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[项目] 《第三集》自制Arduino最小系统板之PCB的焊接,发现许多问题

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发表于 2018-11-29 19:16 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 lzy19990101 于 2018-12-16 14:04 编辑

前面两篇帖子导航:     
第一集,电路原理图的设计 https://www.arduino.cn/thread-82641-1-1.html
第二集,pcb的绘制以及一些技巧 https://www.arduino.cn/thread-82796-1-1.html

这里是自制Arduino最小系统板的第三章,前面两章我完成了电路原理图的绘制以及PCB的设计并且将PCB文件交付了工厂加工,经过了将近一周的等待,我终于收到了加工好的电路板,在这一章我将会焊接,测试这块板子是否达到了我要求的功能以及我需要做出的一些更改和优化,并将一些经验分享给大家,那么废话少说,我们现在开始!!!
                              第一部分
       首先放上制作好的板子,我一共做了10块,表面上看起来还是十分漂亮的嘿嘿嘿!
IMG_1051_看图王.JPG       
        
        正面和反面也来一张!!!
IMG_1052_看图王.JPG


       拿到板子之后先要看看有没有什么问题,比如短接和某个导线离开了焊盘,虽然现在大部分厂家都会在做好板子之后进行飞针测试,但是自己检查检查还是为好,免得等到元件全都焊上去之后,一通电。。。就烧了。。。
      果然,不出我所料,我发现板子反面的一个焊盘没有导线连接,what?咋回事?

IMG_1055.JPG
     
      于是我赶紧回头检查我的PCB文件,发现我把这个焊盘的网络写错了,少了一个+号。。。晕。。。。
2345截图20181125160636.jpg

      不过还好这不太影响,一些元器件也到了,接下来就是焊接了!!
      首先是一些工具,一把镊子和一把烙铁,镊子的话必须用金属的,我之前买过一个塑料镊子,结果就被烙铁烧化了。。。
IMG_1057.JPG IMG_1058.JPG
      一块海绵也是必要的,当烙铁上有多余的焊锡时候,在海绵上刮几下就可以了。
IMG_1059.JPG

       下面就是我将为大家介绍的一些常规器件的焊接方法和技巧,先放一张图,给大家一个直观的大小感受,图中的器件从左到右依次是:0603贴片电阻,0805LED灯,SOD323贴片二极管,SOT23三极管,SOT89降压芯片,SOIC8时基芯片,PH1.06P排针以及5号电池。所以大家可以看出这些器件都是非常小的,所以焊接的时候一定要有耐心,一步一步来。
IMG_1061.JPG


1.焊接0603贴片电阻
IMG_1062.JPG IMG_1063.JPG IMG_1064.JPG IMG_1065.JPG


2.焊接0805led灯
IMG_1066.JPG IMG_1067.JPG


3.焊接二极管
IMG_1068.JPG


4.焊接降压IC
IMG_1070.JPG IMG_1071.JPG


5.焊接三极管
IMG_1072.JPG


6.焊接555芯片
IMG_1073.JPG IMG_1074.JPG IMG_1075.JPG IMG_1076.JPG IMG_1078.JPG IMG_1080.JPG IMG_1082.JPG

5.焊接PH1.0接头
IMG_1083.JPG IMG_1084.JPG IMG_1085.JPG IMG_1086.JPG IMG_1087.JPG IMG_1088.JPG
IMG_1089.JPG


       好了,这些就是焊接的一些技巧和方法,其他的元件都按照这上面所说的技巧方法来焊接,经过许久的焊接之后,我完成了!!!
IMG_1090.JPG IMG_1092.JPG IMG_1091.JPG


                                                               第二部分
    那么,接下来就是烧写bootloader了,关于bootloader的烧写我就不多说了,网上有很多介绍烧写方法的帖子。
    烧写完了bootloader,那么我现在就可以直接用串口给这块板子下载程序了,我当初设计时留有一个下载程序的接口,于是我使用外部的USB转TTL模块给这块板子下载程序,如图:

IMG_1093.JPG


       给这个模块一个特写,貌似是使用的CH340的方案,网上很容易就可以买到,价格几块钱。不过购买的时候注意一定要购买带有DTR输出的模块,因为Atmega328P烧录程序的时候需要复位,所以没有这个引脚的话需要手动复位,但是手动复位的成功率貌似不高。。。
IMG_1094.JPG


       一切准备都做好了,下面就是测试板子的性能是否达标!首先放上我的要求:
未标题-1.jpg


下面开始测试:
1.NRF24L01接口
      这个模块没到货,所以暂时无法测量,不过我测量了接口到单片机的导线,还好,都是通的。。。

2.5V升压电路和3.3V降压电路
      我接上了一个1S锂电池,LED灯亮了,但是我并不能看出来电压是否达到了5V,但是我手头上又没有电压表,所以我想了一个妙计:用Atmega328的模拟输入引脚当做电压表来使用(注意这样使用只能测量5V以下的电压,所以测量过高电压时候请加入分压电路)

IMG_1097.JPG


首先我写了一个测量电压的代码:
2345截图20181125152414.jpg


然后将板子上的A1引脚焊接一根杜邦线,然后就可以测量其他引脚的电压了,下面是串口输出的电压值:
2345截图20181125152634.jpg 2345截图20181125153130.jpg


可以看出5V电压和3.3V电压都是正常值,故这两个功能测试通过

3.报警器电路
    由于我的蜂鸣器型号买错了,直接焊不上,所以我接上杜邦线来试验:

IMG_1098.JPG


       但是有个问题就是我发现我通电之后蜂鸣器就停的鸣叫,查看电路图后发现我的RESET(复位)引脚是悬空的,所以导致电位不稳定,所以这个问题导致了报警电路设计失败:(可以从图上看出,reset引脚没有上拉或者下拉电阻)
火狐截图_2018-11-14T04-49-25.266Z.png


4. 电机驱动电路
       我可能犯了一个大错,因为我发现我的封装里面将AO3400的引脚搞反了,如图:

2345截图20181125174940.jpg 2345截图20181125174836.jpg


所以。。。。整个驱动电路去全都用不了。。。全部都垮了,所以大家一定要将封装和芯片对应好,千万不要将引脚搞错了。。。。哎。。

到这里所有的功能就都测试完成了,我总结了整个板子的问题。。。如下
1.电源以及动力线的宽度不够,可能导致电流过大时候烧毁,需要重新设定线宽
2.AO3400封装错误
3.5V输出焊盘没有线连接
4.555芯片复位电路需要下拉电阻
5.经过多个考虑,还是想取消使用mos管驱动的方案,改为使用驱动芯片的方案
6.对于这个板子,输入电压可以从0.9V一直到12V,但是是需要从两个接口输入,并且经过两个电路去升压和降压,容易发生接错的问题,于是考虑更换升降压电路,改为从一个接口输入宽电压的方案
7.同时,为了适应宽电压的输入,我还需要重新设计电压采样电路

                                                  总结
       经过这一次的设计,我发现了很多问题,这些问题我希望大家在设计的时候也可以注意到并且千万不要出现类似的问题,对于这块板子我会接着改进,并且在下面一板中完善出现的问题。对于下面一板本中需要大幅改动的宽电压输入电路以及电机驱动电路,我仍然在进行电路的设计以及元器件的选择,当我完成之后我会及时的更新我的进度。
      最后,感谢你们阅读我写的这么多文字,希望我此次做的电路可以对你们提供一些帮助和引导,谢谢。
PS:下一次更新会很快,我已经重新选择了合适的驱动IC以及电压芯片,正在设计PCB中。。。。







  • TA的每日心情
    开心
    2019-2-21 09:05
  • 签到天数: 609 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-11-30 09:28 | 显示全部楼层
    66666666666666
    打赏作者鼓励一下!

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-11-30 11:09 | 显示全部楼层

    改进中,下一板马上弄好

    该用户从未签到

    发表于 2018-11-30 12:37 | 显示全部楼层
    清教楼主是用什么软件出的pcb文件?这样做10块板要多少钱?

    该用户从未签到

    发表于 2018-11-30 14:33 | 显示全部楼层
    楼主手头没有专业的设备,焊接的顺序随意了一些。
    一般对于打样的板子而言,在焊接时首先要焊电源部分,电源部分测量没问题后,再焊其他部分。有耐心的话,可以根据功能划分成若干块,一块一块地焊接,测试完毕后再焊接下一块。不过一般来说,只要电源部分问题不大,烧板子的可能性就不大。
  • TA的每日心情
    开心
    2019-2-21 00:35
  • 签到天数: 691 天

    [LV.9]以坛为家II

    发表于 2018-11-30 16:03 | 显示全部楼层
    楼主精神可嘉,支持一下!!!
    另外,楼主既然在干这个活儿了,工器具需要配备起来了,所谓“工欲善其事,必先利其器”。
  • TA的每日心情

    2019-2-16 11:58
  • 签到天数: 179 天

    [LV.7]常住居民III

    发表于 2018-12-1 16:45 | 显示全部楼层
    不错,我也在自制板子

    JLC 10*10 5PCS现在只要30全国顺丰包邮,还不错

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-12-1 21:35 | 显示全部楼层
    duanyz 发表于 2018-11-30 12:37
    清教楼主是用什么软件出的pcb文件?这样做10块板要多少钱?

    软件用的是立创的eda,可以百度一下lceda,价格上淘宝的话大概30到40元10片,尺寸10cm*10cm之内的

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-12-1 21:36 | 显示全部楼层
    cuter 发表于 2018-11-30 14:33
    楼主手头没有专业的设备,焊接的顺序随意了一些。
    一般对于打样的板子而言,在焊接时首先要焊电源部分,电 ...

    确实,因为涉及到的电源ic有三个,所以后面的焊接需要注重这一块。。

    该用户从未签到

     楼主| 发表于 2018-12-1 21:37 | 显示全部楼层
    上海老王 发表于 2018-11-30 16:03
    楼主精神可嘉,支持一下!!!
    另外,楼主既然在干这个活儿了,工器具需要配备起来了,所谓“工欲善其事, ...

    学生党没钱咯,只能烙铁捣鼓捣鼓,
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