Arduino koekytkentäalusta

Alunperin julkaistu: 15.1.2021

Viimeksi muokattu: maanantai 8.4.2024

Tämä rakentelu sai syntynsä oikeastaan siitä, kun sain tuossa viime vuoden puolella pienen ohjelmointityön, ja sitä varten piti hieman värkkäillä koekytkentäalustan kanssa.

Koekytkentäalustalle piti rakentaa yksinkertainen kulma-anturin (inklinometri) I2C-väyläinen kytkentä. Koska kyseessä oli yksityinen työ ei siitä voi sen enempää kirjoittaa, mutta rakennetusta demoalustasta voi. Tässäpä siis lyhyesti siitä.

Sinänsä tässä "demolevyssä" ei ole mitään ihmeellistä, eikä monimutkaistakaan, mutta mielestäni on kätevää jos samalla alustalla voidaan tehdä koekytkentä, ohjelma ja yleisimmin tarvittavat 3.3 ja 5.0 voltin jännitteet. Sekä tietysti näyttää käyttäjälle asioita näytöltä ja ottaa vastaan näppäimen painalluksia.

Materiaalit

Tehdyistä rakenteluista yms. jää monesti hieman yli kaikenlaista tavaraa. Joskus myös rakentelut epäonnistuvat ja niihin hankitut materiaalit menevät joko roskiin, tai kuten tässä tapauksessa uusiokäyttöön. Dioraaman teosta olikin jäänyt ylimääräiseksi 3 mm:n paksuisia kirkkaita akryylilevyn palasia, joista olin yrittänyt laatikkoa tehdä. Siitähän ei kuitenkaan mitään tullut, joten palaset jäivät valmiiksi leikeltyinä hyllyyn odottamaan parempaa huomista. Ja parempi huominen ainakin yhdelle palaselle tulikin. Alla lyhyesti tarvikkeet joita tässä rakentelussa tarvitsin pl. työkalut.

  • Akryylilevyä n. 210x140 mm
  • Koekytkentäalusta 840 kytkentäpistettä
  • Painokytkimiä 2 kpl (paneeli-/läpiasennettavia)
  • I2C-nestekidenäyttö (Arduino yhteensopiva, esim. tämän linkin takaa)
  • 10k potentiometri LCD-näytön kontrastin säätöä varten
  • MB102 Virtalähdemoduuli koekytkentäalustalle (esim. tämän linkin takaa)
  • Arduino Mega 2560 / Arduino Uno (tai molemmat)
  • Arduino Megan muovisuoja (tulee alkuperäisessä paketissa mukana)
  • 4 kpl muoviruuveja (plastofast), n. 2mm reikään purevia
  • M2.5 ruuveja, muttereita ja aluslaattoja
  • M3 ruuveja, muttereita ja korotusholkkeja (10mm korkea + kierreosa) sekä pieniä aluslaattoja
  • Tarroja (ei välttämätöntä)
  • 3D-tulostetut kulmapalat (ei myöskään välttämätöntä)

Alustan rakentelu

Sommittelin 840:n kytkentäpisteen koekytkentäalustaa akryylilevyn palasille ja yksi niistä sattui olemaan sopivan kokoinen rakentelun alustaksi. Merkitsin kiinnitysreikien paikat tussilla ja porasin plastofast-muoviruuvia varten sopivat 2-3 mm:n (en muista enää tarkalleen) reiät. Plastofast- eli muoviruuvi pureutuu koekytkentäalustan muoviin ja pitää sen akryylilevyssä paikallaan. Koekytkentälevyssä on pohjapuolella valmiina kiinnitysreikiä, mihin ruuvit uppoavat.

Arduino Mega 2560 kiinnitys kirkkaaseen akryylilevyyn.

Samaan tyyliin kiinnitetään myöskin I2C-näyttö. Käyttämilleni painonapeille piti lehtiporalla tehdä sopivan kokoinen reikä, mutta muuten reikien teossa tai asennuksessa ei ole mitään ihmeellistä. Jos itse rakentelet vastaavaa tai jopa samanlaista alustaa, niin kannattaa aina mitata tehtävien reikien paikka vähintään kahdesti. Reikiä on nimittäin aika ikävä yrittää porata aivan vierekkäin mittavirheen takia.

LCD-näytön lisäksi kiinnitin alustaan myös potentiometrin, millä näytön kontrastia voi säätää. Tämä ei välttämättä ole tarpeellinen jos tekee niin, että säätää potikalla kontrastin kohdalleen ja kytkee sitten kiinteän vastuksen kontrastinsäätöpinnin (pinni 3) ja GND:n väliin. Esimerkkiä kytkentään voi katsoa vaikkapa tästä kirjoituksesta.

Kaikkien tarvittavien osien kiinnityksen jälkeen pohjapuoli näytti tältä:

Demolevyn pohjapuoli

Koekytkentäalustassa oli kaksipuolinen tarra, joka piti poistaa, koska halusin näkyville koekytkentäalustan pohjapuolen. Mielestäni se on hienon näköinen tällä tavalla tehtynä. Tarran poistamiseen meni noin tunti aikaa, koska liimaa piti rapsutella ruuvitaltalla irti ja käyttää puhdistusaineita.

Kiinnitin Arduino Megan päälle hieman pienemmän Arduino Unon, joka istui kolmen M3-korokeholkin avulla nätisti paikalleen. Korokeruuveja joutui hieman voimalla pyörittämään, koska reiät eivät aivan niitä varten ole ilmeisesti tehty. Sopivan korkuisilla holkeilla levy nousee ilmaan sen verran, että johtimien kytkentä Megaan onnistuu. Ei ehkä ihan helpoiten, mutta onnistuu kuitenkin.

"There's an Arduino on my Arduino dawg"
Tässä vaiheessa näyttää tältä...

Näppäräksi apuvälineeksi todettu koekytkentäalustan virtalähde hyppäsi kyytiin myös. Sähköä voi toki ottaa Arduinolevyistäkin, joten tämä elektroniikkaosa ei ole pakollinen. On syytä olla kuitenkin tarkkana jos tällä tavalla tekee, ettei kytke eri jännitteitä toisiinsa koekytkentäalustalla.

Vasemmalla virtalähde

Mallinsin ja 3D-tulostin levyyn vielä kulmapalat ja liimasin ne pienoismalliliimalla kiinni. Tulostetuissa paloissa oli 3,1 mm kokoinen ura mikä oli sopivan tiukka tälle akryylipalalle. Kulmapalat pitävät alustan irti pöydän pinnasta ja estävät keikkumista, joka aiheutuu painonappien asennuksesta.

Kulmapalojen kiinnitys liimalla

Lisäsin tarroilla kulmiin hieman persoonallisempaa ilmettä ja koska näitä nyt en keksinyt muuallekaan liimailla.

Tarroja...

Lopputuloksena kuvan mukainen Arduino koekytkentäalusta:

Valmis alusta.

Rahallisesti tämä rakentelu ei kallis ole, kalleimmat osat ovat Arduinot, näyttö ja koekytkentäalusta. Minulta nämä kaikki löytyivät jo irtonaisena, mutta nyt nämä ovat mukavasti samassa paketissa ja tarpeen mukaan kulkee matkassakin.