Перед сборкой внимательно прочтите эту статью и Сборка корпуса.

Для сборки нам потребуются следующие компоненты:

• Фольгированный текстолит, припой и флюс
• монтажный провод
• Arduino Nano
• Модуль часов реального времени DS3231 (опционально)
• Датчик BME280 или BMP280 (опционально)
• 3 кнопки без фиксации REXANT PBS-11B или другие встраиваемые
• 2 светодиодных дисплея SH5461AS или его аналог
• MAX7219 (DIP24)
• штыревые разъемы для подключения (папа и мама), клеммные зажимы
• 2 резистора (номиналы подбираются по усмотрению)
• пьезоизлучатель(опционально)

Далее я буду описывать процесс изготовления печатной платы, который я использую, при помощи трафаретов, перманентного маркера и раствора хлорного железа. Существуют много других технологий изготовления плат, можете использовать ту, которая вам подходит.

В папке PCB\PCB stencils находятся файлы дорожек готовые к печати, они уже заранее отзеркалены:

• Main.pdf - дорожки главной платы
• display module front.pdf - дорожки платы модуля дисплея (передняя часть)
• display module back.pdf - дорожки платы модуля дисплея (задняя часть)

объекты расположены в пространстве листа таким образом, чтобы они полностью могли поместиться на одном листе А4, для этого печатаем один файл, затем тот же лист укладываем в принтер и повторяем печать, пока не напечатаем их все. После первой печати желательно проверить масштаб, для этого нужно измерить размеры трафаретов между крайними границами, они должны быть следующими:

• Main.pdf - (ширина - 95, высота - 47)
• display module front.pdf - (ширина - 105, высота - 47)
• display module back.pdf - (ширина - 47, высота - 38)

если размеры не совпадают, то нужно вычислить масштаб печати по формуле: <требуемый размер> / <фактический размер> * 100. Прошу заметить, что в продаже есть готовые модули дисплея, поэтому свой можно не собирать, но те, что я находил имеют размер дисплея гораздо меньшего желаемого. Также в папке PCB есть исходные файлы плат в формате программы Sprint-Layout 5.

Затем на напечатанных трафаретах с помощью шила делаем проколы в местах, где дорожки идут под углом (на нижнем рисунке данные места обозначены красными точками).

После нарезаем куски текстолита нужного размера, очищаем и обезжириваем поверхность растворителем, приклеиваем на них трафареты клейкой лентой. После шилом намечаем отверстия (места в центрах контактных площадок), а места проколов отмечаем перманентным маркером. Снимаем трафареты и сверлим отверстия сверлом 0,9 мм. После рисуем дорожки тем же маркером, прочерчиваем по линейке линии от отверстий до мест, где дорожки поворачивают, закрашиваем зоны в местах расположения контактных площадок и так далее. Когда слой краски подсох оцениваем его толщин на просвет, где он слишком тонкий нужно повторить процедуру. Если нанесли краску в ненужных местах, то сотрите ее при помощи ватной палочки со спиртом или растворителем. После того, как закончили рисование дорожек не забудьте проверить так ли вы нанесли рисунок. После подготовьте раствор хлорного железа, руководствуясь приложенный к нему инструкцией и погрузите текстолит в него для протравливания. Весь процесс протравливания занимает около получаса, все зависит от концентрации раствора. После того как раствор «съел» всю ненужную медь, извлекаем платы и промываем их в проточной воде с мылом, затем растворителем снимаем краску от маркера. Разогреваем паяльник и наносим припой на медную фольгу. Может случиться так, что слой краски маркера не защитил слой меди и некоторые дорожки могут быть повреждены, тогда в местах разрыва нужно будет впаять кусочки провода, если место разрыва небольшое, то можно обойтись и припоем.

Устройство состоит из 2х модулей: управляющий модуль и дисплей, как говорилось ранее, в качестве дисплея можно воспользоваться уже готовым модулем, которые есть в продаже, если будут использованы сторонние модули, то потребуется соответствующая сборка прошивки, об этом читайте в материале. В принципе можно обойтись и без использования печатных плат, а спаять все проводами или использовать макетную плату, нужно только учесть, что для связи с некоторой периферией используется шина i2с и паразитная емкость линии не должна превышать 480пФ, поэтому нужно стараться делать эти линии максимально короткими. Ниже показана принципиальная схема устройства.

Здесь A0 - управляющий модуль, A1 - модуль дисплея.

Для сборки нам потребуются следующие компоненты:

• плата Arduino Nano, желательно без припаянных штыревых штекеров
• штыревые штекеры
• клеммные зажим на 3 контакта
• (опционально) модуль часов реального времени DS3231

На предыдущем шаге были сделаны печатные платы для сборки, сейчас просто припаиваем компоненты по следующему макету (зелеными цветом выделены токопроводящие дорожки, если смотреть на плату сверху, то этот слой должен находиться на нижней стороне платы)

Клеммный зажим припаивается на место «Power». Штыревые штекеры на места: Button1, Button2, Button3, BUZZER, Display, Display PWR, Sensor (если планируется подключать датчик BME280 или BMP280); неотмеченные места для штекеров сделаны для последующего добавления устройств, также место +5V reserve расчитано для подключения питания к активным устройства, в моем случае они не используются и нужны для пользовательской кастомизации. Далее припаиваем плату ардуино и модуль с часами (если нужен). Если плата ардуино без штекеров, то берем медный провод, залуживаем его и припаиваем модуль к нашей плате, если штекеры припаяно, то чтобы не отпаивать их и не повредить модуль, лишние штыри можно отрезать. На макете показаны дорожки черного цвета - это перемычки (кусочки провода, замыкающие дорожки).

Готовая плата управляющего модуля выглядит так

Для сборки нам потребуются следующие компоненты:

• микросхема MAX7219 в корпусе DIP24
• 2 светодиодных дисплея SH5461AS или его аналог (при выборе аналогов сравнивайте цоколевку по даташитам)
• резистор

Итак, модули дисплеев припаиваем на плату по следующему макету,

напомню, что черные линии это перемычки (их припаиваем в первую очередь), а зеленые - токопроводящие дорожки.

На другой плате монтируется микросхема MAX7219 и штыревые штекеры для подключения, в данном случае следует использовать Г-образной формы. Номинал резистора подбираем из личных предпочтений, чем выше сопротивление, тем ярче будет гореть дисплей, минимальное значение 9,53 кОм, я выбрал резистор номиналом 200кОм. Яркость в дальнейшем можно регулировать программно.

Далее с помощью проводов соединяем платы, так, чтобы MAX7219 находилась между ними, контактные площадки для соединения квадратные, также чтобы не перепутать направление две площадки помечены красным флажком, они должны быть соединены. Не могу показать реальное фото модуля, так как он оказался больше запланированного и был встроен в корпус, в дальнейшем я учел данный момент.