá trị ngày và giờ từ DS1307 bằng giao thức truyền thông I2C. Nó cũng có tính năng ghi lại thời gian chính xác trong trường hợp mất điện. Nó là một vi mạch 8 bit. Nó được sử dụng để chế tạo đồng hồ thời gian thực bằng cách sử dụng một số linh kiện điện tử khác. Cấu hình chân của DS1307 được đưa ra dưới đây:

Chân số một và hai (X1, X2) được sử dụng cho bộ dao động tinh thể. Giá trị bộ dao động tinh thể thường được sử dụng với DS1307 là 32,768k Hz. Pin ba được sử dụng để sao lưu pin. Giá trị của nó phải nằm trong khoảng 3-5 volt. điện áp hơn 5 vôn có thể làm cháy DS1307 vĩnh viễn. Nói chung, pin đồng xu được sử dụng để theo dõi thời gian trong trường hợp mất điện đối với DS1307. Sau khi có điện, DS1307 hiển thị thời gian chính xác do pin dự phòng. Chân 4 và 8 dùng để cấp nguồn. Chân 5 và 6 được sử dụng để giao tiếp với các thiết bị khác với sự trợ giúp của giao thức truyền thông I2C. Chân 5 là chân dữ liệu nối tiếp (SDA) và chân 6 là đồng hồ nối tiếp (SCL). Cả hai chân đều mở cống và yêu cầu một điện trở kéo lên bên ngoài. Nếu bạn chưa biết về giao tiếp I2C, tôi khuyên bạn nên tìm hiểu về nó. Pin 7 SWQ / OUT Square Wave / Trình điều khiển đầu ra. Khi được bật, bit SQWE được đặt thành 1, chân SQW / OUT xuất ra một trong bốn tần số sóng vuông (1Hz, 4kHz, 8kHz, 32kHz). Chân SQW / OUT là chân mở và yêu cầu một điện trở kéo lên bên ngoài. SQW / OUT hoạt động với VCC hoặc VBAT được áp dụng. Một đèn LED và điện trở 220 ohm mắc nối tiếp với VCC sẽ tạo ra nhấp nháy 1 HZ. Đây là một cách tốt để biết liệu chip đồng hồ có hoạt động hay không.

Kết nối thanh ghi dịch chuyển 74HC595

74HC595 rất hữu ích nếu bạn thấy mình cần nhiều đầu ra hơn khả năng hiện có trên bộ vi điều khiển của mình; Đã đến lúc nghĩ đến việc sử dụng một thanh ghi dịch chuyển nối tiếp như chip này.

Sử dụng một vài đầu ra vi điều khiển hiện có của bạn, bạn có thể thêm nhiều 595 để mở rộng đầu ra theo bội số của 8; 8 đầu ra trên mỗi 595. Khi bạn thêm 595s nữa, bạn sẽ không sử dụng hết các chân đầu ra của bộ vi điều khiển hiện có nữa.

74HC595 là một thanh ghi dịch chuyển nối tiếp sang song song hoặc thiết bị SIPO (Serial In Parallel Out) để tăng số lượng đầu ra từ bộ vi điều khiển của bạn. Nó chỉ đơn giản là một thiết bị nhớ lưu trữ tuần tự từng bit dữ liệu được chuyển đến nó. Bạn gửi dữ liệu cho nó bằng cách hiển thị một bit dữ liệu ở đầu vào dữ liệu và cung cấp tín hiệu xung nhịp cho đầu vào đồng hồ. Tại mỗi tín hiệu đồng hồ, dữ liệu được truyền dọc theo một chuỗi các loại d - đầu ra của mỗi loại d sẽ chuyển vào đầu vào của loại tiếp theo.

Để bắt đầu với 74HC595, các chân 16 (VCC) và 10 (SRCLR) phải được kết nối với 5V và các chân 8 (GND) và 13 (OE) phải được kết nối với đất. Điều này sẽ giữ cho vi mạch ở chế độ làm việc bình thường. Chân 11, 12 và 14 phải được kết nối với ba chân kỹ thuật số của Arduino để truyền dữ liệu đến IC từ Arduino.

Ma trận chấm và kết nối MAX7219CNG

Ma trận chấm là một mảng LED có hoa văn hai chiều, được sử dụng để thể hiện các ký tự, biểu tượng và hình ảnh. Hầu như tất cả các công nghệ hiển thị hiện đại đều sử dụng ma trận điểm bao gồm điện thoại di động, tivi, v.v. Nếu bạn là người thích chơi với đèn LED, màn hình ma trận điểm là dành cho bạn.

Một đơn vị 8x8 Dot Matrix điển hình có 64 đèn LED được sắp xếp trong một mặt phẳng. Bạn có thể có trong tay hai loại Ma trận dấu chấm. Một ma trận xuất hiện dưới dạng ma trận đơn thuần có 16 chân để điều khiển các hàng và cột của mảng. Cái này sẽ sử dụng rất nhiều dây và mọi thứ có thể trở nên lộn xộn hơn rất nhiều.

Để đơn giản hóa những điều này, nó cũng được tích hợp với Trình điều khiển MAX7219, có 24 chân. Cuối cùng, bạn có 5 chân để kết nối với I / O của mình, giúp công việc của bạn dễ dàng hơn rất nhiều. Có 16 dòng đầu ra từ 7219 điều khiển 64 đèn LED riêng lẻ. Sự bền bỉ của tầm nhìn được khai thác để làm cho đèn LED dường như luôn sáng trong khi thực tế không phải vậy. Bạn cũng có thể kiểm soát độ sáng của đèn LED thông qua mã.

IC nhỏ này là một thanh ghi dịch chuyển nối tiếp 16 bit. 8 bit đầu tiên chỉ định một lệnh và 8 bit còn lại được sử dụng để chỉ định dữ liệu cho lệnh. Tóm lại, hoạt động của MAX7219 có thể được tóm tắt như sau: Chúng ta biết rằng mắt của chúng ta ghi nhớ một tia chớp trong khoảng 20ms. Vì vậy, Trình điều khiển nhấp nháy đèn LED với tốc độ lớn hơn 20ms khiến chúng ta cảm thấy rằng ánh sáng không bao giờ tắt. Bằng cách này, 16 chân điều khiển 64 đèn LED.

VCC và GND của mô-đun đi đến chân 5V và GND của Arduino và ba chân khác, DIN, CLK và CS đi đến bất kỳ chân kỹ thuật số nào của bảng Arduino. Nếu chúng ta muốn kết nối nhiều hơn một mô-đun, chúng ta chỉ cần kết nối các chân đầu ra của bảng đột phá trước đó với các chân đầu vào của mô-đun mới. Thực ra các chân này đều giống nhau ngoại trừ chân DOUT của bảng trước chuyển sang chân DIN của bảng mới.

Bước 3: Thiết kế bố cục bo mạch (PCB)

Nếu bạn muốn làm cho thiết kế của mình hấp dẫn hơn, thì PCB là bước tiếp theo. Với sự trợ giúp của PCB, chúng ta có thể tránh được các vấn đề phổ biến như nhiễu, méo, tiếp xúc không hoàn hảo, v.v. Hơn nữa, nếu bạn muốn thương mại hóa thiết kế của mình, bạn phải sử dụng bảng mạch phù hợp.

Tuy nhiên, nhiều người, đặc biệt là những người mới bắt đầu, sẽ cảm thấy khó khăn trong việc thiết kế bảng mạch vì họ cảm thấy đây là một công việc tẻ nhạt và đòi hỏi kiến thức cực cao về thiết kế bảng mạch. Thiết kế bảng mạch in thực sự đơn giản (vâng, nó cần một số thực hành và nỗ lực).

Lưu ý rằng công việc của Schematic chỉ là xác định các bộ phận và mối liên hệ giữa chúng. Chỉ trong bố cục của Board thì việc các bộ phận đi đâu về mặt vật lý mới là vấn đề. Trên Sơ đồ, các bộ phận được bố trí ở nơi chúng có ý nghĩa về mặt điện, trên Bo mạch, chúng được bố trí ở nơi chúng có ý nghĩa về mặt vật lý, do đó, một điện trở nằm ngay bên cạnh một bộ phận trong Sơ đồ có thể kết thúc càng xa bộ phận đó càng tốt trong Hội đồng quản trị.

Thông thường, khi bạn bố trí một bảng, trước tiên bạn đặt các bộ phận đã đặt vị trí mà chúng cần đến, chẳng hạn như các đầu nối. Sau đó, nhóm tất cả các phần có ý nghĩa với nhau một cách hợp lý và di chuyển các cụm này để chúng tạo ra một lượng nhỏ nhất các đường không định tuyến chéo. Từ thời điểm đó, hãy mở rộng các cụm đó, di chuyển tất cả các bộ phận đủ xa nhau để chúng không vi phạm bất kỳ quy tắc thiết kế nào và có tối thiểu các dấu vết không được định tuyến giao nhau.

Một điều với bảng mạch in là chúng có hai mặt. Tuy nhiên, bạn thường trả tiền cho mỗi lớp mà bạn sử dụng và nếu bạn đang làm bảng này ở nhà, bạn có thể chỉ có thể làm bảng một mặt một cách đáng tin cậy. Do hậu cần của việc hàn các bộ phận xuyên lỗ, điều này có nghĩa là chúng ta muốn sử dụng phần dưới cùng của PCB. Sử dụng lệnh Mirror và nhấp vào các bộ phận gắn trên bề mặt để chuyển chúng sang lớp dưới cùng. Bạn có thể cần sử dụng lệnh Xoay hoặc Di chuyển để sửa hướng của các bộ phận. Khi bạn đã sắp xếp tất cả các bộ phận, hãy chạy lệnh Ratsnest. Ratsnest tính toán lại đường đi ngắn nhất cho tất cả các dây chưa được định tuyến (airwires), điều này sẽ giải phóng sự lộn xộn trên màn hình một cách hợp lý.

Sau khi thiết kế PCB, bạn cần in thiết kế. Mặc dù rất nhiều hướng dẫn có sẵn trên Internet để tạo ra một PCB chất lượng tốt bằng tay là một thách thức lớn. PCB được sử dụng trong dự án này được in từ JLCPCB. Chất lượng in rất tốt. Tôi đã nhận được 12 bảng, tất cả đều được niêm phong chân không và bọc bong bóng độc đáo. tất cả đều có vẻ tốt, dung sai chính xác trên mặt nạ hàn, ký tự rõ ràng trên màn hình lụa. Tôi đã thêm tệp Graber và bạn có thể gửi trực tiếp đến JLCPCB để có được PCB in chất lượng tốt.

JLCPCB sản xuất 5 chiếc PCB với kích thước tối đa 10cmx10cm chỉ với 2 đô la. Đây là mức giá rẻ nhất mà chúng tôi từng thấy. Phí vận chuyển cũng thấp so với các công ty khác.

Để đặt hàng, hãy truy cập trang web của JLCPCB. Trang chủ hiển thị một máy tính báo giá đưa bạn đến trang đặt hàng. Trên máy tính báo giá, chỉ cần nhập kích thước của PCB, số lượng, các lớp và độ dày.

Trang báo giá có cài đặt mặc định tuyệt vời cho những người mới bắt đầu không hiểu tất cả các điều khoản và tiêu chuẩn sản xuất PCB. Ví dụ: các thuật ngữ như Bề mặt hoàn thiện, Ngón tay vàng, Chi tiết vật liệu, v.v. có thể gây nhầm lẫn cho những người có sở thích, vì vậy, bạn có thể tránh các cài đặt đó. Cài đặt mặc định đều tốt. Nếu bạn muốn biết ý nghĩa của các thuật ngữ đó và muốn tìm hiểu tầm quan trọng của chúng đối với PCB của bạn, bạn có thể chỉ cần nhấp vào dấu chấm hỏi ngay phía trên các thuật ngữ.

Ví dụ: JLCPCB đã giải thích kỹ thuật ngữ Ngón tay vàng, Chi tiết vật liệu, v.v. Nếu bạn là người mới bắt đầu, bạn chỉ cần đặt kích thước PCB, lớp, màu sắc, độ dày và số lượng bạn cần. Các cài đặt mặc định khác có thể được giữ nguyên.

Bạn có thể biết thêm từ hướng dẫn này.

Bước 4: Hàn (Điện trở, Chân cắm & Đế IC)

Hàn là một trong những kỹ năng cơ bản nhất cần thiết để học trong thế giới điện tử. Hai thứ đi đôi với nhau như đậu Hà Lan và cà rốt. Và, mặc dù có thể tìm hiểu và chế tạo thiết bị điện tử mà không cần lấy mỏ hàn, bạn sẽ sớm khám phá ra rằng một thế giới hoàn toàn mới được mở ra với một kỹ năng đơn giản này. Hàn là cách cố định duy nhất để "cố định" các thành phần vào mạch điện. Và hàn cơ bản là dễ dàng. Tất cả những gì bạn cần là một cái mỏ hàn và một ít thuốc hàn. Khi bố tôi dạy tôi khi còn là một thiếu niên, tôi nhớ mình đã học khá nhanh.

Trước khi bắt đầu hàn, bạn cần chuẩn bị một số để hàn tốt.

Làm sạch đầu nhọn Khi bàn ủi nóng, hãy bắt đầu với việc làm sạch đầu nhọn để loại bỏ vết hàn cũ trên bàn ủi. Bạn có thể sử dụng miếng bọt biển ướt, miếng cọ rửa bằng đồng hoặc thứ gì đó tương tự.

Thiếc đầu mỏ hàn Trước khi bắt đầu hàn, bạn nên mài đầu mỏ hàn. Điều này làm cho đầu truyền nhiệt nhanh hơn và do đó làm cho quá trình hàn dễ dàng và nhanh hơn. Nếu bạn bị dính bất kỳ giọt thiếc nào trên đầu mút, hãy sử dụng một miếng bọt biển, một miếng cọ rửa bằng đồng hoặc chỉ cần lắc nó ra.

Bề mặt sạch là rất quan trọng nếu bạn muốn có một mối hàn điện trở thấp và chắc chắn. Tất cả các bề mặt được hàn phải được làm sạch tốt. Tấm lót 3M Scotch Brite mua từ cửa hàng cải tiến gia đình, cửa hàng cung cấp công nghiệp hoặc cửa hàng thân xe ô tô là một lựa chọn tốt vì chúng sẽ nhanh chóng loại bỏ bề mặt bị xỉn màu nhưng sẽ không mài mòn vật liệu PCB. Lưu ý rằng bạn sẽ muốn miếng lót công nghiệp chứ không phải miếng lau nhà bếp được tẩm chất tẩy rửa / xà phòng. Nếu ván của bạn bị bám cặn đặc biệt dai, thì loại len thép tốt có thể được chấp nhận nhưng hãy hết sức thận trọng đối với ván có dung sai hẹp vì các mảnh thép mịn có thể nằm giữa các tấm đệm và trong các lỗ. Khi bạn đã làm sạch bảng xuống màu đồng sáng bóng, bạn có thể sử dụng dung môi như axeton để làm sạch bất kỳ phần nào của miếng lau có thể còn sót lại và để loại bỏ nhiễm hóa chất khỏi bề mặt của bảng. Methyl hydrat là một dung môi tốt khác và ít hôi hơn một chút so với axeton. Lưu ý rằng cả hai loại dung môi này đều có thể tẩy mực, vì vậy nếu bảng của bạn được in lụa, hãy kiểm tra hóa chất trước trước khi đóng toàn bộ bảng.

Tôi hy vọng bạn đã hoàn thành tất cả các thủ tục trên và sẵn sàng để đặt các thành phần trên PCB. Bộ dụng cụ này được thiết kế cho các thành phần xuyên lỗ và các thành phần xuyên lỗ trên PCB bắt đầu bằng cách đặt linh kiện vào lỗ của nó.

Sau khi linh kiện và bo mạch đã được làm sạch, bạn đã sẵn sàng để đặt các thành phần lên bo mạch. Trừ khi mạch của bạn đơn giản và chỉ chứa một vài thành phần, có thể bạn sẽ không đặt tất cả các thành phần lên bo mạch và hàn chúng cùng một lúc. Nhiều khả năng bạn sẽ hàn một vài thành phần tại một thời điểm trước khi lật lại bảng và đặt thêm. Nói chung, tốt nhất là bắt đầu với các thành phần nhỏ nhất và phẳng nhất (điện trở, IC, điốt tín hiệu, v.v.) và sau đó làm việc với các thành phần lớn hơn (tụ điện, bóng bán dẫn nguồn, máy biến áp) sau khi các phần nhỏ đã hoàn thành. Điều này giữ cho bảng tương đối phẳng, giúp nó ổn định hơn trong quá trình hàn. Tốt nhất là nên tiết kiệm các linh kiện nhạy cảm (MOSFET, IC không có ổ cắm) cho đến cuối để giảm nguy cơ làm hỏng chúng trong quá trình lắp ráp phần còn lại của mạch. Uốn cong các dây dẫn khi cần thiết và đưa linh kiện qua các lỗ thích hợp trên bảng. Để giữ phần cố định trong khi hàn, bạn có thể muốn uốn cong các đầu dẫn ở dưới cùng của bảng theo một góc 45 độ. Điều này hoạt động tốt đối với các bộ phận có dây dẫn dài như điện trở. Các thành phần có dây dẫn ngắn như ổ cắm IC có thể được giữ cố định bằng một ít băng keo hoặc bạn có thể uốn cong các dây dẫn xuống để kẹp vào miếng đệm bảng PC.

Bôi một lượng rất nhỏ thuốc hàn vào đầu bàn là. Điều này giúp dẫn nhiệt đến linh kiện và bo mạch, nhưng không phải chất hàn sẽ tạo nên mối nối. Để làm nóng mối nối, bạn sẽ đặt đầu bàn ủi sao cho nó tựa vào cả dây dẫn thành phần và bo mạch. Điều quan trọng là bạn phải làm nóng chì và bo mạch, nếu không vật hàn sẽ đơn giản đọng lại và từ chối dính vào vật phẩm chưa được làm nóng. Một lượng nhỏ chất hàn bạn bôi vào đầu mối hàn trước khi làm nóng mối nối sẽ giúp tiếp xúc giữa bảng và chì. Thông thường sẽ mất một hoặc hai giây để mối nối đủ nóng để hàn, nhưng các thành phần lớn hơn và miếng đệm / vết dày hơn sẽ hấp thụ nhiều nhiệt hơn và thời gian này có thể tăng lên. mỏ hàn vì bạn làm quá nóng miếng đệm và nó có nguy cơ bị nhấc lên. Để nguội, sau đó cẩn thận đun lại trong thời gian ngắn hơn.

Luôn đảm bảo rằng bạn áp dụng đủ nhiệt, nếu không, bạn có thể kết thúc với "mối hàn nguội". Mối hàn như vậy có thể trông ổn nếu không thực sự cung cấp kết nối bạn muốn. Điều này có thể dẫn đến một số thất vọng nghiêm trọng khi mạch của bạn không hoạt động và bạn đang cố gắng tìm ra lý do tại sao;) Khi bạn nhìn gần một mối hàn nguội, bạn sẽ thấy rằng nó có một khoảng cách nhỏ giữa vật hàn và ghim.

Nếu bạn hài lòng với quá trình hàn của mình, hãy cắt dây dẫn linh kiện từ phía trên mối nối hàn.

Tại thời điểm hàn, tôi đã làm theo tất cả các mẹo trên. Đầu tiên tôi đặt tất cả các điện trở lên bảng và hàn. Sau đó, tôi đặt đế IC cho tất cả các IC và hàn cẩn thận. Để hàn IC, thông minh là sử dụng một ổ cắm IC. Một số vi mạch sẽ bị vỡ nếu nhiệt từ mỏ hàn quá nóng. Sau đó, tôi hàn vỏ pin, đầu nối Grove và đầu ghim.

Để biết thêm về cách đặt và hàn thành phần PCB, bạn có thể đọc hướng dẫn tuyệt vời này: https://www.instructables.com/id/Simple-PCB-sol Order/

Bước 5: Hàn (LED & Switch)

Sau khi hàn tất cả các điện trở, đầu ghim và đế IC, đó là thời điểm thích hợp để hàn LED và công tắc. Bộ này chứa sáu đèn LED 5mm và tất cả được đặt trên một dòng duy nhất. Sau đó, tôi đặt 4 nút chuyển đổi xúc giác.

Hàn các bộ phận nhỏ trước. Hàn điện trở, dây dẫn jumper, điốt và bất kỳ bộ phận nhỏ nào khác trước khi bạn hàn các bộ phận lớn hơn như tụ điện và bóng bán dẫn. Điều này làm cho việc lắp ráp dễ dàng hơn nhiều. Cài đặt các thành phần nhạy cảm sau cùng. Cài đặt cuối cùng các IC CMOS, MOSFET và các thành phần nhạy cảm tĩnh khác để tránh làm hỏng chúng trong quá trình lắp ráp các bộ phận khác.

Mặc dù hàn nói chung không phải là một hoạt động nguy hiểm, nhưng có một số điều cần lưu ý. Điều đầu tiên và rõ ràng nhất là nó liên quan đến nhiệt độ cao. Bàn là hàn sẽ ở nhiệt độ 350F hoặc cao hơn, và sẽ gây bỏng rất nhanh. Đảm bảo sử dụng giá đỡ để hỗ trợ bàn ủi và giữ dây tránh xa các khu vực có giao thông cao. Bản thân vật hàn có thể nhỏ giọt, vì vậy cần tránh hàn các bộ phận cơ thể bị hở. Luôn làm việc ở nơi có ánh sáng tốt, nơi bạn có không gian để bố trí các bộ phận và di chuyển xung quanh. Tránh hàn với mặt của bạn ngay trên mối nối vì khói từ chất trợ dung và các lớp phủ khác sẽ gây kích ứng đường hô hấp và mắt của bạn. Hầu hết các chất hàn đều chứa chì, vì vậy bạn nên tránh chạm vào mặt khi làm việc với chất hàn và luôn rửa tay trước khi ăn.

Bước 6: Hàn (Bảy phân đoạn, LCD & Dot Matric)

Đây là giai đoạn cuối cùng của quá trình hàn. Trong giai đoạn này, chúng tôi sẽ hàn ba thành phần lớn (màn hình bảy đoạn, màn hình ma trận điểm và màn hình LCD). Đầu tiên, tôi hàn màn hình bảy phân đoạn vào bảng vì nó có kích thước nhỏ nhất và kém nhạy hơn. Sau đó, tôi đặt màn hình ma trận điểm. Sau khi hàn màn hình ma trận điểm, tôi đặt thành phần cuối cùng, màn hình LCD vào bảng. Trước khi đặt màn hình LCD vào bo mạch, đầu tiên tôi hàn đầu cắm chân đực vào màn hình LCD và sau đó đặt vào bo mạch chính PCB. Công việc hàn được thực hiện với việc hàn LCD.

Sau khi bạn đã hoàn thành tất cả các mối nối hàn, bạn nên làm sạch tất cả các chất trợ dung dư thừa trên bo mạch. Một số chất trợ dung có tính hút nước (chúng hút nước) và từ từ có thể hấp thụ đủ nước để trở nên dẫn điện nhẹ. Đây có thể là một vấn đề quan trọng trong một môi trường thù địch chẳng hạn như một ứng dụng ô tô. Hầu hết các chất trợ dung sẽ làm sạch dễ dàng bằng cách sử dụng metyl hydrat và giẻ lau nhưng một số sẽ yêu cầu dung môi mạnh hơn. Sử dụng dung môi thích hợp để loại bỏ chất trợ dung, sau đó thổi khô bảng bằng khí nén.

Bước 7: Bộ công cụ hoàn chỉnh

Tôi hy vọng bạn đã hoàn thành tất cả các bước trên. Xin chúc mừng! Bạn đã tạo Bộ dụng cụ học Arduino Nano của riêng mình. Giờ đây, bạn có thể khám phá thế giới Arduino rất dễ dàng. Bạn không cần phải mua lá chắn hoặc mô-đun khác nhau để học Lập trình Arduino. Bộ tài liệu này bao gồm tất cả những thứ cơ bản cần thiết cho người học.

Bạn có thể xây dựng các dự án sau bằng cách sử dụng bộ công cụ rất dễ dàng. Không cần thiết bị hoặc thành phần bổ sung. Ngay cả hội đồng quản trị yêu cầu rất ít kết nối jumper đơn giản.

1. Bạn có thể tạo nhiệt kế bằng LM35 và màn hình bảy đoạn
2. Bạn có thể tạo đồng hồ đo nhiệt độ và độ ẩm bằng DHT11 và màn hình LCD
3. Bạn có thể tạo một cây đàn piano đơn giản bằng cách sử dụng các nút và bộ rung
4. Bạn có thể tạo đồng hồ kỹ thuật số bằng RTC và LCD / Seven Segment. Bạn cũng có thể thêm báo thức bằng Buzzer. Bốn nút có thể được sử dụng để điều chỉnh thời gian và cấu hình.
5. Bạn có thể tạo đồng hồ kim bằng cách sử dụng RTC và màn hình ma trận điểm
6. Bạn có thể tạo trò chơi bằng cách sử dụng các nút và màn hình ma trận điểm.
7. Bạn có thể kết nối bất kỳ mô-đun Grove nào như Grove Bluetooth, Cảm biến Grove khác nhau, v.v.

Tôi chỉ đề cập đến một số lựa chọn khả thi. Bạn có thể tạo ra nhiều thứ hơn bằng cách sử dụng bộ này. Trong bước tiếp theo, tôi sẽ chỉ cho bạn một số ví dụ sử dụng Kit với bản phác thảo Arduino.