La plate-forme Arduino offre une suite puissante d’outils permettant de créer des appareils électroniques interactifs. Pour de nombreux projets, il suffit de câbler une planche à pain. Mais si vous avez des projets plus ambitieux pour développer votre appareil, vous devrez peut-être construire le circuit sur une carte de circuit imprimé. Dans cet Instructable, nous allons passer en revue les étapes pour concevoir un blindage Arduino similaire à celui présenté ici et commander un petit lot de cartes auprès d'un fabricant de circuits imprimés.

Provisions:

Étape 1: concevez votre tableau

Un bouclier est une carte qui se "greffe" sur une carte Arduino. Il a des en-têtes mâles qui correspondent aux en-têtes femelles sur l'Arduino, de sorte qu'il puisse utiliser les broches d'entrée et de sortie Arduino et la programmation Arduino pour prendre en charge la conception du bouclier.

Le bouclier présenté ici présente des trous correspondant aux broches de l’Arduino Mega 2560 R3. Il existe un ensemble supplémentaire de pads pour établir des connexions filaires si nécessaire. Je l'ai conçu en utilisant le logiciel gratuit de Diptrace (hautement recommandé!). Pour utiliser ce modèle, téléchargez et installez Diptrace, puis téléchargez le fichier de bouclier ici:

Il est facile de modifier la taille et la forme du bouclier dans Diptrace, selon les besoins de votre projet.

Étape 2: Ajout de composants à la carte

Ouvrez le fichier Mega Shield dans Ditrace PCB Layout. Placez vos composants sur le bouclier, en fonction du circuit que vous avez conçu et prototype sur une planche à pain à l’aide de la carte Mega.

Ici, j'ai ajouté une résistance et une LED comme exemple simple d'utilisation du programme. Le voyant se trouve dans la bibliothèque "MISC", en haut de l'écran. La résistance est dans la bibliothèque de résistances. Suivez les documents de support de Diptrace pour voir comment déplacer, faire pivoter, annoter, etc. les composants ajoutés.

Étape 3: Ajouter des lignes de rat pour connecter des pièces et des épingles

Connectez maintenant les composants à la carte Arduino. Cliquez sur "Objets / Place ratline" dans le programme de mise en page de PCB. Cliquez avec le bouton gauche sur le point de départ de la trace (trajet en cuivre) et faites glisser la ligne vers la connexion finale. La ratline est convertie en trace de cuivre à une étape ultérieure.

Ici, j'ai connecté la broche numérique 10 (la broche d'alimentation de la LED) à la résistance. L'autre côté de la résistance est connecté au fil positif (anode) de la LED. Le fil négatif de la LED (cathode) est relié à la terre (cette connexion à la terre est cachée dans Diptrace). Le courant circule donc de la broche numérique 10, à travers la résistance et la LED, à la masse.

Étape 4: Exécuter le routeur automatique

Après avoir placé tous les composants sur le circuit imprimé virtuel et les avoir connectés aux ratlines, convertissez-les en traces de cuivre à déposer sur le PCB. Run Auto Router: Route / Run Auto Router. La version gratuite du programme autorise 300 pads (trous).

Étape 5: Commande de circuits imprimés pour le prototypage

Après avoir acheminé la carte de circuit imprimé, vérifiez toutes les connexions et assurez-vous que la carte représente correctement le schéma. Si cela vous convient, vous pouvez envoyer le tableau à un fabricant.

L’atelier de fabrication utilise des fichiers Gerber pour fabriquer les circuits imprimés. Pour convertir votre mise en page en fichiers Gerber, cliquez sur "Fichier / Exporter / Gerber …" et exportez tous les fichiers dans un dossier.

Répétez cette opération pour créer un fichier indiquant où percer les trous dans le tableau: "Fichier / Exporter / Exercice N / C …"

Compressez les fichiers Gerber et forez dans un fichier.zip. Envoyez-le à un fabricant de circuits imprimés, en indiquant le nombre de cartes que vous souhaitez.

J'ai utilisé des circuits Bay Area pour fabriquer le circuit imprimé présenté ici. Le produit "Weekend Warrior" génère le plus grand nombre de planches par dollar pour mes projets (j'ai récemment reçu 9 planches pour environ 145 $, frais de port compris). Vous pouvez bien sûr trouver d'autres fabricants de circuits imprimés en ligne.

Étape 6: Souder des composants sur le circuit imprimé

Lorsque les PCB arrivent du fabricant, vous êtes prêt à assembler la carte. Je commence par les en-têtes masculins, montrés dans l'image. Ceux-ci sont placés sur les rangées extérieures de trous dans le bouclier. L'extrémité courte de l'en-tête est attachée au tableau. Les longues broches seront insérées dans les prises correspondantes de la carte Arduino. D'autres composants sont ajoutés à l'un ou l'autre côté du tableau.

Un bouclier assemblé est montré à titre d'exemple. J'ai placé des prises femelles sur cette carte afin de pouvoir tester divers composants avant de les souder sur la carte.

Il y a beaucoup de choix pour les fers à souder. Si vous faites beaucoup de soudure, pensez à avoir un réglage à température contrôlée pour faciliter les choses.

Remarque: il peut être utile de nettoyer le tableau avec un peu d'alcool et un chiffon propre. Les plaquettes de cuivre propres sont plus faciles à souder.

Étape 7: branchez le bouclier et lancez-vous!

Lorsque tous les en-têtes et toutes les pièces sont soudés, connectez le blindage à une carte Mega 2560 R3. L'exemple ci-dessous est un circuit avec une LED tricolore et deux convertisseurs lumière-fréquence (capteurs de viseur latéral TAOS TSL235). Le bouclier n'est pas complètement enfoncé pour montrer les broches.

Branchez la carte Arduino sur votre ordinateur, téléchargez votre code et (doigts croisés), voyez comment fonctionne la carte.

En passant, si vous êtes bloqué par un problème avancé de conception de circuit et que vous n'avez pas d'ami ou de collègue pour vous guider, consultez Odesk. Vous trouverez peut-être un ingénieur électricien talentueux sur Odesk prêt à vous aider avec votre projet pour un coût raisonnable.