Arduino:Хакинг/«Шилд» своими руками (вариант 2)

Содержание

Знакомство с Arduino

Продукты

Основы

Справочник языка Arduino

Примеры

Библиотеки

Хакинг

Изменения

Сравнение языков Arduino и Processing

Перевод: Максим Кузьмин

Проверка/Оформление/Редактирование: Мякишев Е.А.

«Шилд» своими руками (вариант 2)

В этом руководстве я расскажу, как сделал собственную печатную плату для проекта, предназначенного для управления электролюминесцентными панелями. У создания собственной печатной платы много преимуществ – ее можно сделать маленькой, это недорого, и она будет идеально подходить вашему проекту. Делая плату, я подсматривал в руководство «Простой способ производства печатных плат», написанное Томом Гути (Tom Gootee).

Время и стоимость

Весь процесс потребовал от меня примерно 5 часов и около 50 долларов, которые я потратил на компоненты вроде кислот, сольвентов и т.д. В эту сумму не включены принтер и электронные компоненты, которые у меня уже были.

Проектирование схемы

Самым первым делом вам нужно придумать и создать схему для будущей печатной платы. Для крупных проектов рекомендуется использовать CAD-программы, но для маленьких проектов (вроде моего) будет достаточно графического (предпочтительно векторного) редактора, который вы знаете более-менее хорошо. Я спроектировал свою схему в Adobe Illustrator.

Необходимые компоненты

Ниже я привел список материалов, которые будут нужны для создания печатной платы. Кроме того, я указал несколько ссылок (чтобы вы знали, где я это купил) и приложил несколько фотографий (для наглядности). К сожалению, найти ссылки и сделать фото удалось не для всех компонентов.

• Лазерный принтер или фотокопировальный аппарат (НЕ СТРУЙНЫЙ)
• Специальная бумага для печатных плат (я использовал бумагу TTS от wiltronics)
• Маркер для печатных плат (нужен для сенсорных участков; купить можно на jaycar)
• Утюг
• Пластиковый контейнер от Tupperware
• Керосин или растворитель краски
• Пустая плата с медным покрытием
• Очищающий сольвент на основе ацетона (я купил у DSE)
• Хлорид железа (тоже куплен у DSE)
• Губка (от Scotchbrite с искусственной стальной шерстью; не используйте губку с настоящей стальной шерстью)
• Латексные перчатки для уборки
• Бумажные полотенца

• 
• 
• 
• 
• 

Шаги

К этому моменту вы уже должны сделать схему для печатной платы (в реальном масштабе).

1.

Обрежьте омедненную плату-болванку до размера, необходимого для будущей платы. Обрезав, обработайте края заготовки напильником, чтобы они были вровень с другими краями. Теперь наденьте латексные перчатки и губкой поскребите плату в перпендикулярных направлениях (вверх-вниз, влево-вправо).

2.

Удалив все царапины и грязь, берем бумажное полотенце, пшикаем на него очищающим сольвентом и снова протираем плату. Продолжайте делать это, пока бумажное полотенце не перестанет пачкаться при взаимодействии с платой (это знак того, что плата полностью очистилась).

3.

Теперь напечатайте свою схему при помощи лазерного принтера или фотокопировального аппарата. Сделать печатную плату при помощи струйного принтера нельзя, потому что он использует чернила, а не тонер. Для печати/фотокопирования используйте специальную TTS-бумагу, но убедитесь, что печать выполняется на гладкой клейкой стороне (примечание: вам не обязательно использовать TTS-бумагу, достаточно обычной или фотобумаги, но эти варианты не пробовал). Выполнив печать/фотокопирование, вырежьте область со схемой.

4.

Включите утюг на самую высокую температуру, но без пара. Также имеет смысл вначале слить с утюга всю воду. Положите омедненную плату на устойчивый к теплу материал (к примеру, на кусок дерева), но так, чтобы сторона с медным покрытием была вверху. Разместите на плате бумагу со схемой (рисунком вниз), а затем сильно прижмите один из углов, чтобы зафиксировать ее на месте. Затем положите поверх бумаги кусок картона (впрочем, картон использовать необязательно, но мой опыт показывает, что он дает наилучшие результаты при использовании вместе с TTS-бумагой).

5.

После того, как утюг нагреется до «очень горячего» состояния, сильно придавите им всю площадь платы. Прижимайте его сильно и ровно, держа в таком положении около минуты. Затем начинайте медленно двигать утюгом по картону, покрывающему омедненную плату. Делайте это медленно, уделяя одинаковое внимание каждой части платы. Проделайте эту процедуру 3-4 раза, ненадолго останавливаясь и прижимая утюгом всю область платы. Затем можно сделать еще несколько проходов кончиком утюга, но по-прежнему держа его прямо. Наконец, в течение 30 секунд просто прижимаем утюг ко всей поверхности платы.

6.

Убираем утюг и картон. Если вы видите схему через TTS-бумагу, то, по всей видимости, сделали все правильно. Теперь кладем плату в емкость с горячей водой и оставляем там примерно на 2 минуты. Далее немного трясем емкость, чтобы бумага отошла от платы, либо делаем это руками, но как можно аккуратней. В результате схема должна остаться на медном покрытии платы. Если схема не прилипла (или почти не прилипла) к меди, не беспокойтесь – просто счистите ее растворителем краски или керосином и начните с самого первого шага. Если схема почти вся прилипла к медному покрытию платы, то начинать сначала не нужно – этот недостаток можно поправить, дорисовав нужные участки при помощи маркера для печатных плат.

7.

Теперь, когда схема прилипла к меди, время для травления. Наденьте защитные очки и латексные перчатки (иначе руки окрасятся в желтый цвет). Далее налейте хлорид железа в пластиковую или стеклянную емкость от Tupperware (но не в металлический контейнер или раковину – иначе все пойдет насмарку!) – нужно столько, чтобы плата погрузилась в жидкость. Теперь помещаем туда плату и оставляем на 5-10 минут. Затем, не вынимая плату из жидкости, берем бумажное полотенце и начинаем аккуратно протирать плату. Вы увидите, как медь начнет потихоньку сходить с платы, оставляя лишь пластиковую часть. Продолжайте делать так, пока не останется лишь схема. Закончив, слейте хлорид железа – НО НЕ В РАКОВИНУ.

8.

Теперь наливаем в маленький контейнер растворитель краски или керосин и кладем туда плату. При помощи зубной щетки счищаем тонер и/или чернила маркера для печатных плат. Все, что должно остаться – это медь на пластиковой плате. Поздравляем, мы почти на месте! Если в схеме обнаружатся небольшие «дырочки», не беспокойтесь – это можно исправить при помощи припоя.

9.

Теперь нам нужно просверлить отверстия в местах, куда будут ставиться компоненты. Я использую для этого маленькую ручную дрель со сверлом в 0,5 мм.

10.

Просверлив все нужные отверстия, приступаем к установке и припайке электронных компонентов. На этом этапе я люблю использовать мультиметр, с его помощью проверяя, подключены ли друг к другу нужные компоненты.

11.

Закончив припаивать компоненты, протестируйте схему, чтобы понять, работает ли она. Схема, которую я сделал здесь – это «шилд-расширение» для микроконтроллера Arduino. Она крепится поверх Arduino и вставляется в ее контакты (как «шилд»). Созданная мной плата будет служить для того, чтобы обеспечить микроконтроллеру доступ к беспроводной связи – чтобы он могу подключиться к электролюминесцентным панелям и управлять ими.