[爱折腾]Arduino教程指南-自制Arduino开发板——手工制作过程

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工具:
必要:mp288打印机,切纸机(对准用),方盒(对准用),电子称,台钻+钨钢钻头,热风枪(焊16u2芯片用),恒温电烙铁,焊锡丝,三用表,(后面为制板工具)菲林胶片,感光油墨+稀释水,显影剂,环保蚀刻剂,脱膜剂,紫外线固化绿油,2个紫外线灯管,有机玻璃,2个画笔(涂蓝油和显影用)。
非必要:0.5mm黄铜管(过孔用,可用0.3mm的电阻引脚代替),过塑机(打印字符用),激光打印机(打印字符用,用得不多),热转印纸(打印字符用)
物料清单:
元件
样品
备注:物料清单里的47uF电容的击穿电压在12V以上即可。如果对外观要求不大,可以直接买长条的排针。
软件:
Eagle编辑软件下载
UNO原理图
烧录软件progisp
参考文献:
UNO制作参考网页
烧录引导程序参考网页
16u2熔丝位参考网页
一.菲林胶片打印
1、点击wire画线,在48层Document画一个对准方框(随便空白的一层即可,方便对齐切割用),需要分别打印覆铜区(注意铺铜,反色)、阻焊区(含过孔)、字符(热转印用)
备注:如果想把下面的文字删除,先显示全部层,点击删除按键,再点击文字对应的+号(配合撤销键一个个试)
对准方框
top
bot
top阻焊
bot阻焊
字符
2、Eagle里没有负片功能(反色),我采用的方法是打印成PDF,用福昕阅读器1000%放大(原比例会失真),截图复制到Windows自带画图软件,处理一下(反色和修改),插入到word文本,选择等比例缩小到10%。
移至doc文本
3、mp288打印机设置(打印时不要点击灰阶,不然边缘会变模糊)
打印机设置1
打印机设置2
打印机设置3
4、用切纸机切割,然后用方盒的一个边角看一下有没有对齐。
切割对准
二.感光
感光蓝油和稀释剂比例为5:1(随意也可以),没有断线即可
湿法涂蓝油时,为涂得相对均匀,可以拿着画笔的一端,用画笔自身重量涂。热风机吹干,避光晾干(一般要一两小时,厚的地方容易有没晾干的地方,晾一个晚上最靠谱)
涂蓝油
晾干
自制感光盒,2个紫外线灯管距离底部8cm-12cm
感光盒
用木盒对齐粘贴固定。靠着方盒同一个边角看没有空隙,对齐
对准1
对准2
感光2分钟到2分30秒,感光板上看不出变化。
三.显影
显影剂和水的比例:1:80~100
泡浸时间10秒,不管有没有显影都拿出来,用小毛刷沾显影液一点一点地显影。
配合清水清洗,用手指擦一下(减少蚀刻不到的概率)。检查有没有粘线,用刀清一下。
然后在空白地方涂些蓝油晒干(减少蚀刻剂浪费)
显影
四.蚀刻
蚀刻剂和水的比例3:10.(多一点点没关系)
在盛满热水(我是热水器调到最大打的水)大盆里放上装有蚀刻液的小盆加热蚀刻,5分钟出现蚀刻,如果过了7分钟还有部分没蚀刻完,捞起来用刀加工一下再蚀刻。
蚀刻1
蚀刻2
关于废弃铜液处理(注意:铜离子有毒),我个人是晒干,然后装到空矿泉水瓶里当固体垃圾处理。
五.脱膜
脱膜剂和水比例是1:70。一般泡浸10分钟脱膜,可用一次性筷子清理一下。
脱模
脱膜之后粗略测一下线路有没有短路(从左往右测一下相邻的两个线路)
六.热转印文字
用windows自带画图软件处理一下(删掉不要的文字),到激光打印机店打印字符到热转印纸上面。(用的不多,不用买激光打印机),然后剪裁合适大小,和板子重合对着太阳对齐(两组直插针位置可作为对准标志),用不怕热的白胶布固定。过塑机开160度。等冷却热转印纸浮起,用刀切开胶布,直接撕开热转印纸。
字符打印
字符
七.涂绿油
检查一下线有没有短路或者断路。
店家用来覆盖绿油的是干膜的保护膜,个人亲测废手机膜的保护膜也可以。菲林胶片不行,容易粘上绿油。
因为绿油容易干,所以制备阻焊层时多做两张,铺两层曝光(必要再多一层),曝光时间5分钟到15分钟不定。或者不用阻焊层,直接曝光,然后用刀片刮开焊接部分。
绿油
八.钻孔
买一台台钻
0.3mm的过孔可以用电阻引脚,0.5mm的过孔用0.5mm的黄铜管,用指甲刀剪断。
钻头要用钨钢钻。安装好后摇一下钻头看有没有松动。往板子边缘空白地方钻个孔,竖着看有没有歪。
1、先在两端各打一个过孔,看下对不对准。
2、两面都需要焊接的引脚孔需要在边缘钻一个过孔来连通两面。
3、先钻过孔,再钻需要两面导通的孔的过孔,再钻大孔。
过孔1
过孔3
九.焊接
焊完之后用洗板水清洁,边涂洗板水边用纸巾擦。
担心不成功可以先焊最小系统
最小系统
十.调试
焊接完16u2和328p的最小系统(VCC/GND/晶振)
1、测一下VCC和GND没有短路,就可以插上电源
2、用progisp软件读取熔丝位,如果读不出,1.焊接线有问题,2.晶振有问题,3.芯片坏了

烧录引导程序(本人用的是不用安装驱动的Risym下载器,电路板和连接线上有标注的地方如“1”或“·”或“△”对应 MISO引脚,自制板如果没有打印字符,要到原理图那里看)
1、插16u2附近的插针,选16u2芯片,点击右下角省略号,读取熔丝位,写入熔丝位(低位ff,高位d9,扩展位f4,lock位0f)
有些熔丝位可能写入不了(写完再读一次),如果不影响烧录引导程序就不是问题。
烧录1
2、调入flash(在IDE里搜“Arduino-COMBINED-dfu-usbserial-atmega16u2-Uno-Rev3.hex”)
烧录2
3、点击自动,在下栏出现如下文字则成功
烧录3
4、插328p附近的插针,选328芯片(似乎不管熔丝位也可以,下面是读取的熔丝位)
烧录4
5、调入flash(在IDE里搜“optiboot_atmega328.hex”)
6、点击自动,在下栏出现成功文字

焊接完USB接口部分电路
1.插上USB接口,在设备管理器的其他设备里找到“Arduino Uno”,右键点击更新驱动,然后手动更新到Arduino IDE的drivers文件夹下。设备管理器就会更新:端口 Arduino Uno(COM4).
2.下载跑马灯程序,如正常运行则没问题了。

焊接其他部分电路出现问题:
1、ON_LED灯不亮,测一下最开始部分的VCC和GND有没有问题,有问题(如VCC被拉低到1.2V)则是某些芯片焊接反了或者坏了,拆下再测一下看看。
2、VCC和GND没问题,从有问题电路部分开始一个节点一个节点地测。

最终成品
成品

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