วิธีที่จะไม่เผา Arduino - เคล็ดลับสำหรับผู้เริ่มต้น

ไมโครคอนโทรลเลอร์เป็นอุปกรณ์อันดับต้น ๆ สำหรับการควบคุมการตรวจสอบและการประมวลผลข้อมูล แต่ไม่ใช่สำหรับการทำงานในวงจรไฟฟ้า แม้ว่าชิปที่ทันสมัยได้รับการพัฒนาค่อนข้างในแง่ของการปรากฏตัวของการป้องกันที่หลากหลายต่อความเสียหายจากอุบัติเหตุในชิ้นส่วนไฟฟ้า แต่มีอันตรายรอมือสมัครเล่นวิทยุเริ่มต้นในทุกขั้นตอน

วิธีทำงานอย่างปลอดภัยกับ arduino นี่คือคำถามหลักของบทความ พิจารณาทั้งอันตรายจากไฟฟ้าสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์และสำหรับบอร์ดทั้งหมดและส่วนประกอบโดยรวมรวมถึงปัจจัยที่เป็นอันตรายจากแหล่งกำเนิดเชิงกล

วิธีเผาไมโครคอนโทรลเลอร์

คุณสามารถเขียนหนังสือเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของไมโครคอนโทรลเลอร์ดังนั้นเราจะพิจารณาเฉพาะประเด็นหลักที่คุณต้องให้ความสนใจเมื่อทำงาน ไมโครคอนโทรลเลอร์มีความอ่อนไหวต่อกระแสและแรงดันไฟฟ้า โหมดการทำงานฉุกเฉินได้รับอนุญาตเพียงระยะเวลาสั้น ๆ หรือไม่สามารถยอมรับได้ทั่วไป

ฉันจะพยายามพิจารณาสถานการณ์ที่มีเงื่อนไขและชิปจริง มาพึ่งพาแผ่นข้อมูล Atmega328 เป็นเรื่องปกติ ไมโครคอนโทรลเลอร์พบได้ในบอร์ด Arduino เกือบทั้งหมดมีการใช้งาน 168 รุ่นในรุ่นแรกความแตกต่างหลักคือขนาดหน่วยความจำครึ่งหนึ่ง

1. แรงดันไฟฟ้าของซัพพลายจะต้องเป็นปกติ!

รุ่นไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ฉันรู้จักนั้นใช้พลังงานจากแรงดันไฟฟ้าคงที่ (DC) ในขณะที่แรงดันไฟฟ้าของอุปทานอาจแตกต่างกันในช่วงที่ยอมรับได้ ในเอกสารทางเทคนิคสำหรับ 328 atmega ช่วงของแรงดันไฟฟ้าซัพพลายจาก 1.8 ถึง 5.5 โวลต์จะถูกระบุ ในเวลาเดียวกันความเร็วของการทำงานขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้า แต่สิ่งเหล่านี้เป็นรายละเอียดปลีกย่อยที่ส่งผลต่อการเลือกความถี่ในการใช้งานและระดับตรรกะ

ซีเนอร์ไดโอดมักจะติดตั้งในวงจรไฟฟ้าของวงจรรวมเพื่อป้องกันอินพุตของไฟกระชากระยะสั้น แต่ไดโอดซีเนอร์ไม่ได้ถูกออกแบบมาเพื่อปราบปรามการระเบิดพลังงานสูงและการทำงานเป็นเวลานานในสภาวะที่ไม่ถูกต้อง

สรุป:

อย่าเกินแรงดันไฟฟ้าของไมโครคอนโทรลเลอร์หากคุณต้องการเรียกใช้จากแบตเตอรี่หรือแหล่งที่คุณไม่แน่ใจเกี่ยวกับการทำให้เสถียร - จะดีกว่าถ้าติดตั้งตัวเพิ่มเชิงเส้นหรือ LDO เพิ่มเติม

สำหรับ "ความตาย" ของไมโครคอนโทรลเลอร์บางครั้งแม้แต่ครึ่งโวลต์ก็เพียงพอแล้ว เพิ่มเติม ตัวเก็บประจุกรองด้วยไฟฟ้า ไมโครฟอร์แมตสูงสุดหลายร้อยคู่ที่จับคู่กับเซรามิกในสองสามร้อย nFs จะปรับปรุงความน่าเชื่อถือของวงจรเท่านั้น

Arduino:

กับต้นฉบับเช่นเดียวกับโคลนส่วนใหญ่ Nano, Uno มีการติดตั้งตัวปรับความตึงแบบเชิงเส้นดังนั้นคุณสามารถจ่ายพลังงานให้กับหมุดที่ต้องการสำหรับสิ่งนี้หรือผ่านพอร์ต USB ไม่เกิน 15 V.

สำคัญ:

พินที่มีชื่อ "5V" นั้นมีไว้สำหรับเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟที่มีความเสถียรห้าโวลต์เท่านั้นไม่ต้องต่อพินนี้เชื่อมต่อโดยตรงกับขา Vcc ของไมโครคอนโทรลเลอร์เองในขณะที่ Vin - บนบอร์ดจะผ่านตัวควบคุมเชิงเส้นกับไมโครคอนโทรลเลอร์

และขั้วเกินไป

ไม่มีการป้องกันแรงดันย้อนกลับบนบอร์ดดังนั้นในกรณีที่เกิดข้อผิดพลาดคุณอาจเสี่ยงต่อการเผาไหม้ เพื่อหลีกเลี่ยงปัญหานี้ให้ติดตั้งไดโอดในซีรีย์ด้วยอินพุตกำลังไฟของแคโทดไปยังบอร์ด (พิน Vin)

2. อย่าทำให้พินสั้น

ผู้ผลิตตั้งค่ากระแสไฟที่แนะนำผ่านขาของไมโครคอนโทรลเลอร์ไม่เกิน 30 mA ด้วยแรงดันไฟฟ้า 5 โวลต์ซึ่งหมายความว่าคุณต้องเชื่อมต่อโหลดที่ไม่คุ้นเคย (ใหม่) ผ่านตัวต้านทานอย่างน้อย 200 โอห์มซึ่งจะตั้งค่ากระแสสูงสุดเป็น 25 mA ฉันคิดว่ามันฟังดูไม่ชัดเจนนัก คำว่า "ปิด" และ "โอเวอร์โหลด" แตกต่างกัน แต่อธิบายถึงกระบวนการเดียวกัน

ลัดวงจร เป็นสถานะเมื่อโหลดถูกติดตั้งระหว่างเทอร์มินัลที่มีศักยภาพสูงและเทอร์มินัลที่มีศักยภาพต่ำความต้านทานซึ่งใกล้เคียงกับ 0เทียบเท่าที่แท้จริงของภาระดังกล่าวคือการบัดกรีหนึ่งหยดลวดและวัสดุที่นำกระแสไฟฟ้าอื่น ๆ ที่เชื่อมต่อกับขั้วสัมผัสบวกกับขั้วลบ

เมื่อพินถูกตั้งค่าเป็นหน่วยโลจิคัลหรือ "สูง" แรงดันไฟฟ้าที่สัมพันธ์กับสายสามัญที่อยู่ในนั้นคือ 5 V (3.3 หรืออื่น ๆ ระดับใดจะถูกนำมาเป็นหน่วยทางลอจิคัล) ถ้ามันถูกตัดให้สั้นลงไปที่ "กราวด์" บนบอร์ดของอาร์ดิโนสามารถกำหนดให้เป็น "gnd" กระแสที่ไหลจะมีแนวโน้มที่จะไม่มีที่สิ้นสุด

ภายในไมโครคอนโทรลเลอร์ทรานซิสเตอร์ภายในและตัวต้านทานโหลดมีหน้าที่รับผิดชอบในระดับเอาท์พุท 0 หรือ 1 พวกเขาเพียงเผาไหม้จากกระแสไฟฟ้าขนาดใหญ่ เป็นไปได้มากว่าชิพจะยังคงทำงานต่อไป แต่พินนี้ไม่ใช่

วิธีการแก้ปัญหา:

เอาท์พุทของ Vin ยังไม่สามารถ shorted ไปที่ gnd ได้แม้ว่ามันจะไม่ได้เป็นของไมโครคอนโทรลเลอร์ แต่แทร็กของบอร์ดอาจจะไหม้และจะต้องกู้คืน เพื่อเหตุผลด้านความปลอดภัยอย่าขี้เกียจและใช้กำลังไฟผ่านฟิวส์ที่มีค่า 0.5 A

สำคัญ:

เอกสารทางเทคนิคสำหรับ atmega 328 อย่างชัดเจนบ่งชี้ว่าปัจจุบันรวมผ่านพินทั้งหมดไม่ควรเกิน 200 mA

3. อย่าเกินระดับตรรกะ!

คำอธิบาย:

หากเลือกระดับ 5 V เป็นหน่วยโลจิคัลบนไมโครคอนโทรลเลอร์ดังนั้นเซ็นเซอร์ปุ่มหรือไมโครคอนโทรลเลอร์อื่น ๆ จะต้องส่งสัญญาณด้วยแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน

หากคุณใช้แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 5.5 โวลท์หมุดจะไหม้ องค์ประกอบที่ จำกัด จะถูกติดตั้งไว้ภายในเช่นไดโอดซีเนอร์ แต่เมื่อถูกทริกเกอร์กระแสจะเริ่มขึ้นตามสัดส่วนของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ อย่าพยายามจ่ายแรงดันไฟฟ้าที่เป็นทางเลือกให้กับสัญญาณและยิ่งกว่านั้นแรงดันไฟฟ้าของเครือข่ายที่ 220 โวลต์

นี่คือแผนภาพการทำงานของเอาท์พุทของไมโครคอนโทรลเลอร์ องค์ประกอบ (ไดโอดและความจุ) เป็นสิ่งจำเป็นเพื่อป้องกันไฟฟ้าสถิตย์ที่เรียกว่า "การป้องกัน ESD" พวกเขาสามารถปกป้องชิปจากแรงดันไฟฟ้า SHORT ได้ แต่ไม่นาน

หมายเหตุ: เกินครึ่งวินาทีถือว่ายาว

วิธีป้องกันทางเข้า

ติดตั้งตัวปรับสมดุลแบบพาราเมตริกบนอุปกรณ์เหล่านั้น แผนผังนี้เป็นไดโอดซีเนอร์ที่มีแรงดันไฟฟ้ามีเสถียรภาพประมาณ 5 โวลต์มันถูกวางไว้ระหว่างเอาท์พุทและลบ (gnd) และในซีรีส์ที่มีตัวต้านทาน หมุดเชื่อมต่อกับจุดระหว่างความต้านทานและซีเนอร์ไดโอด ที่แรงดันไฟฟ้าสูงกว่า 5 โวลท์หลังจะเปิดและเริ่มส่งกระแสแรงดันไฟฟ้าเกิน "คงที่" บนตัวต้านทานและที่อินพุตจะคงที่ 5-5.1 V.

4. อย่าโหลดโคลง

หากคุณตัดสินใจที่จะจ่ายพลังงานจากขา 5V คุณสามารถเขียนโคลงเชิงเส้นรถบัสคันนี้ให้อำนาจ MICROCONTROLLER และได้รับการออกแบบมาสำหรับมันอย่างไรก็ตามมันสามารถทนต่อเซอร์โวมอเตอร์ขนาดเล็กสองตัว

นอกจากนี้คุณไม่สามารถเชื่อมต่อแหล่งจ่ายแรงดันภายนอกเข้ากับขานี้ได้โคลงไม่ได้ป้องกันแรงดันย้อนกลับ เพื่อเสริมกำลังแอคชูเอเตอร์เพิ่มเติม ใช้แรงดันไฟฟ้าจากแหล่งพลังงานภายนอก.

ผล

จดจำสี่ส่วนเหล่านี้และคุณจะป้องกัน Arduino จากข้อผิดพลาด

ข้อควรระวังความปลอดภัยสำหรับไมโครอิเล็กทรอนิกส์

ในส่วนนี้เราจะพูดถึงวิธีการทำงานอย่างถูกต้องกับบอร์ดตั้งแต่ขั้นตอนการประกอบไปจนถึงขั้นตอนการทำงานของระบบสมาร์ทของคุณ เริ่มจากงานติดตั้งกันก่อน

เป็นไปได้หรือไม่ที่จะประสานองค์ประกอบเข้ากับบอร์ด arduino?

แน่นอนใช่ แต่ไม่ง่ายอย่างนั้น ฉันคิดว่าคุณมีบอร์ดที่ไม่ใช่ต้นฉบับและสำเนาภาษาจีนเช่นของฉันและผู้ชื่นชอบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ นับพัน ซึ่งหมายความว่าคุณภาพการผลิตของอุปกรณ์ดังกล่าวค่อนข้างแตกต่างกันขึ้นอยู่กับอินสแตนซ์เฉพาะ

สถานีบัดกรีและเตารีดบัดกรีที่ปรับอุณหภูมิได้ปรับอุณหภูมิได้กลายเป็นส่วนหนึ่งของชีวิตประจำวันและเครื่องมือของผู้เชี่ยวชาญประจำบ้านมากขึ้นเรื่อย ๆ แต่ที่นี่ไม่ใช่เรื่องง่าย

ฉันจะยกตัวอย่างจากชีวิต ฉันได้รับการบัดกรีประมาณ 10 ปีฉันเริ่มต้นด้วย EPSN ปกติและสองปีที่ผ่านมาฉันได้รับ สถานีบัดกรี. แต่นี่ไม่ได้เป็นกุญแจสำคัญในการทำงานที่มีคุณภาพฉันเพียง แต่เชื่อว่าข้อกำหนดพื้นฐานคือประสบการณ์และวัสดุที่มีคุณภาพ

ฉันซื้อในร้านขายอุปกรณ์บัดกรีในเกลียวที่มีฟลักซ์ไม่เพียง แต่จะไม่มี Rosin แต่สิ่งที่มีกลิ่นเหมือนกรดบัดกรี แต่ก็ไม่ชัดเจนว่ามันถูกบัดกรีได้อย่างไร เขานอนลงในสะเก็ดไม่กระจายมีสีเทาและไม่ส่องแสงหลังจากละลาย การตั้งค่าสถานีเหมือนกันเสมอ แต่การปรับเปลี่ยนไม่ได้ให้ผลลัพธ์

ฉันซื้อบอร์ดในรูปแบบที่ไม่ได้ประกอบกันมันเป็นสิ่งจำเป็นเท่านั้นที่จะประสานแถบสัมผัสกับที่นั่งของพวกเขาได้ง่ายเหมือนกับลูกแพร์ปลอกกระสุนฉันคิดและแทร็กบิต

ปลายหัวแร้งมีความหนามีความจุความร้อนเพียงพอสำหรับการบัดกรี แต่บัดกรีไม่ต้องการแพร่กระจายและวางฟลักซ์สีเขียวเพิ่มเติมไม่ได้ช่วยเป็นผลให้แทร็คออกจากกระดานร้อนเกินไป

กระดานเป็นของใหม่ - ฉันไม่ได้อัปโหลดภาพร่างสิบภาพไป ไมโครคอนโทรลเลอร์รอดชีวิตมาได้ แต่แทร็คก็ถอยห่างและแตก ประโยชน์เช่นเดียวกับความรู้สึกของคณะกรรมการการบัดกรีโดยตรงกับขาของ atmega บน arduino nano นั้นไม่สะดวกและไม่รวดเร็ว เป็นผลให้ฉันโยนสองร้อย rubles ลงในลมและฉันสามารถซื้อประสาน POS-61 พิสูจน์แล้วและทุกอย่างจะดี

บทสรุป:

ประสานกับหัวแร้งปกติ - นี่คือหัวแร้งที่ไม่มีศักยภาพเฟสบนปลาย (ตรวจสอบ ตัวบ่งชี้) และพลังงานไม่เกิน 25-40 วัตต์ ประสานกับประสานปกติและฟลักซ์ อย่าใช้กรด (ฟลักซ์ที่ใช้งานอยู่) และอย่าทำให้แทร็กร้อนเกินไป

ข้อสังเกต: ถ้าคุณจะเปลี่ยนไมโครคอนโทรลเลอร์ตอนแรกถ้าดีกว่าที่จะทำให้เครื่องเป่าผมในกล่อง SMD และประการที่สองอย่าบัดกรีนานเกินไป (มากกว่า 10-15 วินาที) ปล่อยให้เย็นและคุณสามารถวางแผ่นระบายความร้อนไว้ตรงกลางเมื่อบัดกรีด้วยเครื่องเป่าผม กรณีในรูปแบบของเหรียญหรือหม้อน้ำขนาดเล็ก

วิธีจัดการกับบอร์ด Arduino

รุ่นดั้งเดิมและโคลนจำนวนมากทำจากวัสดุที่มีความแข็งแรงเพียงพอ กระดานถูกปกคลุมด้วยชั้นป้องกันแทร็คที่เป็นคู่และนอนอย่างมั่นใจบน textolite หนา

ขอบขององค์ประกอบที่เล็กที่สุดนั้นถูกแกะสลักค่อนข้างมีคุณภาพ ทั้งหมดนี้ช่วยให้คุณทนต่อแรงกระแทกและการตกที่รุนแรงการโค้งงอเล็กน้อยและการสั่นสะเทือน อย่างไรก็ตามกรณีของการบัดกรีเย็นและการบัดกรีที่ไม่เกิดขึ้น

การสั่นสะเทือนและการสั่นสะเทือนอาจทำให้เกิดการสูญเสียการสัมผัสซึ่งในกรณีนี้คุณสามารถเดินด้วยหัวแร้งหรือให้ความร้อนแก่บอร์ดด้วยเครื่องเป่าผมด้วยความระมัดระวังและไม่ระเบิดส่วนประกอบ SMD

บอร์ดหมายถึงความชื้นเช่นเดียวกับอุปกรณ์ไฟฟ้า - ลบ หากคุณวางแผนที่จะใช้งานอุปกรณ์บนถนน - ดูแลการซื้อตัวเชื่อมต่อที่ปิดผนึกและตัวเรือนมิฉะนั้นอาจเกิดผลร้าย:

1. การอ่านสัญญาณจากเซ็นเซอร์อะนาล็อกไม่ถูกต้อง

2. บวกเท็จ;

3. วงจรสั้นของหมุดระหว่างกันและกันและกับพื้น (ดูจุดเริ่มต้นของบทความ)

ออกไซด์ที่เกิดจากการทำงานในสภาพแวดล้อมที่ชื้นสามารถทำให้เกิดผลเช่นเดียวกับความชื้นนั้นมีเพียงโอกาสในการสูญเสียการสัมผัสการดัดขององค์ประกอบและรอยทาง

ผลการวิจัย

สายของบอร์ด Arduino ไม่แตกต่างจากอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อื่นใดนอกจากนี้ยังเป็น“ ความกลัว” ของการโอเวอร์โหลดวงจรสั้นน้ำและการกระแทก คุณจะไม่พบรายละเอียดปลีกย่อยพิเศษเมื่อทำงานกับมัน

อย่างไรก็ตามโปรดระมัดระวังเมื่อเชื่อมต่อเซ็นเซอร์ใหม่และองค์ประกอบเพิ่มเติมอื่น ๆ จะดีกว่าที่จะดังขึ้นอีกครั้งหรือตรวจสอบการซื้อในอีกทางหนึ่ง มันเกิดขึ้นที่แผงวงจรอุปกรณ์ต่อพ่วงอาจกลายเป็น shorted เพราะคุณไม่มีทางรู้ว่าสิ่งที่คาดหวังจากคู่จีนของคุณ