La plataforma Arduino ofrece un poderoso conjunto de herramientas para hacer dispositivos electrónicos interactivos. Para muchos proyectos, todo lo que se necesita es cablear una placa de pruebas. Pero si tiene planes más ambiciosos para desarrollar su dispositivo, es posible que deba construir el circuito en una placa de circuito impreso. En este Instructive, seguiremos los pasos para diseñar un escudo Arduino como el que se muestra aquí, y pedir un pequeño lote de tableros a un fabricante de PCB.

Suministros:

Paso 1: Diseña tu tablero

Un escudo es un tablero que se "enrolla" en un tablero Arduino. Tiene encabezados masculinos que se acoplan con los encabezados femeninos en el Arduino, de modo que puede usar los pines de entrada y salida del Arduino y la programación del Arduino para admitir el diseño del escudo.

El escudo que se muestra aquí tiene agujeros que coinciden con los pines del Arduino Mega 2560 R3. Hay un conjunto adicional de almohadillas para hacer conexiones de cables si es necesario. Lo diseñé utilizando el software gratuito de Diptrace (¡muy recomendado!). Para usar esta plantilla, descargue e instale Diptrace, luego descargue el archivo de protección aquí:

Es fácil cambiar el tamaño y la forma del escudo en Diptrace, según se requiera para su proyecto.

Paso 2: Agregar componentes a la placa

Abra el archivo Mega Shield en Ditrace PCB Layout. Coloque sus componentes en el escudo, según el circuito que diseñó y realizó un prototipo en una placa de pruebas utilizando la placa Mega.

Aquí agregué una resistencia y un LED como un ejemplo simple de cómo usar el programa. El LED está en la biblioteca "MISC", en la parte superior de la pantalla. La resistencia está en la biblioteca de resistencias. Siga los documentos de soporte de Diptrace para ver cómo mover, rotar, anotar, etc., los componentes agregados.

Paso 3: Añadir líneas de ratas para conectar piezas y pasadores

Ahora conecta los componentes a la placa Arduino. Haga clic en "Objetos / Colocar línea de línea" en el programa de diseño de PCB. Haga clic izquierdo en el punto de inicio de la traza (ruta de cobre) y arrastre la línea hasta la conexión final. La línea de ratas se convierte en una traza de cobre en un paso posterior.

Aquí conecté el pin digital 10 (el pin de alimentación del LED) a la resistencia. El otro lado de la resistencia está conectado al cable positivo (ánodo) del LED. El cable negativo del LED (cátodo) está conectado a tierra (esta conexión a tierra está oculta en Diptrace). De modo que la corriente fluye desde el pin digital 10, a través de la resistencia y el LED, hasta la tierra.

Paso 4: Ejecutar enrutador automático

Después de colocar todos los componentes en la placa de PCB virtual y conectarlos con líneas de ratas, convierta las líneas de ratas en las trazas de cobre que se colocarán en la PCB. Ejecutar enrutador automático: Enrutar / Ejecutar enrutador automático. La versión gratuita del programa permite 300 almohadillas (agujeros).

Paso 5: Orden de PCBs para prototipos

Después de enrutar la placa PCB, verifique todas las conexiones y asegúrese de que la placa represente correctamente el esquema. Si se ve bien, puede enviar el tablero a un fabricante.

El taller de fabricación utiliza archivos Gerber para hacer los PCB. Para convertir su diseño en archivos Gerber, haga clic en "Archivo / Exportar / Gerber …" y exporte todos los archivos a una carpeta.

Repita esto para hacer un archivo que muestre dónde taladrar agujeros en la placa: "Archivo / Exportar / N / C Perforar …"

Comprime los archivos Gerber y de perforación en un archivo.zip. Envíe esto a un fabricante de PCB, con instrucciones sobre cuántos tableros desea.

Usé los Circuitos del Área de la Bahía para hacer el PCB que se muestra aquí. El producto "Weekend Warrior" hace la mayoría de las tablas por dólar para mis proyectos (recientemente obtuve 9 tablas por aproximadamente $ 145, incluido el envío). Por supuesto, puede encontrar otros fabricantes de PCB en línea.

Paso 6: Componentes de soldadura en la PCB

Cuando los PCB provienen del fabricante, está listo para ensamblar la placa. Comienzo con los encabezados masculinos, que se muestran en la imagen. Estos se colocan en las filas exteriores de los agujeros en el escudo. El extremo corto de la cabecera se adjunta al tablero. Los pines largos se insertarán en las tomas correspondientes de la placa Arduino. Otros componentes se agregan a ambos lados del tablero.

Un escudo montado se muestra como un ejemplo. Coloqué enchufes hembra en esta placa para poder probar una variedad de componentes antes de soldarlos en la placa.

Hay muchas opciones para los soldadores. Si está realizando una gran cantidad de soldadura, considere obtener una configuración de temperatura regulada para facilitar las cosas.

Nota: Puede ser útil limpiar la tabla con un poco de alcohol y un paño limpio. Las almohadillas de cobre limpias son más fáciles de soldar.

Paso 7: ¡Conecta el escudo y pruébalo!

Cuando todas las cabeceras y partes estén soldadas, conecte el blindaje a una placa Mega 2560 R3. El ejemplo aquí es un circuito con un LED de tres colores y dos convertidores de luz a frecuencia (sensores de observación lateral TAOS TSL235). El escudo no está completamente presionado, para mostrar los pines.

Conecte la placa Arduino a su computadora, cargue su código y (con los dedos cruzados) vea cómo funciona la placa.

Como nota al margen, si te quedas atascado en un problema avanzado en el diseño de circuitos y no tienes un amigo o colega que te brinde orientación, consulta a Odesk. Es posible que encuentre un ingeniero eléctrico talentoso en Odesk que esté dispuesto a ayudarlo con su proyecto por una tarifa razonable.