Faça um banco de teste Arduino personalizado usando Wirewrapping: 7 etapas (com imagens)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificação: 2024-01-30 11:37

Este Instructable mostrará uma maneira fácil de conectar um Arduino Nano a várias placas de breakout de PCB. Este projeto surgiu durante minha busca por uma maneira eficaz, mas não destrutiva, de interconectar vários módulos.

Eu tinha cinco módulos que queria interconectar:

• Um Arduino
• Um painel de toque gráfico LCD de 5 polegadas 800x480 da Haoyu Electronics
• Um leitor de cartão SD
• Uma unidade de relógio em tempo real DS1302
• Um transceptor MAX485 RS-485 / RS-422

O painel de toque e os módulos de relógio em tempo real foram usados anteriormente em meus projetos Dali Clock e Rainbow Synthesizer, mas esses protótipos foram feitos em uma placa de ensaio e foram desmontados para abrir espaço para novos projetos.

Ficou claro para mim que ter todos esses módulos juntos em uma instalação permanente me permitiria gastar mais tempo escrevendo software e menos tempo conectando coisas em uma placa de ensaio. Ao mesmo tempo, eu não queria soldar nada permanentemente para que pudesse preservar os módulos para uso futuro.

Este Instructable mostra como eu coloquei tudo junto usando a embalagem de arame.

Etapa 1: Planejando as Interconexões

Minha primeira etapa foi mapear como interconectar todos os módulos aos pinos disponíveis em um Arduino Nano. O display e o cartão SD são módulos SPI. SPI é um barramento, então as linhas CLK, MISO e MOSI podem ser conectadas aos módulos que precisam junto com a alimentação. Cada um exigiria seu próprio pino CS (Chip Select), no entanto.

Decidi colocar o módulo RTC em seus próprios pinos porque experimentos anteriores me mostraram que ele não era totalmente compatível com SPI. Os módulos do transceptor também precisavam de seus próprios pinos.

Depois de mapear tudo, descobri que se parecia com isto:

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

Os pinos 0 e 1 são usados pela interface USB, portanto, eles estavam fora dos limites. Os pinos digitais 3, 5, 18 e 19 permaneceram livres, assim como as entradas analógicas A4 a A7, permitindo expansão futura.

Etapa 2: O problema com fios de ligação e wirewrap como solução

Inicialmente, tentei interconectar tudo com cabos curtos Y crimpados personalizados. No entanto, os crimpadores e os conectores são projetados para receber apenas um fio de cada vez. Colocar vários fios em um único alojamento era difícil e levava a juntas frágeis que não duravam muito. O processo de crimpagem não era apenas demorado, mas, uma vez em uso, os conectores provavelmente se soltavam dos pinos, levando a perda de tempo adicional no rastreamento de falhas intermitentes.

Sempre quis experimentar a embalagem de arame, por isso achei que era uma boa oportunidade para o fazer. Depois de alguma pesquisa, comprei uma ferramenta WSU-30 M, alguns cabeçotes de linha única extra longos de 19 mm e fio de embrulho 30 AWG no eBay.

Como tecnologia, a embalagem de arame tem uma longa história. Era uma forma popular de fazer computadores digitais nos anos 60, 70 e 80 e teve uso frequente em centrais telefônicas. Embora tenha sido obsoleto por placas de circuito impresso produzidas em massa, a embalagem de arame tem as seguintes vantagens para o aquarista:

• É barato e rápido
• É fácil de aplicar e pode ser removido de forma limpa
• Ele funciona com os cabeçotes de pino que são soldados a muitas placas de breakout
• Forma uma conexão confiável e duradoura
• Ele permite várias conexões de e para cada ponto (quando cabeçalhos longos são usados)

Etapa 3: Preparando um Arduino Nano

A próxima etapa foi preparar meu Arduino Nano. Eu tinha um Arduino Nano sem nenhum conector, o que acabou sendo útil, pois queria soldar os pinos extralongos do conector na parte superior para que pudesse ver as etiquetas enquanto envolvia os fios.

Também soldei alguns conectores extra longos à minúscula placa de fuga que veio com meu painel de exibição.

No módulo do transceptor, os terminais de parafuso estavam no lado oposto dos cabeçalhos, então eu desoldei-os e movi-os para o mesmo lado dos cabeçalhos.

As outras placas já tinham cabeçalhos curtos soldados no lado correto, então eu as mantive como estão.

Etapa 4: projetando uma bandeja

Eu queria ser capaz de montar todos os componentes eletrônicos na parte de trás do suporte LCD que criei para o meu Dali Clock instrutível, então criei algo em OpenSCAD. Fiz recortes para as várias tábuas que queria montar.

Depois de imprimir a bandeja, colei todos os módulos com cola quente no lugar.

Etapa 5: O processo de embrulho

O processo de embrulhar com arame consiste em quatro etapas: medir, cortar, descascar e embrulhar.

Eu meço fio suficiente para abranger os dois pontos que desejo conectar, além de uma polegada adicional em cada extremidade para embrulhar. Em seguida, tiro 1 polegada de isolamento em cada extremidade e uso a ferramenta para enrolar o fio no poste.

A seguir está a técnica exata que eu uso, que você pode ver no meu vídeo de demonstração:

• Eu medi a extensão entre dois pontos que desejo conectar
• Eu marco o comprimento desejado com meus dedos, em seguida, uso uma régua para adicionar cinco centímetros
• Eu cortei o fio no comprimento
• Eu meço 1 e 1/4 de polegada da extremidade
• Em seguida, insiro a extremidade no orifício da ferramenta de embrulhar
• Eu puxo o fio para baixo na abertura na lâmina de corte
• Eu arranco o fio da outra extremidade, desencapando uma polegada de fio
• Repito o processo para o outro lado do fio

Com o fio desencapado em ambas as extremidades, eu insiro a extremidade do fio desencapado no cilindro da ferramenta para embrulhar para que a parte desencapada saia do entalhe na lateral. Então, deslizo a ponta para baixo em um poste e dou algumas voltas, segurando a ferramenta frouxamente para permitir que ela suba ao enrolar.

Uma boa conexão deixará cerca de 7 voltas de fio no poste. Se as curvas estiverem empilhadas, não empurre a ferramenta para baixo com tanta força!

ATUALIZAÇÃO: Vários de vocês sugeriram que o isolamento deve envolver o poste para aliviar a tensão. Eu incluí duas fotos para mostrar a diferença.

Etapa 6: Envolvendo toda a placa

Isso mostra a placa depois que eu enrolei todas as conexões. Cometi alguns erros ao longo do caminho, mas eles foram facilmente desfeitos cortando os fios e usando uma pinça para desembrulhar as pontas dos postes.

Eu sugiro fazer uma parte de cada vez e verificar seu trabalho com um multímetro ou ligando e testando cada componente. É muito mais difícil de consertar, uma vez que existem várias camadas de fios.

Meu produto acabado parece um pouco bagunçado, mas se você quiser, pode ser um pouco mais cuidadoso com o roteamento ou usar cores diferentes para manter as coisas claras.

Mesmo que não pareça bonito, é muito mais robusto do que uma placa de ensaio! Mas o grande bônus é que, se a qualquer momento você quiser desmontá-lo, poderá fazê-lo facilmente sem danificar o Arduino Nano ou os cabeçotes dos pinos nas placas individuais!

Etapa 7: Projetos compatíveis

O quadro preenchido permitirá que você implemente estes projetos:

• Relógio digital de fusão estilo anos 80
• Um piano arco-íris iluminado com um Arduino (requer componentes externos)