Faire un banc de test Arduino personnalisé à l'aide de Wirewrapping : 7 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:08

Ce Instructable vous montrera un moyen facile de câbler un Arduino Nano à diverses cartes de dérivation PCB. Ce projet est né lors de ma recherche d'un moyen efficace mais non destructif d'interconnecter plusieurs modules.

J'avais cinq modules que je voulais interconnecter:

• Un Arduino
• Un écran tactile LCD graphique 800x480 de 5 pouces de Haoyu electronics
• Un lecteur de carte SD
• Une unité d'horloge temps réel DS1302
• Un émetteur-récepteur MAX485 RS-485/RS-422

L'écran tactile et les modules d'horloge en temps réel avaient déjà été utilisés dans mes projets my Dali Clock et my Rainbow Synthesizer, mais ces prototypes avaient été réalisés sur une maquette et avaient été démontés pour faire de la place à de nouveaux projets.

Il est devenu clair pour moi que le fait d'avoir tous ces modules ensemble dans un appareil permanent me permettrait de passer plus de temps à écrire des logiciels et moins de temps à câbler des éléments sur une maquette. En même temps, je ne voulais rien souder de façon permanente afin de pouvoir conserver les modules pour une utilisation future.

Ce Instructable montre comment j'ai tout mis en place à l'aide d'un enroulement de fil.

Étape 1: Planification des interconnexions

Ma première étape a été de déterminer comment interconnecter tous les modules aux broches disponibles sur un Arduino Nano. L'écran et la carte SD sont tous deux des modules SPI. SPI est un bus, donc les lignes CLK, MISO et MOSI peuvent être connectées en guirlande aux modules qui en ont besoin avec l'alimentation. Cependant, chacun nécessiterait sa propre broche CS (Chip Select).

J'ai décidé de mettre le module RTC sur ses propres broches car des expériences antérieures m'avaient montré qu'il n'était pas tout à fait compatible SPI. Les modules émetteurs-récepteurs avaient également besoin de leurs propres broches.

Après avoir tout cartographié, j'ai trouvé que cela ressemblait à ceci:

• Arduino Pin GND -> LCD GND -> Carte SD GND -> Transceiver GND -> RTC 5V
• Broche Arduino 5V -> LCD 5V -> Carte SD 5V -> Émetteur-récepteur VCC -> RTC VCC
• Broche Arduino 13 -> LCD CLK -> Carte SD CLK
• Broche Arduino 12 -> LCD MISO -> Carte SD MISO
• Broche Arduino 11 -> LCD MOSI -> Carte SD MOSI
• Broche Arduino 10 -> LCD CS
• Broche Arduino 9 -> LCD PD
• Broche Arduino 2 -> LCD INT
• Broche Arduino 8 -> RTC CLK
• Broche Arduino 7 -> RTC DAT
• Broche Arduino 6 -> RTC RST
• Broche Arduino 4 -> Carte SD CS
• Broche Arduino 14 -> Émetteur-récepteur DI
• Arduino Pin 15 -> Émetteur-récepteur DE
• Arduino broche 16 -> émetteur-récepteur RE
• Broche Arduino 17 -> Émetteur-récepteur RO

Les broches 0 et 1 sont utilisées par l'interface USB, elles étaient donc interdites. Les broches numériques 3, 5, 18 et 19 sont restées libres, tout comme les entrées analogiques A4 à A7, permettant une extension future.

Étape 2: Le problème avec les fils de raccordement et l'enroulement comme solution

Au départ, j'avais essayé de tout interconnecter avec de courts câbles en Y sertis sur mesure. Cependant, les sertissages et les connecteurs ne sont conçus que pour prendre un fil à la fois. Le bourrage de plusieurs fils dans un boîtier était difficile et a conduit à des joints fragiles qui n'ont pas duré longtemps. Non seulement le processus de sertissage prenait du temps, mais une fois utilisés, les connecteurs risquaient de se détacher des broches, ce qui entraînait une perte de temps supplémentaire à rechercher des défauts intermittents.

J'avais toujours voulu essayer le wrapping, alors j'ai pensé que c'était une bonne occasion de le faire. Après quelques recherches, j'ai acheté un outil WSU-30 M, des en-têtes à une rangée extra-longs de 19 mm de long et du fil d'enroulement de fil 30 AWG sur eBay.

En tant que technologie, le wrapping a une longue histoire. C'était un moyen populaire de fabriquer des ordinateurs numériques dans les années 60, 70 et 80 et était fréquemment utilisé dans les centraux téléphoniques. Bien qu'il ait été obsolète par les cartes de circuits imprimés produites en série, le wrapping présente les avantages suivants pour l'amateur:

• c'est pas cher et rapide
• Il est facile à appliquer et peut être retiré proprement
• Il fonctionne avec les en-têtes de broches qui sont soudés à de nombreuses cartes de dérivation
• Il forme une connexion durable et fiable
• Il permet plusieurs connexions vers et depuis chaque point (lorsque de longs en-têtes sont utilisés)

Étape 3: Préparation d'un Arduino Nano

L'étape suivante consistait à préparer mon Arduino Nano. J'avais un Arduino Nano sans en-tête, ce qui s'est avéré pratique, car je voulais souder les broches d'en-tête extra longues sur le dessus afin que je puisse voir les étiquettes pendant l'enroulement du fil.

J'ai également soudé des en-têtes extra-longs à la minuscule carte de dérivation fournie avec mon panneau d'affichage.

Sur le module émetteur-récepteur, les bornes à vis étaient du côté opposé des embases, je les ai donc dessoudées et déplacées du même côté que les embases.

Les autres cartes avaient des en-têtes courts déjà soudés du bon côté, je les ai donc conservés tels quels.

Étape 4: Conception d'un plateau

Je voulais pouvoir monter toute l'électronique à l'arrière du support LCD que j'avais créé pour mon horloge Dali instructable, alors j'ai modélisé quelque chose dans OpenSCAD. J'ai fait des découpes pour les différentes planches que je voulais monter.

Après avoir imprimé le plateau, j'ai collé à chaud tous les modules en place.

Étape 5: Le processus d'enrubannage

Le processus d'enroulement de fil se compose de quatre étapes: mesurer, couper, dénuder et enrouler.

Je mesure suffisamment de fil pour couvrir les deux points que je veux connecter, plus un pouce supplémentaire à chaque extrémité pour l'emballage. Ensuite, j'enlève 1 pouce d'isolant à chaque extrémité et j'utilise l'outil pour enrouler le fil sur le poteau.

Voici la technique exacte que j'utilise, que vous pouvez voir sur ma vidéo de démonstration:

• Je mesure l'étendue entre deux points que je veux connecter
• Je marque la longueur désirée avec mes doigts, puis j'utilise une règle pour ajouter deux pouces
• J'ai coupé le fil à longueur
• Je mesure 1 et 1/4 de pouce de la fin
• J'insère ensuite l'extrémité dans le trou de l'outil d'emballage
• Je tire le fil vers le bas dans l'espace dans la lame de coupe
• Je tire le fil de l'autre extrémité, dénudant un pouce de fil
• Je répète le processus pour l'autre côté du fil

Avec le fil dénudé aux deux extrémités, j'insère l'extrémité dénudée du fil dans le canon de l'outil d'enroulement de fil de sorte que la partie dénudée émerge de l'encoche sur le côté. Je glisse ensuite la pointe vers le bas sur un poteau et lui fais quelques tours, en tenant l'outil sans serrer pour lui permettre de se soulever au fur et à mesure qu'il s'enroule.

Une bonne connexion laissera environ 7 tours de fil sur le poteau. Si les tours sont empilés les uns sur les autres, n'appuyez pas trop fort sur l'outil !

MISE À JOUR: Plusieurs d'entre vous ont dit que l'isolant devrait s'enrouler autour du poteau pour soulager les tensions. J'ai inclus deux photos pour montrer la différence.

Étape 6: Enrouler le fil de l'ensemble de la carte

Cela montre la carte après que j'ai câblé toutes les connexions. J'ai fait quelques erreurs en cours de route, mais elles ont été facilement réparées en coupant les fils et en utilisant une pince à épiler pour déballer les extrémités des poteaux.

Je suggère de le faire une partie à la fois et de vérifier votre travail avec un multimètre ou en mettant sous tension et en testant chaque composant. C'est beaucoup plus difficile à réparer une fois qu'il y a plusieurs couches de fils.

Mon produit fini a l'air un peu désordonné, mais si vous le souhaitez, vous pouvez faire un peu plus attention à l'acheminement ou utiliser différentes couleurs pour que les choses restent claires.

Même si elle n'a pas l'air jolie, elle est bien plus robuste qu'une maquette ! Mais le gros bonus est que si à tout moment vous voulez le démonter, vous pouvez le faire facilement sans endommager l'Arduino Nano ou les en-têtes des broches sur les cartes individuelles !

Étape 7: Projets compatibles

Le tableau complété vous permettra de mettre en œuvre ces projets:

• Horloge numérique de fusion de style des années 80
• Un piano arc-en-ciel illuminé avec un Arduino (nécessite des composants externes)