便携式Arduino实验室的制作

第1步：完整计划

我的计划是为整体增加一个电源装置和一个盖子。首先我们计划供电。

电源

为了给Arduino供电，我们添加了一个锂离子电池。但其电压仅为3.7V。但我们需要一个5V电源，因此我们增加了一个升压转换器，从3.7V提供5V电压。为了充电，锂离子电池增加了一个智能充电器电路，使锂离子电池保持良好状态。为了指示电池低电压状况，添加一个额外的电路以指示它需要充电。这是电源部分的规划。

这里我们只为这个项目使用SMD组件。因为我们需要一个小尺寸的PCB。此SMD工作也可以提高您的技能。接下来是防护罩。

防护罩

对于防护罩，我打算使用塑料铭牌。刨光形状为矩形，为I/O端口和USB端口打孔。然后计划添加一些塑料彩色贴纸作为艺术作品来改善美感。

第2步：使用的材料

Arduino Uno

黑色塑料铭牌

塑料贴纸（不同颜色）

锂离子电池

铜包层

电子元件 - IC，电阻器，电容器，二极管，电感器，LED（所有数值均在电路图中给出）

Fevi-quick（瞬间胶水）

焊料

助焊剂

螺丝

双面胶带等。..。

电阻器，电容器等电子元件取自旧电路板。它减少了项目，并通过减少浪费提供更好的健康地球。上面给出了关于SMD拆焊的视频。请注意。

第3步：使用的工具

我在这个项目中使用的工具在上面的图像中给出。您可以选择适合您的工具。我使用的工具清单如下。

焊台

带钻头的钻床

钳子

螺丝刀

剥线器

剪刀

标尺

文件

Hacksaw

镊子

纸张打孔机等。..。..

重要事项： - 小心使用工具。避免工具发生意外。

步骤4：电路图和PCB设计

上面给出了电路图。我在EasyEDA软件中绘制电路图。然后使用相同的软件将电路转换为PCB布局，并且上面给出了布局。还给出了下面给出的Gerber文件和PDF电路布局作为可下载文件。

电路详情

第一部分是电池保护电路，包含一个IC DW01和一个mosfet IC 8205SS。它用于短路保护，过压充电保护和深度放电保护。 IC和IC提供的所有功能控制mosfet开启/关闭电池。 mosfet内部还有一个反向偏置二极管，用于给电池充电而不会出现问题。如果您有兴趣了解更多信息，请访问我的博客，链接如下：

https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/intelligent-li-ion-cell-management.html

第二部分是电池充电电路。锂离子电池需要特别注意其充电。因此，这款充电IC TP4056以安全的方式控制其充电过程。其充电电流固定为120mA，当电池达到4.2V时停止充电过程。它还有2个状态LED指示充电和完全充电状态。如果您有兴趣了解更多信息，请访问我的博客，链接如下：

https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-li-ion-cell-charger-using- tp4056.html

第三部分是低电量指示电路。它是通过将LM358运算放大器作为比较器进行布线而设计的。当电池需要充电时，它会指示灯亮。

最后一部分是5V升压转换器。它将Arduino的3.7V电池电压提升至5V。它是使用MT3608 IC设计的。它是2A升压转换器。它通过使用电感，二极管和电容等外部元件来提升低电压。如果您有兴趣了解有关升压转换器和电路的更多信息，请访问我的博客，链接如下：

https://0creativeengineering0.blogspot.com/2019/05/diy-tiny-5v-2a- boost-converter-simple.html

程序

在光面纸上打印PCB布局（相纸）使用照片机或激光打印机

使用剪刀将其剪切成单一布局

选择一个好的进一步处理

步骤5：碳粉转移（屏蔽）

它是sa将印刷的PCB布局转移到铜包层的方法，用于PCB制造中的蚀刻工艺。通过在铁盒的帮助下使用热处理将照片纸中的布局转移到铜包层。然后用水去除纸张，否则我们没有得到完美的布局而没有任何损坏。下面给出了逐点程序。

采取所需尺寸的铜包

使用砂纸使其边缘光滑

清洁铜使用砂纸的一面

如图所示将印刷的布局应用于铜包层，并使用大提琴带将其粘贴到位

使用其他纸张（如新闻纸）覆盖

使用铁盒加热（放到打印纸张的一侧）约10-15 min。

等待一段时间冷却它

然后将其放入水中

一分钟后，用手指小心地取出纸张

检查是否有任何缺陷，如果有的话请重复此过程

您的音调转移过程（屏蔽）已完成

第6步：蚀刻

这是一种从铜中去除不需要的铜的化学过程基于PCB布局的包层。对于这种化学过程，我们需要氯化铁溶液（蚀刻溶液）。溶液将未掩蔽的铜溶解在溶液中。因此，通过这个过程，我们得到PCB布局中的PCB。下面给出了该过程的步骤。

采取上一步完成的掩蔽PCB

取氯化铁将粉末放入塑料盒中并将其溶解在水中（粉末的量决定浓度，更高浓度的固定过程，但有时它会损坏推荐的PCB中等浓度）

将掩蔽的PCB浸入溶液中

等待几个小时（定期检查蚀刻是否完成）（阳光也紧固过程）

成功完成蚀刻后，使用砂纸取下面膜

再次平滑边缘

清洁PCB

我们完成了PCB制作

步骤7：钻孔

钻孔是在PCB上制作小孔的过程。我是用小手钻来完成的。这个孔正在制作通孔元件，但我这里只使用SMD元件。因此，孔用于将电线连接到PCB和mounding孔。程序如下：

取PCB并标记需要制作孔的位置

使用一小部分（ 《5》钻孔

小心钻所有孔而不对PCB造成任何损坏

清洁PCB

我们完成了钻孔过程

步骤8：焊接

SMD焊接比普通焊接稍微硬一点通孔焊接。这项工作的主要工具是镊子和热风枪或微型烙铁。将热风枪置于350℃温度。过热一段时间会损坏组件。因此，只能向PCB施加有限的热量。程序如下：

使用PCB清洁剂（异丙醇）清洁PCB

涂上焊膏PCB中的所有焊盘

根据电路图使用镊子将所有元件放到焊盘上

仔细检查所有组件位置是否正确

在低风速下使用热风枪（高速导致组件未对准）

确保所有连接都良好

使用IPA（PCB清洁剂）解决方案清洁PCB

我们成功完成焊接过程

上面给出了有关SMD焊接的视频。请观看。

步骤9：连接电线

这是PCB制作的最后一步。在此步骤中，我们将所有必要的电线连接到PCB上的钻孔。电线用于连接所有四个状态LED，输入和输出（现在不连接到锂离子电池的电线）。用于连接电源使用彩色编码电线。对于电线连接，首先在剥离的电线末端和PCB焊盘上施加焊剂，然后在剥离的电线末端涂上一些焊料。然后将电线放在孔中，并通过涂抹焊料将其焊接。通过这种方法，我们可以为PCB创建良好的线接头。对所有其余的电线连接执行相同的步骤。好。所以我们完成了电线连接。所以我们的PCB制作几乎结束了。在接下来的步骤中，我们将为整个设置制作封面。

第10步：切割碎片

这是封面制作的开始步骤。我们使用黑色塑料铭牌制作封面。通过使用钢锯刀片进行切割。我们计划将锂离子电池和电路板放在Arduino板下面。因此，我们将创建一个矩形框，其尺寸略大于Arduino板。对于这个过程，首先我们将Arduino尺寸标记在塑料板上，并绘制尺寸略大的切割线。然后使用钢锯切割6块（6面）并仔细检查，它是否正确尺寸。

步骤11：完成碎片

在此步骤中，我们使用砂纸完成塑料件边缘。每块的所有边缘都与砂纸擦在一起并进行清洁。还要在此方法中以精确的方式校正每个零件尺寸。

步骤12：为USB和I/O引脚打孔

我们正在创建一个便携实验室。因此它需要外部世界可访问的I/O引脚和USB端口。因此需要在这些端口的塑料覆盖物上制作孔。所以在这一步中我们将为端口创建一个洞。程序如下：

首先在顶部标记I/O引脚尺寸（矩形）并在侧面标记USB端口尺寸

然后通过在标记线上钻孔来移除该部分（向移除的部分向内钻孔）

现在我们得到一个不规则形状的边缘，这大致是用钳子塑造

然后用小文件完成边缘光滑

现在我们为端口打了一个光滑的洞

清理碎片

步骤13：连接交换机

我们需要一个ON/开关关闭便携式Arduino实验室，我们拥有状态LED。所以我们将它固定在与USB端口相对的一侧。为此，我们使用一个小型滑动开关。

标记塑料件中开关的尺寸，并标记其上方四个LED的位置

使用钻孔方法移除开关部分中的材料

然后使用文件

《完成开关形状/ul》

检查并确保开关适合此孔

为LED打孔（直径5mm）

将开关固定在其位置，并使用司钻和螺丝刀将其拧到塑料件上

步骤14：将所有零件粘合在一起

现在我们完成了所有工作。所以我们将它们连接在一起形成矩形。为了连接所有部件，我使用超级胶水（即时粘合剂）。然后等待它固化，然后再涂上胶水，使其强度增加一倍，然后等待它治愈。但有一件事我忘了告诉你，现在顶部没有粘合，只粘了5件。

步骤15：修复电池和PCB

我们在上一步中创建了矩形框。现在我们使用双面胶带将锂离子电池和PCB放在外壳的底部。详细步骤如下：

切割两片双面片并将其粘在锂离子电池和PCB的底部

将电池中的+ ve和-ve电线连接到怀特位置的PCB上

将其粘贴到盒子的底部，如图所示在上图中

步骤16：连接交换机连接

在此步骤中，我们将开关线从PCB连接到开关。为了获得良好的电线连接，首先在剥线端和开关腿上涂一些焊剂。然后在线端和开关腿上涂一点焊料。然后用镊子和烙铁将电线连接到开关。现在我们完成了工作。

步骤17：连接LED

这里我们要将所有状态LED连接到来自PCB的电线。在连接过程中确保正确的极性。对于每种状态，我使用不同的颜色。你选择自己喜欢的颜色。详细步骤如下所示。

以所需长度剥去所有线端并切断LED腿的额外长度

应用一些焊剂通向导线末端和LED支腿

然后使用烙铁将一些焊料涂在导线末端和LED支腿上

然后通过焊接将LED和导线连接成正确的极性

将每个LED放到孔中

永久性地使用热胶修复LED

我们完成了工作

步骤18：将Arduino与PCB连接

这是我们最后一次电路连接程序。在这里，我们将PCB与Arduino连接起来。但是我们连接PCB时存在问题。在我的搜索中，我自己找到了解决方案。它不会损坏Arduino板。在所有Arduino Uno板上都有一个安全保险丝。我将其移除并在两者之间连接PCB。所以来自USB的电源只能直接进入我们的PCB，而PCB的输出电压也会流向Arduino电路板。因此，我们成功连接PCB和Arduino，不会对Arduino造成任何损害。程序如下：

将一些助焊剂涂抹在Arduino保险丝上

使用热风枪和镊子安全地取下保险丝

去除PCB的输入，输出线并焊接其末端

连接输入的接地（-ve）使用烙铁输出（我们的PCB）到USB主体接地（见图中）

将输入+ ve（我们的PCB）连接到保险丝焊盘，这是靠近USB（见图中）

将输出5V + ve（我们的PCB）连接到远离USB的另一个保险丝焊盘（参见图像）

仔细检查极性和连接

步骤19：放置Arduino

我们不适合的最后一部分是Arduino 。在这一步中，我们在这个框中安装了Arduino。在将Arduino固定在盒子中之前，我们将塑料片切成一块适合塑料盒的片。首先放置塑料片，然后将Arduino放在上面。这是因为我们制造的PCB位于下方，因此PCB和Arduino之间需要绝缘隔离。否则会导致PCB与Arduino板之间发生短路。塑料片可防止短路。完成的图像如上所示。现在打开电源并检查它是否正常工作。

步骤20：安装顶部

这里我们连接最后一块塑料件，即顶部件。所有其他部件都粘在一起，但这里的顶部部件是用螺丝固定的。因为任何维护我们都需要访问PCB。所以我打算用螺丝固定顶部件。所以首先我用一个带小钻头的钻头在四边做了一些洞。然后用小螺丝刀拧紧螺丝。通过这种方法适合所有4个螺钉。现在我们几乎完成了所有的工作。其余的工作是增加便携式实验室的美感。因为现在外壳看起来并不好。因此，在接下来的步骤中，我们添加一些艺术作品来改善美感。 OK。

步骤21：在4面上应用贴纸

不是我们的塑料外壳看起来不太好。所以我们添加了一些彩色塑料贴纸。我使用车辆中使用的薄贴纸。首先，我在4面使用了灰色贴纸。首先使用标尺检查尺寸，然后切换开关，LED和USB所需的孔。然后将其粘在塑料外壳的侧壁上。所有必要的图像如上所示。

步骤22：在顶部和底部应用贴纸

在此步骤中，将贴纸粘贴在顶部和底部的其余部分。为此，我使用黑色贴纸。首先绘制顶部和底部的尺寸，然后为顶部端口创建孔，然后将其粘贴到顶部和底部。现在我相信它有一个相当不错的外观。你选择自己喜欢的颜色。好的。

步骤23：一些艺术作品

在这一步中，我使用了一些艺术作品来增加美感。首先，我在I/O端口的两侧添加了一些黄色的塑料贴纸条。然后我在所有侧边添加小蓝条。然后我用纸张冲孔机制作了一些蓝色的圆形碎片，并在顶部添加。现在我的艺术作品完成了。你试着做得比我好。 OK。

步骤24：应用Arduino符号

这是我们“Portable Arduino Lab”项目的最后一步。在这里，我使用相同的蓝色贴纸材料制作了Arduino符号。拳头我在贴纸上画了Arduino符号，然后用剪刀剪掉它。然后我把它贴在顶部的中心。现在它看起来非常漂亮。我们完成了项目。所有图片都显示在上面。

步骤25：成品