Kā nededzināt Arduino - padomi iesācējiem

Mikrokontrolleri, pirmkārt, ir ierīces datu kontrolei, kontrolei un apstrādei, bet ne darbam strāvas ķēdēs. Lai arī mūsdienu mikroshēmas ir diezgan attīstītas, ņemot vērā dažādu aizsardzību pret nejaušiem bojājumiem elektriskajā daļā, tomēr katrā briesmās iesācēji radioamatieri gaida ar briesmām.

Kā droši strādāt ar arinoino? Tas ir galvenais raksta jautājums. Apsveriet gan mikrokontrollera, gan visas paneļa un tā sastāvdaļu elektrisko apdraudējumu, kā arī mehāniskās izcelsmes kaitīgos faktorus.

Kā sadedzināt mikrokontrolleru?

Jūs varat uzrakstīt grāmatu par mikrokontrolleru iekšējo struktūru, tāpēc mēs apsvērsim tikai galvenos punktus, kuriem jums jāpievērš uzmanība, strādājot. Mikrokontrolleri ir jutīgi gan pret strāvu, gan spriegumu. Avārijas darba režīmi ir pieļaujami tikai īsu laiku vai vispār nav pieņemami.

Es mēģināšu izskatīt situācijas ar reāliem apstākļiem un mikroshēmām. Paļausimies uz datu lapu Atmega328. Tas ir bieži mikrokontrolieris, atrodams gandrīz visos arduino dēļos, 168 tika izmantoti agrīnajās versijās, tā galvenā atšķirība bija puse no atmiņas lieluma.

1. Barošanas spriegumam jābūt normālam!

Mikrokontrolleru modeļus, par kuriem es zinu, baro ar pastāvīgu spriegumu (DC), savukārt barošanas spriegums var mainīties pieļaujamajā diapazonā. 328 atmega tehniskajā dokumentācijā ir norādīts barošanas spriegumu diapazons no 1,8 līdz 5,5 voltiem. Tajā pašā laikā darba ātrums ir atkarīgs no sprieguma, taču tie ir smalkumi, kas ietekmē darba frekvences un loģiskā līmeņa izvēli.

Zener diodes parasti tiek uzstādītas integrēto shēmu strāvas ķēdēs, lai aizsargātu īstermiņa pārsprieguma ieeju, bet zener diodes nav paredzētas, lai nomāktu lieljaudas pārrāvumus un ilgstošu darbību nepareizos apstākļos.

Secinājums:

Nepārsniedziet mikrokontrollera barošanas spriegumu, ja plānojat to darbināt no akumulatoriem vai avota, par kura stabilitāti neesat pārliecināts - labāk ir uzstādīt papildu lineāru vai LDO stabilizatoru.

Mikrokontrollera "nāvei" dažreiz pietiek pat ar pusvoltu. Papildu elektrolītiskā filtra kondensators līdz simtiem mikrofāžu, pārī ar keramiku pāris simtos nF, tikai uzlabos shēmas uzticamību.

Arduino:

Uz oriģināla, kā arī lielākajā daļā klonu Nano, Uno ir uzstādīti lineārie stabilizatori, tāpēc jūs varat piegādāt enerģiju vai nu tam paredzētajām tapām, vai izmantojot USB portu. Ne vairāk kā 15 V

SVARĪGI:

Tapa ar nosaukumu "5V" ir paredzēta tikai savienošanai ar stabilizētu piecu voltu avotu, ne vairāk, šī tapa ir tieši savienota ar paša mikrokontrollera Vcc kāju, savukārt Vin - uz tāfeles iet caur lineāro stabilizatoru uz mikrokontrolleri.

Un arī polaritāte

Plātnei nav pretēja sprieguma aizsardzības, tāpēc kļūdas gadījumā jūs riskējat to sadedzināt. Lai no tā izvairītos, instalējiet diodi virknē ar katoda barošanas ieeju panelī (Vin piespraude).

2. Neveiciet īsās tapas

Ražotājs iestata ieteicamo strāvu caur mikrokontrollera tapu, nepārsniedzot 30 mA. Ar barošanas spriegumu 5 volti tas nozīmē, ka jums ir jāpievieno nepazīstama (jauna) slodze caur rezistoru vismaz 200 omi, kas maksimālo strāvu iestatīs 25 mA. Es domāju, ka tas neizklausās ļoti skaidri. Vārdi “Aizvērt” un “Pārslodze” ir atšķirīgi, taču tie raksturo vienu un to pašu procesu.

Īssavienojums Ir stāvoklis, kad slodze tiek uzstādīta starp termināli ar lielu potenciālu un termināli ar mazu potenciālu, kura pretestība ir tuvu 0.Šādas kravas reālais ekvivalents ir lodmetāla piliens, stieples gabals un citi strāvu vadoši materiāli, kas savieno pozitīvo un negatīvo kontaktu.

Ja tapa ir iestatīta uz loģisku vienību vai "augstu", spriegums attiecībā pret parasto vadu ir 5 V (3,3 vai jebkurš cits, kura līmenis tiek pieņemts kā loģiska vienība). Ja tas ir saīsināts līdz "zemei", arduino tāfelē to var apzīmēt kā "gnd", plūstošajai strāvai būs tendence uz bezgalību.

Mikrokontrollera iekšējie tranzistori un slodzes rezistori ir atbildīgi par izejas līmeni 0 vai 1, tie vienkārši izdeg no lielas strāvas. Visticamāk, mikroshēma turpinās darboties, taču šī tapa nav.

Risinājums:

Arī Vin izvadi nevar saīsināt līdz gnd, lai arī tā nepieder mikrokontrolleram, taču paneļa celiņi var izdegt, un tā būs jāatjauno. Drošības apsvērumu dēļ neesiet slinks un pievadiet enerģiju caur drošinātāju, kura strāva ir 0,5 A.

SVARĪGI:

328. atmega tehniskajā dokumentācijā skaidri norādīts, ka KOPĀ strāva caur VISIEM tapām nedrīkst pārsniegt 200 mA.

3. Nepārsniedziet loģikas līmeņus!

Paskaidrojums:

Ja 5 V līmenis ir izvēlēts kā loģiska vienība mikrokontrollerā, tad sensoram, pogai vai citam mikrokontrolleram jānosūta signāls ar tādu pašu spriegumu.

Ja jūs pieliekat spriegumu virs 5,5 voltiem, tapa sadedzinās. Ierobežojoši elementi, piemēram, Zener diodes, tiek uzstādīti iekšpusē, bet, kad tie tiek iedarbināti, strāvas sāk augt proporcionāli pielietotajam spriegumam. Nemēģiniet pat piegādāt maiņstrāvas spriegumu un vēl jo vairāk tīkla spriegumu 220 V.

Šādi izskatās mikrokontrolleru izejas funkcionālā diagramma. Elementi (diodes un kapacitāte) ir nepieciešami, lai aizsargātu pret elektrostatiku, tā saukto "ESD-aizsardzība", tie spēj aizsargāt mikroshēmu no ĪSTA sprieguma pārsprieguma, bet ne ilgi.

Piezīme: pat pussekundes pārsniegšana tiek uzskatīta par garu.

Kā aizsargāt ieejas?

Uzstādiet uz tiem parametriskos stabilizatorus. Shematiski tā ir zener diode ar stabilizācijas spriegumu aptuveni 5 volti, tā ir novietota starp izeju un mīnusu (gnd), un virknē ar to ir rezistors. Tapa ir savienota ar punktu starp pretestību un Zener diodi. Pie sprieguma, kas pārsniedz 5 voltus, pēdējais atveras un sāk iziet strāvu, pārspiediens "paliek" uz rezistora, un pie ieejas tas tiks fiksēts 5-5,1 V līmenī.

4. Nelieciet stabilizatoru

Ja jūs nolemjat barot slodzi no 5 V tapas, varat sadedzināt lineāro stabilizatoru, šis kopne darbina MICROCONTROLLER un ir paredzēts tam, tomēr tas var izturēt pāris mazus servodzinējus.

Arī šai kājiņai nevar pieslēgt ārēju sprieguma avotu, stabilizatoram nav pretējā sprieguma aizsardzības. Lai darbinātu papildu izpildmehānismus ņemt spriegumu no ārēja enerģijas avota.

Kopsavilkums

Atcerieties šīs četras sadaļas, un jūs pasargāsit savu Arduino no kļūdām.

Drošības pasākumi mikroelektronikā

Šajā sadaļā mēs runāsim par to, kā pareizi strādāt ar plati, sākot no montāžas fāzes līdz jūsu viedās sistēmas darbības fāzei. Sāksim ar uzstādīšanas darbu.

Vai ir iespējams lodēt elementus arduino plāksnei?

Protams, jā, bet ne tik vienkārši. Es domāju, ka jums ir neoriģināls tāfele, un ķīniešu kopija, tāpat kā mana, un tūkstošiem citu elektronikas cienītāju. Tas nozīmē, ka šādu ierīču ražošanas kvalitāte ir diezgan atšķirīga atkarībā no konkrētā gadījuma.

Lodēšanas stacijas un regulējami termostabilizēti lodāmuri arvien vairāk kļūst par mājas meistaru ikdienas dzīvi un darbarīkiem, taču šeit tas nav tik vienkārši.

Es došu savu piemēru no dzīves. Es lodēju apmēram 10 gadus, es sāku ar parasto EPSN, un pirms diviem gadiem es to ieguvu lodēšanas stacija. Bet tas nekļuva par kvalitatīva darba garantiju, es biju tikai pārliecināts, ka pamatprasība ir pieredze un kvalitatīvi materiāli.

Datortehnikas veikalā nopirku lodmetālu spirālē ar plūsmu, ne tikai, ka tur nebija kolofonija, bet arī kaut ko tādu, kas smaržoja pēc lodēšanas skābes, bet nebija skaidrs, kā tas tika pielodēts. Viņš gulēja pārslās, neizplatījās, bija pelēkā krāsā un pēc kausēšanas nespīdēja. Stacijas iestatījumi bija tādi paši kā vienmēr, taču pielāgojumi nedeva rezultātu.

Es nopirku dēli nesamontētā formā, bija nepieciešams tikai pielodēt kontaktu sloksnes pie vietām, tik viegli, kā lobīt bumbierus, es domāju un sliecu sliedes.

Lodāmura gals bija biezs, lodēšanai bija pietiekama siltuma jauda, ​​bet lodēt negribēja izplatīties, un arī papildu zaļās plūsmas pasta nepalīdzēja, kā rezultātā sliedes atstāja dēli no pārkaršanas.

Tāfele bija jauna - es tajā nepielādēju desmit skices. Mikrokontrolieris izdzīvoja, bet sliedes attālinājās un salūza. Ieguvums, tāpat kā tāfeles sajūta, saglabājas, lodēt tieši armegaino nano atmega kājām ir neērti un nav ātrs. Rezultātā es vējā iemetu pāris simtus rubļu, un es varēju nopirkt pārbaudīto POS-61 lodmetālu, un viss būs kārtībā.

Secinājumi:

Lodmetāls ar parasto lodāmuru - tas ir lodāmurs, kura galā nav fāzes potenciāla (pārbaudīts indikators), un tā jauda nepārsniedz 25–40 vati. Lodēšana ar parasto lodēšanu un plūsmu. Nelietojiet skābes (aktīvo plūsmu) un nepārkarsējiet sliedes.

Piezīmes: ja jūs gatavojaties nomainīt mikrokontrolleri, tad, pirmkārt, ja labāk ir padarīt to par matu fēnu SMD korpusā, un, otrkārt, nelieciet to pārāk ilgi (vairāk nekā 10–15 sekundes), ļaujiet tam atdzist, un, sildot ar fēnu, varat ievietot siltuma izlietni pa vidu. kastes monētas vai maza radiatora formā.

Kā rīkoties ar Arduino dēli?

Oriģinālie modeļi un daudzi kloni ir izgatavoti no pietiekami izturīgiem materiāliem. Dēļi ir pārklāti ar aizsargājošu slāni, sliedes ir vienmērīgas un pārliecinoši atrodas uz bieza tekstolīta.

Vismazāko elementu malas ir kodētas diezgan kvalitatīvi. Tas viss ļauj paciest diezgan nopietnus triecienus un kritienus, nelielus līkumus un vibrācijas. Tomēr notiek aukstās un nelodēšanas gadījumi.

Vibrācijas un triecieni var izraisīt kontakta zudumu, un tādā gadījumā jūs varat staigāt ar lodāmuru vai sildīt dēli ar fēnu, jābūt uzmanīgiem un neizpūtiet SMD komponentus.

Dēlis negatīvi ietekmē mitrumu, tāpat kā jebkuru citu elektroiekārtu. Ja plānojat ierīci darboties uz ielas - parūpējieties par noslēgtu savienotāju un apvalku iegādi, pretējā gadījumā var būt postošas ​​sekas:

1. Nepareiza signāla nolasīšana no analogiem sensoriem.

2. Viltus pozitīvi rezultāti;

3. Tapu īssavienojums starp otru un zemi (sk. Raksta sākumu).

Oksīds, kas veidojas, strādājot mitrā vidē, var radīt tādas pašas sekas kā pats mitrums, tikai tiek pievienota kontakta zuduma, elementu un sliežu saliekuma iespējamība.

Secinājumi

Arduino dēļu līnija neatšķiras no citas elektronikas, tā arī “baidās” no pārslodzēm, īssavienojumiem, ūdens un triecieniem. Strādājot ar to, jūs nesatiksieties ar īpašām smalkumiem.

Tomēr esiet piesardzīgs, savienojot jaunus sensorus un citus papildu elementus, labāk ir vēlreiz piezvanīt vai pārbaudīt pirkumu citā veidā. Gadās, ka perifērijas shēmas plates var izrādīties īssavienojums, jo jūs nekad nezināt, ko sagaidīt no saviem kolēģiem Ķīnā.