Bagaimana untuk tidak membakar Arduino - tip untuk pemula

Mikrokontroler adalah, pertama sekali, peranti untuk mengawal, mengawal dan memproses data, tetapi bukan untuk bekerja dalam litar kuasa. Walaupun cip moden agak maju dari segi kehadiran pelbagai perlindungan terhadap kerosakan secara tidak sengaja di bahagian elektrik, namun, ada bahaya yang menanti amatur radio pemula di setiap langkah.

Bagaimana untuk bekerja dengan selamat dengan arduino? Inilah soalan utama artikel ini. Pertimbangkan kedua-dua bahaya elektrik untuk pengawal mikrokontroler, dan untuk keseluruhan papan dan komponennya secara keseluruhannya, serta faktor-faktor berbahaya dari asal mekanikal.

Bagaimana membakar mikrokontroler?

Anda boleh menulis buku tentang struktur dalaman mikrokontroler, jadi kami akan mempertimbangkan hanya mata utama yang perlu anda perhatikan semasa bekerja. Mikrokontroler sensitif kepada kedua arus dan voltan. Mod operasi kecemasan hanya dibenarkan untuk masa yang singkat, atau tidak boleh diterima secara amnya.

Saya akan cuba mempertimbangkan situasi dengan keadaan sebenar dan cip. Mari kita bergantung pada Atmega328 datasheet. Ia adalah perkara biasa mikropengawal, didapati di hampir semua arduino papan, 168 digunakan pada versi awal, perbezaan utamanya adalah separuh daripada saiz memori.

1. Bekalan voltan mestilah normal!

Model mikropengawal yang saya ketahui dikuasakan oleh voltan malar (DC), manakala voltan bekalan boleh berubah mengikut julat yang boleh diterima. Dalam dokumentasi teknikal untuk atmega 328, julat voltan bekalan dari 1.8 hingga 5.5 Volt ditunjukkan. Pada masa yang sama, kelajuan kerja bergantung pada voltan, tetapi ini adalah kehalalan yang mempengaruhi pilihan kekerapan operasi dan tahap logik.

Dioda Zener biasanya dipasang di litar kuasa litar bersepadu untuk melindungi input lonjakan jangka pendek, tetapi diod zener tidak direka untuk menahan pecah kuasa tinggi dan operasi berpanjangan dalam keadaan yang salah.

Kesimpulan:

Jangan melebihi voltan bekalan kuasa mikropengawal jika anda berhasrat untuk menjalankannya dari bateri atau sumber yang anda tidak pasti mengenai penstabilan - lebih baik memasang penstabil linear atau LDO tambahan.

Untuk "kematian" mikropengawal itu, kadang kala separuh satu volt cukup. Tambahan kapasitor penapis elektrolitik sehingga beratus-ratus mikrofarad, dipasangkan dengan seramik dalam beberapa ratus nFs hanya akan meningkatkan kebolehpercayaan litar.

Arduino:

Pada asalnya dan pada kebanyakan klon Nano, Uno penstabil linier dipasang, jadi anda boleh membekalkan kuasa sama ada pin yang ditetapkan atau melalui port USB. Tidak lebih daripada 15 V.

PENTING:

Pin dengan nama "5V" hanya dimaksudkan untuk menyambung ke sumber stabil lima volt, tidak lebih lagi, pin ini disambungkan secara langsung ke kaki Vcc dari mikropengawal itu sendiri, sementara Vin - pada papan berjalan melalui penstabil linier ke mikrokontroler.

Dan polaritas juga

Lembaga tidak memberikan perlindungan terhadap voltan terbalik, jadi jika terdapat kesilapan, risiko membakarnya. Untuk mengelakkan ini, pasangkan diod secara siri dengan input kuasa katod ke papan (pin Vin).

2. Jangan pin pendek

Pengilang menetapkan arus yang disyorkan melalui pin mikropengawal, tidak melebihi 30 mA. Dengan voltan bekalan 5 volt, ini bermakna bahawa anda perlu menyambung beban baru (baru) melalui perintang sekurang-kurangnya 200 ohm, yang akan menetapkan arus maksimum 25 mA. Saya fikir ia tidak terdengar sangat jelas. Perkataan "Tutup" dan "Kelebihan" berbeza, tetapi mereka menerangkan proses yang sama.

Litar pintas Adalah keadaan apabila beban dipasang di antara terminal dengan potensi tinggi dan terminal dengan potensi yang rendah, rintangan yang hampir kepada 0.Setakat sebenar beban sedemikian adalah kejatuhan pateri, sekeping kawat dan lain-lain bahan yang menyambung semasa yang menghubungkan hubungan negatif dengan negatif.

Apabila pin ditetapkan ke unit logik atau "tinggi", voltan relatif kepada dawai biasa di atasnya ialah 5 V (3.3 atau mana-mana yang lain, tahap yang diambil sebagai unit logik). Sekiranya dipendekkan ke "tanah", di papan arduino ia boleh ditetapkan sebagai "gnd", aliran semasa akan cenderung tidak terbatas.

Di dalam mikrokontroler, transistor dalaman dan perintang beban bertanggungjawab untuk tahap keluaran 0 atau 1, mereka hanya terbakar daripada arus yang besar. Kemungkinan besar, cip akan terus berfungsi, tetapi pin ini tidak.

Penyelesaian:

Output Vin juga tidak dapat dipendekkan ke gnd, walaupun ia tidak tergolong dalam mikrokontroler, tetapi trek papan mungkin terbakar dan perlu dipulihkan. Atas sebab-sebab keselamatan, jangan malas, dan bekalan kuasa melalui fius yang dinilai untuk arus 0.5 A.

PENTING:

Dokumentasi teknikal untuk atmega 328 jelas menunjukkan bahawa TOTAL semasa melalui ALL pin tidak boleh melebihi 200 mA.

3. Jangan melebihi tahap logik!

Penjelasan:

Sekiranya tahap 5 V dipilih sebagai unit logik pada mikrokontroler, maka sensor, butang atau mikrokontroler lain mesti menghantar isyarat dengan voltan yang sama.

Jika anda menggunakan voltan di atas 5.5 volt, pin akan terbakar. Unsur-unsur sekatan, seperti diod zener, dipasang di dalam, tetapi apabila ia dicetuskan, arus mula berkembang mengikut voltan yang digunakan. Jangan juga cuba membekalkan voltan bersilih ganti, dan lebih-lebih lagi voltan rangkaian 220 V.

Berikut adalah gambarajah fungsian output mikropengawal. Unsur (diod dan kapasitans) diperlukan untuk melindungi terhadap elektrostatik, yang dipanggil "ESD-perlindungan", mereka dapat melindungi cip dari gelombang voltan SHORT, tetapi tidak lama.

Nota: melebihi separuh kedua dianggap panjang.

Bagaimana untuk melindungi pintu masuk?

Pasang penstabil parametrik ke atasnya. Secara skematik, ini adalah diod zener dengan voltan penstabilan kira-kira 5 volt, ia diletakkan di antara output dan tolak (gnd), dan dalam siri itu adalah perintang. Pin disambungkan ke titik di antara rintangan dan diod zener. Pada voltan di atas 5 Volt, yang kedua terbuka dan mula lulus semasa, voltan berlebihan "kekal" pada perintang, dan pada input ia akan ditetapkan pada tahap 5-5.1 V.

4. Jangan memuat penstabil

Jika anda memutuskan untuk menggerakkan beban dari pin 5V, anda boleh membakar penstabil linear, bas ini menggerakkan MICROCONTROLLER dan direka untuknya, bagaimanapun, ia dapat menahan beberapa servomotor kecil.

Juga, anda tidak boleh menyambungkan sumber voltan luaran ke kaki ini, penstabil tidak mempunyai perlindungan voltan terbalik. Untuk kuasa penggerak tambahan mengambil voltan daripada sumber kuasa luaran.

Ringkasan

Ingat empat bahagian ini, dan anda akan melindungi Arduino anda dari kesilapan.

Langkah berjaga-jaga keselamatan untuk mikroelektronik

Dalam bahagian ini, kami akan bercakap tentang bagaimana untuk berfungsi dengan betul dengan lembaga, dari fasa pemasangan ke fasa operasi sistem pintar anda. Mari mulakan dengan kerja pemasangan.

Adakah mungkin unsur solder ke papan arduino?

Sudah tentu ya, tetapi tidak begitu mudah. Saya rasa anda mempunyai lembaga bukan asli, dan salinan China, seperti saya, dan beribu-ribu pencinta elektronik lain. Ini bermakna kualiti pembuatan peranti sedemikian agak berbeza bergantung pada contoh tertentu.

Stesen pematerian dan seterika pematerian thermostabilized laras menjadi lebih dan lebih banyak sebahagian daripada kehidupan seharian dan alat-alat tuan rumah, tetapi di sini tidak begitu mudah.

Saya akan memberikan contoh saya dari kehidupan. Saya telah menyolder selama 10 tahun, saya mula menggunakan EPSN biasa, dan dua tahun lalu saya mendapat stesen penyolder. Tetapi ini tidak menjadi kunci kepada kerja yang berkualiti, saya hanya yakin bahawa keperluan asas adalah pengalaman dan bahan yang berkualiti.

Saya membeli di sebuah kedai perkakasan sebuah pateri dalam lingkaran dengan fluks, bukan sahaja bahawa tidak ada rosin, tetapi sesuatu yang berbau seperti pematerian asid, tetapi tidak jelas bagaimana ia dipateri. Dia berbaring di serpihan, tidak tersebar, mempunyai warna kelabu dan tidak bersinar setelah mencair. Tetapan stesen adalah sama seperti biasa, tetapi pelarasan tidak memberikan hasil.

Saya membeli papan itu dalam bentuk yang tidak dibina, hanya perlu untuk menyolder jalur hubungan ke tempat duduk mereka, semudah membongkar pear, saya fikir dan "menggigit" trek.

Hujung besi pematerian tebal, terdapat kapasiti haba yang cukup untuk penyolderan, tetapi solder tidak mahu menyebarkan, dan tampalan fluks hijau tambahan tidak membantu, akibatnya, trek meninggalkan papan dari terlalu panas.

Papan baru - saya tidak memuatkan sepuluh sketsa kepadanya. Mikrokontroler itu terselamat, tetapi jejaknya bergerak dan pecah. Manfaat, serta rasa lembaga, tetap, penyolderan terus ke kaki atmega pada nano arduino tidak menyusahkan dan tidak cepat. Akibatnya, saya melemparkan beberapa ratus rubel ke dalam angin, dan saya boleh membeli solder POS-61 yang terbukti dan semuanya akan baik-baik saja.

Kesimpulan:

Solder dengan besi pematerian biasa - ini adalah besi pematerian yang tidak mempunyai potensi fasa pada hujung (diperiksa penunjuk), dan kuasanya tidak melebihi 25-40 watt. Solder dengan solder biasa dan fluks. Jangan gunakan asid (fluks aktif) dan jangan terlalu panaskan trek.

Nota: jika anda akan menggantikan pengawal mikrokontroler, terlebih dahulu, jika lebih baik menjadikannya pengering rambut dalam kes SMD, dan kedua, jangan menyoldernya terlalu lama (lebih daripada 10-15 saat), biarkan ia sejuk, dan anda boleh meletakkan tenggelam panas di tengah apabila menyeterika dengan pengering rambut kes-kes dalam bentuk duit syiling atau radiator kecil.

Bagaimana untuk mengendalikan papan Arduino?

Model asal dan banyak klon diperbuat daripada bahan yang mencukupi. Papan ditutup dengan lapisan pelindung, jejaknya adalah walaupun dan terletak pada kepercayaan teksol tebal.

Tepi unsur terkecil terukir secara kualitatif. Semua ini membolehkan anda untuk bertolak ansur dengan kejutan yang agak serius dan jatuh, selekoh kecil dan getaran. Walau bagaimanapun, kes pematerian sejuk dan bukan pematerian berlaku.

Getaran dan kejutan boleh menyebabkan kehilangan kenalan, dalam hal ini anda boleh berjalan dengan besi pematerian atau memanaskan papan dengan pengering rambut, berhati-hati dan jangan melepaskan komponen SMD.

Lembaga merujuk kepada kelembapan, seperti mana-mana peralatan elektrik - secara negatif. Jika anda merancang untuk mengendalikan peranti itu di jalan - berhati-hati membeli penyambung dan perumahan yang dimeteraikan jika tidak terdapat akibat buruk:

1. Pembacaan isyarat yang tidak betul dari sensor analog.

2. Positif palsu;

3. Litar pendek antara pin antara satu sama lain dan ke tanah (lihat permulaan artikel).

Oksida terbentuk daripada bekerja dalam persekitaran yang lembap boleh menyebabkan kesan yang sama seperti kelembapan itu sendiri, hanya kemungkinan kehilangan kontak, lenturan elemen dan trek ditambah.

Kesimpulan

Barisan papan Arduino tidak berbeza dari mana-mana elektronik lain, ia juga "takut" beban, litar pintas, air dan kejutan. Anda tidak akan memenuhi kehalusan khas semasa bekerja dengannya.

Walau bagaimanapun, berhati-hati apabila menyambung sensor baru dan elemen tambahan lain, lebih baik untuk berdering sekali lagi atau periksa pembelian dengan cara lain. Ia berlaku bahawa papan litar periferal mungkin berubah lancar, kerana anda tidak pernah tahu apa yang diharapkan dari rakan sejawat Cina anda.