第一次組裝網紅小遙就上手
大家好,我們是台灣智慧家庭。
還記得之前我們的網紅小遙募資嗎?感謝大家的支持,網紅小遙即將要寄送到各位手上了。
因為網紅小遙還需要大家親手組裝,這篇文章就是要和各位介紹如何組裝網紅小遙的內裝。
如果你是想知道外殼紙盒要怎麼組裝,請看這篇。
組裝前須知:
- 組裝需要的時間大約是 19 分鐘。
- 基本上可以直接用手組裝,但如果在完成後需要拆裝的話,建議使用一字起子。
第一步、讓我們檢查下網紅小遙的元件是否完整
當你打開網紅小遙的元件包,你應該會發現:
- 導線7條(2黑、2紅、2藍、1橘)
- 2個電阻
- 1個電容
- 6個紅外線 LED(透明和藍色各3個)
- 1個紅外線接收器
- 1個 MOSFET
- 1塊麵包板
- 1張電路佈局圖
- 1份 LinkIt 7697 (已燒錄小遙韌體)
10. 1張小遙外盒紙模
第二步、確認靜電消除
在正式開始組裝前,請先洗手,然後徹底擦乾,避免手上的油脂、灰塵等不確定因素影響元件。
另外台灣因為氣候潮濕,所以靜電狀況比較輕微,但在氣候較乾燥的地區或是冬季時,一樣需要注意靜電問題,因為靜電可能會導致元件電路故障。
如果想要消除靜電,可以透過觸摸金屬水龍頭或者是鋁門窗外框來消除。
第三步、放置電路佈局圖
如下圖,將元件包中的電路佈局圖與麵包板對齊放好。
為大家介紹一下麵包板。
網紅小遙所使用的是小型的 170 洞麵包板,麵包板的好處在於容易拆裝,因為它不用焊接,可以用插拔的方式進行線路驗證,這也是我們選用麵包板的主要原因。
麵包板組裝時,在麵包板上的導線是以垂直或是水平佈線為原則,不過因為線路空間不足以及要減少操作步驟的關係,因此我們有些線路選擇直接做成斜線。
如果之後要自己 DIY修改電路的話,請注意,因為同一排是相通的(請拿起元件中的麵包板看看,垂直的五個點是可以相通的,隔壁排以及對岸有隔開),為了避免短路,不要把有電壓的線 (5V, 3.3V, GND = 0V) 放在同一排即可,建議將突起部位靠向綠色那側。
第四步、放上 LinkIt 7697
首先,先將 Linklt 7697 從紙盒中拿出來。
注意 Linklt 7697 上的截角有對齊電路佈局圖,把板對齊 GND 腳位。
P.S. 建議用手扶著兩邊,先將一邊的針腳刺進洞裡,再慢慢把整塊 LinkIt 按進麵包板。
用力刺穿電路佈局圖,完成後如下圖。
第五步、插線
接下來開始插線,先依照電路佈局圖上的長度與順序由左到右依序放好,再依照顏色一條一條插上去。
1. 首先我們來安裝黑色的地線(GND),長度比較短的在左邊,比較長的是右邊,完成後如下圖
2. 接下來是紅色的 5V 線路,這兩條是給兩組紅外線發射器用的。一樣短的在左邊,長的在右邊,完成後如下圖
3. 然後是藍色的訊號線,左邊比較長的是紅外線接收器的訊號線,右邊比較短的是紅外線發射器的訊號線,完成後如下圖
4. 最後是橘色的 3.3V 的電源線,這條是給接收器用的,完成後如下圖,到這邊所有線路都安裝完畢了
P.S. 線路如果因為多次施力導致斷掉,可以到網購平台或者是電子材料行找 「24 AWG的單芯線」就行了。
裁線長度的公式: 每排之間距離 2.54 mm,中間插槽寬度有兩格寬,利用畢氏定理 a² + b² = c² 可以算出斜線長度,然後再加上頭尾各 7mm 以及把腳轉 90度要用的 1mm 就可以了,如果真的不知道要怎麼算,可以到社團詢問。
第六步、 插元件
1. 插上紅外線接受器
紅外線接收器有方向性,不要接反,在元件包附的接收器請將凸出來的接收面朝外,像佈局圖標示的那樣。
P.S. 未來如果有打算自己更換成其他接收器的話,可以到社團中提問請求大家的意見,不同的接收器適合的電壓範圍和接腳順序可能需要調整,這點請注意。
2. 插上 MOSFET(金氧化物半導體場效電晶體)
一般來說建議打英文,這樣會比較好溝通,簡稱可以叫做電晶體,主要用途是將小的訊號放大,讓小遙的紅外線發射器可以發出更強的光訊號。
以袋中附的 MOSFET 為例,安裝時請將有銀色金屬的那面朝外。
P.S. 網紅小遙的 MOSFET 是花了一番功夫挑的,在 5 到 10 年後有可能缺貨,事實上在出貨時(2020 年 6 月)原產已經停產了,因此如果要更換的話也是建議到社團上與大家討論。
P.S. 在小遙發射過紅外線訊號的幾秒內,請不要徒手觸摸 MOSFET ,正常而言 MOSFET 在有電流經過後會有一定的溫度上升,實際測試大約會上升 10 度(約到攝氏 40 度)。
3. 插上電阻
電阻在這邊的用途是作為限流使用,簡單來說就是為了避免導通過多電流,電阻的插入沒有正負極的分別,注意不要插錯排就行了。
附上的兩條電阻折的寬度不同只是方便插入時更美觀而已,實際上電阻的色碼環相同時就可以替代使用了。
4. 插LED
首先是紅外線發光二極體 (IRED、IR LED),在電路圖上會由一個三角形和一條直線組成(+-⫸|-),照著圖上的正負極標示插進去就可以了。
P.S. 正極的部分一定要插上長腳。如果插反有可能導致紅外線發射器燒掉,最典型的狀況就是不會亮了。
插入時建議抓比較靠近插腳末端的位置用力,避免用力時沒有順利插進麵包板,導致接腳彎掉,但也不用太擔心,如果接腳彎掉時只要拉平就可以再次嘗試安裝。
接著是白色的紅外線發射器,長短腳的規則相同,一樣照著圖上的正負極標示小心插進去。
這兩種紅外線發射器的功能相同,只是在發射角度和發光效率上有些差異,實際上 6 根發射器只安裝 1 根的情況下也是可能運作的,這點需要視被控制的電器的接收器設計而定。
兩種發射器的型號是特別挑選過的,當然隨著科技發展,未來也可能有更好的發射器,屆時也歡迎到社團中分享。
插完發射器後,基本上網紅小遙的內裝電路已經全部完成了,完成後的樣子可參考下圖。
這時候請再次確認接腳和接腳之間沒有短路(各個裸露的金屬線有沒有互相接觸到)的現象,如果短路,可能會使某些紅外線發射器經過的電流變小或是電流無法經過。
確認完後可以稍微把紅外線發射器向四周推開,可以稍微增加訊號打在小遙紙外盒的範圍。
第八步、 放電容
安裝電容時,長腳為正極、短腳為負極,且負極的位置有藍色記號。
電容的主要用途是儲存電荷,在實際電路設計當中有各種不同的用途,在網紅小遙的設計當中是可選的選項,意味著如果不加上這個電容,網紅小遙的電路也能正常運作。
網紅小遙的發射電路在設計圖中是經過 USB 電源供應直接輸入的,然而在發射時需要的電量稍大,因此會把 LinkIt 7697 電路板上電容中儲存的電荷吃掉,同時從電源供應器過來的速度會比較慢,因此多一個電容就像是讓網紅小遙的發射器電路自備一個小水塔儲存電荷,這樣會讓整體的電路變得比較穩定。
在示波器的測試中,我們發現加上這顆電容後可以讓電源波形變得比較水平。
考慮到未來使用者可能會嘗試在上面增加其他模組(例如溫濕度接收器)的狀況,不穩定的電壓可能會增加後續除錯上的成本,所以我們也找了一個適合容質大小的電容附在元件包中。
P.S. 電容有分有極性和沒有極性的,也就是有沒有分正負極,網紅小遙附上的電容是有極性的,一樣長腳為正短腳為負,另外通常電容在負極的部分會有記號。
P.S. 請依照電路佈局圖的提示擺放電容,請務必不要反接有極性的電容,有可能會導致冒煙或爆炸,如果你真的很想知道反接會發生什麼事 ,可以看看這個影片。
第九步、檢查
正式通電前,一定要再次確定以下項目:
- 元件沒有短路
- 麵包板以上的部分沒有金屬接觸
- 圖紙上面沒有沒被插到的元件(電容除外)
- 確定接腳都有插進去(可以用手指輕觸各個元件)
如果有任何有疑慮不確定這樣插對不對的狀況,都歡迎到社團中發問。
到這邊,小遙的內裝就完成啦,要知道如何組裝小遙外殼、並且怎麼將內裝和外殼組合起來,請看下一篇文喔~
最後,感謝在嘖嘖上面贊助網紅小遙的贊助者們,由於大家的支持才使得網紅小遙這款紙製電子產品的實驗性想法可以被實現以及成功推出。
同時感謝協力印刷廠的合作。
商標持有:
「LinkIt」是聯發科技股份有限公司的註冊商標。
「網紅小遙」「IRHaruka」 是台灣智慧家庭股份有限公司的商標。