Kaip nesudeginti Arduino - patarimai pradedantiesiems

Mikrovaldikliai visų pirma yra prietaisai, skirti duomenims valdyti, valdyti ir apdoroti, bet ne skirti naudoti elektros grandinėse. Nors šiuolaikiniai lustai yra gana išvystyti atsižvelgiant į tai, kad elektrinėje dalyje yra įvairių apsaugos nuo atsitiktinių pažeidimų, vis dėlto kiekviename žingsnyje pradedančiojo radijo mėgėjo laukia pavojai.

Kaip saugiai dirbti su arduino? Tai yra pagrindinis straipsnio klausimas. Apsvarstykite tiek mikrovaldiklio, tiek visos plokštės ir jos komponentų elektrinius pavojus, taip pat kenksmingus mechaninės kilmės veiksnius.

Kaip sudeginti mikrovaldiklį?

Galite parašyti knygą apie vidinę mikrovaldiklių struktūrą, todėl mes apsvarstysime tik pagrindinius dalykus, į kuriuos turite atkreipti dėmesį dirbdami. Mikrovaldikliai yra jautrūs tiek srovėms, tiek įtampai. Avariniai darbo režimai yra leistini tik trumpą laiką arba yra apskritai nepriimtini.

Pabandysiu atsižvelgti į situacijas su realiomis sąlygomis ir žetonais. Pasitikėkime duomenų lapu „Atmega328“. Tai yra įprasta mikrovaldiklis, aptinkamas beveik visose arduino plokštėse, 168 buvo naudojamos ankstesnėse versijose, pagrindinis skirtumas buvo pusė atminties dydžio.

1. Maitinimo įtampa turi būti normali!

Mikrokontrolerių modeliai, kuriuos aš žinau, yra maitinami pastovia įtampa (DC), o maitinimo įtampa gali skirtis priimtinoje diapazone. 328 atmega techninėje dokumentacijoje nurodomas maitinimo įtampų diapazonas nuo 1,8 iki 5,5 volto. Šiuo atveju darbo greitis priklauso nuo įtampos, tačiau tai yra subtilybės, turinčios įtakos darbo dažnio ir loginių lygių pasirinkimui.

„Zener“ diodai paprastai montuojami integruotų schemų galios grandinėse, siekiant apsaugoti trumpalaikių bangų įėjimą, tačiau „zener“ diodai nėra skirti slopinti didelės galios bangas ir ilgesnį jų veikimą netinkamomis sąlygomis.

Išvada:

Neviršykite mikrovaldiklio maitinimo įtampos, jei ketinate jį naudoti iš akumuliatorių ar šaltinio, kurio nesate tikri, jog stabilizuositės - geriau įdiegti papildomą linijinį arba LDO stabilizatorių.

Mikrovaldiklio „mirčiai“ kartais pakanka net pusės volto. Papildoma elektrolitinio filtro kondensatorius iki šimtų mikrofaradų, suporuotų su keramika per porą šimtų nF, tik pagerins grandinės patikimumą.

Arduino:

Ant originalo ir ant daugelio klonų Nano, Uno Įdiegti linijiniai stabilizatoriai, todėl jūs galite tiekti energiją tiek nurodytiems kaiščiams, tiek per USB jungtį. Ne daugiau kaip 15 V.

SVARBU:

Smeigtukas su pavadinimu „5V“ yra skirtas tik prijungimui prie stabilizuoto penkių voltų šaltinio, ne daugiau, šis kaištis yra tiesiogiai prijungtas prie paties mikrovaldiklio Vcc kojos, o Vin - ant plokštės eina per linijinį stabilizatorių į mikrovaldiklį.

Ir poliškumas

Plokštė neužtikrina apsaugos nuo atvirkštinės įtampos, todėl, įvykus klaidai, rizikuojate ją sudeginti. Norėdami to išvengti, sumontuokite diodą nuosekliai su katodo galios įvestimi prie plokštės (Vin smeigtukas).

2. Netrumpinkite kaiščių

Gamintojas nustatė rekomenduojamą srovę per mikrovaldiklio kaištį, ne didesnę kaip 30 mA. Esant 5 voltų maitinimo įtampai, tai reiškia, kad per mažiausiai 200 omų varžą turite prijungti nepažįstamą (naują) apkrovą, kuri nustatys maksimalią 25 mA srovę. Manau, kad tai nėra labai aišku. Žodžiai „Uždaryti“ ir „Perkrova“ skiriasi, tačiau jie apibūdina tą patį procesą.

Trumpasis jungimas Ar tai būsena, kai krovinys yra montuojamas tarp didelio galingumo ir mažo potencialo, kurio varža yra artima 0.Tikrasis tokios apkrovos atitikmuo yra lydmetalio lašas, vielos gabalas ir kitos srovę laidžios medžiagos, jungiančios teigiamą ir neigiamą kontaktą.

Kai kaištis nustatytas į loginį vienetą arba „aukštą“, įtampa, palyginti su juo esančia bendra viela, yra 5 V (3,3 ar bet kuri kita, kurios lygis laikomas loginiu vienetu). Jei jis trumpinamas iki „žemės“, arduino lentoje jis gali būti žymimas „gnd“, tekanti srovė bus linkusi į begalybę.

Mikrokontrolerio viduje vidiniai tranzistoriai ir apkrovos varžai yra atsakingi už išėjimo lygius 0 arba 1, jie tiesiog sudega nuo didelės srovės. Greičiausiai lustas veiks ir toliau, tačiau šis kaištis nėra.

Sprendimas:

„Vin“ išvesties taip pat negalima sutrumpinti iki „gnd“, nors ji nepriklauso mikrovaldikliui, tačiau plokštės takeliai gali išdegti ir turės būti atkurti. Saugumo sumetimais nebūkite tingūs ir maitinkite per saugiklį, kurio srovė yra 0,5 A.

SVARBU:

Techninėje 328-osios atmega dokumentacijoje aiškiai nurodoma, kad BENDRA srovė per VISUS kaiščius neturėtų viršyti 200 mA.

3. Neviršykite logikos lygių!

Paaiškinimas:

Jei mikrovaldiklio valdikliu loginiu vienetu pasirinktas 5 V lygis, jutiklis, mygtukas ar kitas mikrovaldiklis turi siųsti signalą ta pačia įtampa.

Jei pritaikysite aukštesnę nei 5,5 volto įtampą, kaištis sudegs. Ribojantys elementai, tokie kaip zenerio diodai, yra sumontuoti viduje, tačiau juos įjungus, srovės pradeda augti proporcingai taikomajai įtampai. Net nebandykite tiekti kintamos įtampos, o juo labiau 220 V tinklo įtampos.

Čia yra mikrovaldiklio išvesties funkcinė schema. Elementai (diodai ir talpa) reikalingi apsaugai nuo elektrostatinės, vadinamosios „ESD apsauga“, jie sugeba apsaugoti mikroschemą nuo TRUMPOS įtampos viršįtampių, tačiau neilgai.

Pastaba: net pusės sekundės viršijimas laikomas ilgu.

Kaip apsaugoti įėjimus?

Ant jų įdiekite parametrinius stabilizatorius. Schematiškai tai yra zenerio diodas, kurio stabilizacijos įtampa yra apie 5 voltus, jis dedamas tarp išvesties ir minuso (gnd), o nuosekliai su juo yra rezistorius. Smeigtukas yra sujungtas su tašku tarp varžos ir zenerio diodo. Esant aukštesnei nei 5 voltų įtampai, pastarasis atsidaro ir pradeda praleisti srovę, perteklinė įtampa išlieka rezistoriuje, o įvestyje ji bus fiksuota 5-5,1 V įtampoje.

4. Nekraukite stabilizatoriaus

Jei nuspręsite maitinti krovinį iš 5 V kaiščio, galite sudeginti linijinį stabilizatorių, šis autobusas maitina MICROCONTROLLER ir yra skirtas jam, tačiau jis gali atlaikyti porą mažų servovariklių.

Taip pat prie šios kojos negalima prijungti išorinio įtampos šaltinio, stabilizatorius neturi atbulinės apsaugos nuo įtampos. Papildomoms pavaroms maitinti paimkite įtampą iš išorinio maitinimo šaltinio.

Santrauka

Prisiminkite šiuos keturis skyrius ir jūs apsaugosite „Arduino“ nuo klaidų.

Mikroelektronikos saugos priemonės

Šiame skyriuje mes kalbėsime apie tai, kaip teisingai dirbti su lenta, pradedant surinkimo faksu ir baigiant jūsų intelektualiosios sistemos eksploatavimo faze. Pradėkime nuo montavimo darbų.

Ar įmanoma lituoti elementus prie arduino lentos?

Žinoma, taip, bet ne taip paprasta. Manau, kad jūs turite ne originalią plokštę, o kinišką kopiją, tokią kaip mano, ir tūkstančius kitų elektronikos mėgėjų. Tai reiškia, kad tokių prietaisų gamybos kokybė yra gana skirtinga, atsižvelgiant į konkretų atvejį.

Litavimo stotelės ir reguliuojamos termostabilizuotos lituokliai tampa vis svarbesne namų meistrų kasdienio gyvenimo dalimi ir įrankiais, tačiau čia tai nėra taip paprasta.

Pateiksiu savo gyvenimo pavyzdį. Litavau maždaug 10 metų, pradėjau nuo įprasto EPSN, o prieš dvejus metus gavau litavimo stotis. Bet tai netapo kokybiško darbo garantija, buvau tik įsitikinęs, kad pagrindinis reikalavimas yra patirtis ir kokybiškos medžiagos.

Aš nusipirkau aparatūros parduotuvėje lydmetalį spirale su srautu ne tik, kad jame nėra kanifolijos, bet ir tai, kas kvepėjo kaip litavimo rūgštis, tačiau nebuvo aišku, kaip jis buvo lituojamas. Jis gulėjo dribsniuose, neplito, turėjo pilką spalvą ir neištirpo po lydymosi. Stoties nustatymai buvo tokie patys kaip visada, tačiau pritaikymai nedavė rezultatų.

Aš nusipirkau lentą nesumontuota forma, tereikėjo suklijuoti kontaktines juosteles prie jų sėdynių, taip lengva, kaip kriaušes kriauklėti, pamaniau ir „supjausčiau“ takelius.

Lituoklio antgalis buvo storas, litavimui pakako šilumos talpos, tačiau litavimas nenorėjo plisti, o papildoma žalia srauto pasta nepadėjo, dėl to vikšrai paliko lentą nuo perkaitimo.

Plokštė buvo nauja - į ją neįkėliau dešimt eskizų. Mikrovaldiklis išgyveno, tačiau vikšrai pasitraukė ir sulūžo. Nauda, ​​kaip ir lentos pojūtis, išlieka, litavimas tiesiai prie arduino nano atmega kojų yra nepatogus ir greitas. Dėl to į vėją įmečiau porą šimtų rublių ir galėjau nusipirkti patikrintą POS-61 lydmetalį ir viskas bus gerai.

Išvados:

Lydmetalis su įprastu lituokliu - tai lituoklis, kurio antgalyje nėra fazinio potencialo (patikrinta indikatorius), o jo galia neviršija 25–40 vatų. Lydmetalis su normaliu lydmetaliu ir srautu. Nenaudokite rūgščių (aktyvaus srauto) ir neperkaitinkite takelių.

Pastabos: jei planuojate pakeisti mikrovaldiklį, pirma, jei geriau jį padaryti SMD dėkle su plaukų džiovintuvu, ir, antra, per daug ilgai jo nelipdykite (daugiau nei 10–15 sekundžių), leiskite jam atvėsti, o litavimo metu su plaukų džiovintuvu galite pastatyti šilumos kriauklę į vidurį. dėklai monetos ar mažo radiatoriaus pavidalu.

Kaip tvarkyti „Arduino“ lentą?

Originalūs modeliai ir daugybė klonų yra pagaminti iš pakankamo stiprumo medžiagų. Lentos yra padengtos apsauginiu sluoksniu, takeliai yra lygūs ir užtikrintai guli ant storo teksolito.

Mažiausių elementų kraštai yra išgraviruoti gana kokybiškai. Visa tai leidžia toleruoti gana rimtus smūgius ir kritimus, nedidelius posūkius ir vibraciją. Tačiau pasitaiko šalto ir ne litavimo atvejų.

Dėl vibracijos ir smūgio galite prarasti kontaktą; tokiu atveju galite vaikščioti su litavimo geležimi arba šildyti lentą plaukų džiovintuvu, būkite atsargūs ir neišpūskite SMD komponentų.

Plokštė neigiamai veikia drėgmę, kaip ir bet kokia elektros įranga. Jei planuojate įrenginį eksploatuoti gatvėje - pasirūpinkite uždarų jungčių ir korpusų pirkimu, nes priešingu atveju gali kilti pražūtingų padarinių:

1. Neteisingas analoginių jutiklių signalo nuskaitymas.

2. Melagingi teiginiai;

3. Trumpas kaiščių jungimas tarp vienas kito ir į žemę (žr. Straipsnio pradžią).

Oksidas, susidaręs dirbant drėgnoje aplinkoje, gali sukelti tokius pačius padarinius, kaip ir pati drėgmė, tik pridedama tikimybė, kad bus prarasti kontaktai, sulenkti elementai ir takeliai.

Išvados

„Arduino“ plokščių linija nesiskiria nuo bet kurios kitos elektronikos, ji taip pat „bijo“ perkrovų, trumpojo jungimo, vandens ir smūgio. Dirbdami su juo nerasite ypatingų subtilumų.

Tačiau būkite atsargūs jungdami naujus jutiklius ir kitus papildomus elementus, geriau vėl paskambinti arba patikrinti pirkinį kitu būdu. Taip atsitinka, kad periferinės plokštės gali pritrūkti, nes jūs niekada nežinote, ko tikėtis iš savo kolegų iš Kinijos.