كيف لا تحرق اردوينو - نصائح للمبتدئين

أجهزة التحكم الصغيرة هي ، في المقام الأول ، أجهزة للتحكم والمراقبة ومعالجة البيانات ، ولكنها ليست تعمل في دوائر الطاقة. على الرغم من أن الرقائق الحديثة مطورة تمامًا من حيث وجود العديد من وسائل الحماية ضد التلف العرضي في الجزء الكهربائي ، ومع ذلك ، هناك مخاطر تنتظر الهواة المبتدئين في كل خطوة.

كيف تعمل بأمان مع اردوينو؟ هذا هو السؤال الرئيسي في المقال. النظر في كل من المخاطر الكهربائية لل متحكم ، وللوحة بأكملها ومكوناتها ككل ، وكذلك العوامل الضارة ذات الأصل الميكانيكي.

كيفية حرق متحكم؟

يمكنك كتابة كتاب عن الهيكل الداخلي لوحدات التحكم الدقيقة ، لذلك سننظر فقط في النقاط الرئيسية التي تحتاج إلى الانتباه إليها عند العمل. ميكروكنترولر حساسة لكل من التيارات والفولتية. أوضاع التشغيل في حالات الطوارئ مسموح بها فقط لفترة قصيرة ، أو غير مقبولة بشكل عام.

سأحاول النظر في المواقف ذات الظروف الحقيقية والرقائق. دعونا نعتمد على ورقة البيانات Atmega328. إنه شائع متحكم، وجدت في جميع لوحات اردوينو تقريبا ، 168 استخدمت في الإصدارات الأولى ، كان الفارق الرئيسي نصف حجم الذاكرة.

1. امدادات التيار الكهربائي يجب أن تكون طبيعية!

يتم تشغيل طرز المتحكم الدقيق التي أعرفها بجهد ثابت (DC) ، في حين يمكن أن يختلف جهد التزويد داخل النطاق المقبول. في الوثائق الفنية لـ 328 atmega ، يشار إلى نطاق الفولتية للإمداد من 1.8 إلى 5.5 فولت. في الوقت نفسه ، تعتمد سرعة العمل على الجهد ، ولكن هذه هي التفاصيل الدقيقة التي تؤثر على اختيار تردد التشغيل والمستويات المنطقية.

عادةً ما يتم تثبيت ثنائيات زينر في دوائر الطاقة للدوائر المتكاملة لحماية مدخلات الزيادات القصيرة الأجل ، لكن ثنائيات زينر ليست مصممة لقمع رشقات الطاقة العالية والتشغيل المطول في الظروف الخطأ.

الاستنتاج:

لا تتجاوز الجهد الكهربائي في وحدة التحكم الدقيقة إذا كنت تنوي تشغيله من البطاريات أو من مصدر لست متأكداً من ثباته - فمن الأفضل تثبيت مثبت خطي إضافي أو مثبت LDO.

من أجل "موت" المتحكم الدقيق ، أحيانًا يكون نصف فولت كافيًا. إضافي مكثف مرشح كهربائيا ما يصل إلى مئات من microfarads ، المقترنة بالسيراميك في بضع مئات من NFS سوف يحسن فقط من موثوقية الدائرة.

اردوينو:

على الأصل وكذلك على معظم الحيوانات المستنسخة نانو ، أونو مثبتات الخطية مثبتة ، حتى تتمكن من توفير الطاقة إما إلى المسامير المعينة أو عبر منفذ USB. لا يزيد عن 15 فولت

هام:

المقصود من دبوس مع اسم "5V" فقط للاتصال بمصدر ثابت من خمسة فولت ، لا أكثر من ذلك ، يتم توصيل هذا دبوس مباشرة إلى الساق VCC من متحكم نفسه ، في حين أن فين - على متن اللوحة يمر عبر المثبت الخطي إلى متحكم دقيق.

والقطبية أيضا

لا توفر اللوحة حماية ضد الجهد العكسي ، لذلك في حالة حدوث خطأ ، فإنك تخاطر بحرقه. لتجنب ذلك ، قم بتثبيت الصمام الثنائي في سلسلة مع إدخال الطاقة الكاثود إلى اللوحة (دبوس فين).

2. لا تقصر المسامير

ضبط الصانع التيار الموصى به من خلال دبوس متحكم ، لا يزيد عن 30 مللي أمبير. مع جهد تزويد 5 فولت ، هذا يعني أنك تحتاج إلى توصيل حمولة غير مألوفة (جديدة) من خلال المقاوم لا يقل عن 200 أوم ، والتي سوف تحدد الحد الأقصى الحالي إلى 25 مللي أمبير. أعتقد أن هذا لا يبدو واضحًا للغاية. تختلف الكلمات "Close" و "Overload" ، لكنها تصف العملية نفسها.

ماس كهربائى هي حالة عندما يتم تثبيت حمولة بين محطة ذات إمكانات عالية ومحطة ذات إمكانات منخفضة ، تكون مقاومتها قريبة من 0.المكافئ الحقيقي لمثل هذا الحمل هو قطرة من اللحام ، وقطعة من الأسلاك وغيرها من المواد الموصلة للتيار الذي يربط التلامس السلبي.

عندما يتم ضبط الدبوس على وحدة منطقية أو "عالية" ، يكون الجهد بالنسبة للسلك المشترك على 5 فولت (3.3 أو أي شيء آخر ، يتم أخذ مستوى الوحدة كوحدة منطقية). إذا تم اختصار "الأرض" ، على لوحة اردوينو يمكن تسميته كـ "gnd" ، يميل التيار المتدفق إلى ما لا نهاية.

داخل المتحكم الدقيق ، تكون الترانزستورات الداخلية ومقاومات الحمل مسؤولة عن مستويات المخرجات 0 أو 1 ، فهي ببساطة تحترق من تيار كبير. على الأرجح ، سوف تستمر الرقاقة في العمل ، لكن هذا الدبوس ليس كذلك.

الحل:

لا يمكن اختصار إخراج Vin أيضًا إلى gnd ، على الرغم من أنه لا ينتمي إلى المتحكم الدقيق ، إلا أن مسارات الألواح قد تنفجر ويجب استعادتها. لأسباب تتعلق بالسلامة ، لا تكن كسولًا ، وقم بتزويد الطاقة من خلال فتيل تم تقييمه للتيار ب 0.5 أ.

هام:

تشير الوثائق الفنية الخاصة بـ 328 atmega بوضوح إلى أن إجمالي TOTAL خلال جميع المسامير يجب ألا يتجاوز 200 مللي أمبير.

3. لا تتجاوز مستويات المنطق!

التفسير:

إذا تم تحديد مستوى 5 فولت كوحدة منطقية على متحكم التحكم ، فيجب أن يقوم المستشعر أو الزر أو متحكم آخر بإرسال إشارة بنفس الجهد.

إذا قمت بتطبيق الجهد فوق 5.5 فولت ، فسوف يحترق الدبوس. في الداخل ، يتم تثبيت العناصر التقييدية ، مثل ثنائيات زينر ، ولكن عندما يتم تشغيلها ، تبدأ التيارات في النمو بما يتناسب مع الجهد المطبق. لا تحاول حتى تزويد التيار الكهربائي بالتناوب في علامة ، وأكثر من ذلك الجهد شبكة 220 فولت.

هذه هي الطريقة التي يظهر بها مخطط متحكم الإخراج المتحكم. هناك حاجة إلى عناصر (الثنائيات والسعة) للحماية من الكهرباء الساكنة ، ما يسمى "حماية البيئة والتنمية المستدامة" ، فهي قادرة على حماية الشريحة من طفرات الجهد SHORT ، ولكن ليس لفترة طويلة.

ملاحظة: تعد حتى نصف ثانية طويلة.

كيف تحمي المداخل؟

تثبيت المثبتات حدودي عليها. من الناحية التخطيطية ، هذا هو الصمام الثنائي زينر مع الجهد استقرار حوالي 5 فولت ، يتم وضعها بين الإخراج وناقص (gnd) ، وفي سلسلة معها هو المقاوم. يتم توصيل دبوس إلى النقطة بين المقاومة وديود زينر. عند الجهد فوق 5 فولت ، يفتح الأخير ويبدأ في تمرير التيار ، "يبقى" الجهد الزائد على المقاوم ، وعند المدخلات سيكون ثابتًا عند 5-5.1 فولت.

4. لا تقم بتحميل المثبت

إذا قررت تشغيل الحمل من دبوس 5 فولت ، فيمكنك حرق مثبت خطي ، هذا الحافلة يشغل MICROCONTROLLER وهو مصمم له ، ومع ذلك ، يمكنه تحمل بضع محركات تشغيل صغيرة.

أيضًا ، لا يمكنك توصيل مصدر جهد خارجي بهذه المحطة ، فالمثبت ليس لديه حماية للجهد العكسي. لتشغيل مشغلات إضافية تأخذ الجهد من مصدر طاقة خارجي.

النتائج

تذكر هذه الأقسام الأربعة ، وسوف تحمي اردوينو من الأخطاء.

احتياطات السلامة للإلكترونيات الدقيقة

في هذا القسم ، سنتحدث عن كيفية العمل بشكل صحيح مع اللوحة ، من مرحلة التجميع إلى المرحلة التشغيلية للنظام الذكي الخاص بك. لنبدأ بأعمال التثبيت.

هل من الممكن لحام عناصر لوحة اردوينو؟

بالطبع نعم ، ولكن ليس بهذه البساطة. أعتقد أن لديك لوحة غير أصلية ، والنسخة الصينية ، مثل لي ، والآلاف من محبي الإلكترونيات الآخرين. هذا يعني أن جودة التصنيع لهذه الأجهزة مختلفة تمامًا حسب الحالة المحددة.

أصبحت محطات اللحام ومكاوي اللحام القابلة للحرارة القابلة للضبط جزءًا متزايدًا من الحياة اليومية وأدوات أدوات التحكم الرئيسية في المنازل ، لكن الأمر ليس بهذه البساطة.

سأقدم مثالي من الحياة. لقد تم لحام لمدة 10 سنوات ، بدأت مع EPSN المعتادة ، وقبل عامين حصلت عليها محطة لحام. ولكن هذا لم يصبح ضمانًا لجودة العمل ، وكنت مقتنعًا فقط أن الشرط الأساسي هو الخبرة والمواد عالية الجودة.

اشتريت جندى في دوامة مع تدفق في متجر لاجهزة الكمبيوتر ، ليس فقط لم يكن هناك أي روزبن ، بل شيء كان رائحته مثل حامض اللحام ، لكن لم يكن واضحًا كيف تم لحامه. كان مستلقيا على رقائق ، ولم ينتشر ، وكان لونه رمادي ولم يلمع بعد الذوبان. كانت إعدادات المحطة هي نفسها كما هو الحال دائمًا ، لكن التعديلات لم تعطي نتائج.

لقد اشتريت اللوحة في شكل غير مفكك ، كان من الضروري فقط لحام شرائح التلامس على مقاعدهم ، بسهولة مثل قصف الكمثرى ، فكرت و "حلقت" المسارات.

كان طرف لحام الحديد سميكًا ، وكانت هناك سعة حرارية كافية للحام ، لكن اللحيم لم يرغب في الانتشار ، ولم يساعد عجينة التمويه الأخضر الإضافية ، ونتيجة لذلك ، تركت المسارات السبورة من ارتفاع درجة الحرارة.

كانت اللوحة جديدة - لم أحمل عشرة رسومات تخطيطية عليها. نجا متحكم ، ولكن المسارات ابتعدت وكسرت. الفائدة ، بالإضافة إلى الشعور باللوح ، لا تزال عملية اللحام مباشرة على أرجل atmega على نانو اردوينو غير مريحة وليست سريعة. ونتيجة لذلك ، رميت بضع مئات من روبل في مهب الريح ، ويمكنني شراء ماكينة لحام POS-61 التي أثبتت كفاءتها وسيكون كل شيء على ما يرام.

الاستنتاجات:

لحام مع مكواة لحام عادية - هذا مكواة لحام لا تحتوي على إمكانات الطور على الطرف (محددًا) مؤشر) ، وقوتها لا تتجاوز 25-40 واط. جندى مع جندى وتدفق طبيعى. لا تستخدم الأحماض (التمويه النشط) ولا تسخن المسارات.

ملاحظات: إذا كنت ستستبدل وحدة التحكم الصغيرة ، أولاً ، إذا كان من الأفضل جعلها مجفف شعر في علبة SMD ، وثانياً ، لا تقم بتثبيتها لفترة طويلة جدًا (أكثر من 10 إلى 15 ثانية) ، اتركها تبرد ، ويمكنك وضع المشتت الحراري في المنتصف عند اللحام بمجفف شعر الحالات في شكل عملة معدنية أو المبرد صغير.

كيفية التعامل مع مجلس اردوينو؟

النماذج الأصلية والعديد من الحيوانات المستنسخة مصنوعة من مواد ذات قوة كافية. الألواح مغطاة بطبقة واقية ، والمسارات متساوية وتكمن بثقة على القماش السميك.

حواف أصغر العناصر محفورة نوعيا. كل هذا يتيح لك تحمل الصدمات والسقوط الخطيرة للغاية والانحناءات البسيطة والاهتزازات. ومع ذلك ، تحدث حالات لحام بارد وغير لحام.

يمكن أن يؤدي الاهتزاز والصدمة إلى فقد الاتصال ، وفي هذه الحالة يمكنك المشي باستخدام مكواة لحام أو تسخين اللوحة بمجفف شعر ، وتوخي الحذر وعدم تفجير مكونات SMD.

تشير اللوحة إلى الرطوبة ، مثل أي معدات كهربائية - سلبًا. إذا كنت تخطط لتشغيل الجهاز في الشارع - احرص على شراء الموصلات والمباني المختومة وإلا قد تكون هناك عواقب وخيمة:

1. قراءة غير صحيحة للإشارة من أجهزة الاستشعار التناظرية.

2. ايجابيات كاذبة.

3. دوائر قصيرة من المسامير بين بعضها البعض وعلى الأرض (انظر بداية المقال).

يمكن أن يتسبب الأكسيد المتكون من العمل في بيئة رطبة في نفس التأثيرات التي تسببها الرطوبة نفسها ، حيث تتم إضافة احتمال فقدان الاتصال ، وثني العناصر والمسارات فقط.

النتائج

لا يختلف خط لوحات Arduino عن أي إلكترونيات أخرى ، بل إنه أيضًا "خائف" من الأحمال الزائدة والدوائر القصيرة والماء والصدمات. لن تقابل التفاصيل الدقيقة عند التعامل معها.

ومع ذلك ، توخي الحذر عند توصيل أجهزة استشعار جديدة وعناصر إضافية أخرى ، فمن الأفضل أن يرن مرة أخرى أو تحقق من عملية الشراء بطريقة أخرى. يحدث أن لوحات الدوائر الطرفية قد تتحول إلى نقص ، لأنك لا تعرف أبدًا ما تتوقعه من نظرائك الصينيين.