Как говорилось в песне: “последний шаг – он трудный самый”. Бывает, найдешь в интернетах этих ваших, самоделкина, который сделал какую-нибудь очень годную и полезную хрень. Хрень сделал, а “последний шаг” – нет. Так и осталась годная и полезная хрень – просто хренью… “Прототипом”, “экспериментом”, “решил побаловаться” и т.п. Как только не обзывают. Особенно ардуинщики этим грешат. Макетку собрали, лампочками помигали и все. На десять проектов, в лучшем случае, найдется два, доведенных до финала.

У меня и самого в этом плане рыльце в пушку, но стараюсь, все же, на выходе получить нечто, чем можно будет пользоваться в повседневной жизни, а не очередной “эксперимент”.


Вот, скажем, давеча, дошли у меня руки перетряхнуть электронные заначки и попробовать навести в них хоть какое-то подобие, если и не порядка, то хотя бы системы.

Самая печальная картина вырисовывалась в части археологических культурных слоев состоящих исключительно из резисторов. О них и пойдет речь далее.


Человек я не особо организованный и принцип “где взял, там и положил” со мной не работает. Обычно все происходит так:

УИИ-И-И! Ща будем вот прямо в это вот самое светодиод засовывать!

Вот этот красивый, удивительного прозрачного цвета. Если повезет, будет синенький. Посмотрим… Надо ему резистор в пару. Какой? Мнэ… Интересно, а этот светодиод на какое напряжение? А хрен его знает – пчелы принесли по небу и на стол бросили…

Ладно, возьмем резистор потолще, авось не сгорит. Вот этот, скажем… Хм… Совсем не горит – слишком толстый резистор… Отложим этот резистор на стол и возьмем этот… Ага! Что-то начинает тлеть… Отложим этот резистор на стол и возьмем этот… Лучше, но еще не то… Отложим этот резистор на стол и возьмем этот… АААА мои глаза! Слишком ярко!!! Отложим этот резистор на стол и возьмем этот… Отложим этот резистор на стол и возьмем этот… Отложим этот резистор на стол и возьмем этот…

Вот – теперь нормуль. Ага… Ой, а чой-то у меня на столе такая гора резисторов? Интересно, какой откуда я взял и какого он номинала? Ссыплю ка я эту кучку пока в баночку, потом разберусь…

Печально, да? Но еще печальнее становится, когда наступает это самое “потом” и я таки пытаюсь рассыпать накопившуюся баночку с доброй сотней резисторов по номиналам. И тут начинается Адъ:

ОК. Куча… Ща мы ее… Так… Там маркировка должна быть… Полосочки… Вот на этом, например… Читать их слева направо или справа налево? Вроде бы, по стандарту, перед последней полосочкой расстояние должно быть больше… Или наоборот?… Хм… Да, без разницы – китайцы, здоровья им – все интервалы одинаковые… Ладно, попробуем угадать.

Вот, допустим, пусть эта полосочка будет первая. Она красная… Или коричневая… Или оранжевая… Все же ближе к красному… Китайцы, здоровья им… Вторая полосочка синяя… Или сиреневая… Или зеленая… А возьму ка я мультиметр!

Так… В позиции до 2 не читает… Клац до 20… Не читает… Клац… Клац… Черт, да он же из крокодила выпал! Начинаем по-новой… О! Показывает… 380.42К… Охренеть. И куда мне его? Ясно же, что это все погрешности измерения и на самом деле он скорее всего 360К… Хотя, может, и 400К… А возьму ка я у друга напрокат лабораторный омметр, который “с точностью до короля!”…

Так… У, шайтан! Он сам подбором занимается, клацать не надо. Круто! Ну-ка, ну-ка…. Ага: 380.416732К… Охренеть… И куда его мне?… Твоюжтомать!

Ладно, будем считать, что он на 400К. Решено. Положили в коробочку с пометкой 400К. Один резистор из кучи пристроили. Осталось еще годзилион… А не пересыпать ли мне их обратно в баночку? Потом разберусь…

Думаю, удалось достаточно понятно изложить всю суть и глубину этой моей глубоко личной драмы с резисторами.

А то, может, эта драма кому-то покажется до боли знакомой? Я же не один такой, в конце-концов… Что ж… Вступайте тогда в мой клуб анонимных беспорядочников. Ща мы это будем решительно побороть!


Итак, начнем…

Здравствуйте. Меня зовет Джим. Я – беспорядочник. Моя жизнь была полна хаоса, беспорядка и печали. От меня ушло все! Вдохновение, настроение, здоровый сон, пчелы… Но потом я изобрел удивительный АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПИНЦЕТ-ОММЕТР “RESISTING MANTIS”! Моя жизнь сразу наладилась! Вернулись вдохновение, хорошее настроение, здоровый сон, Элвис Пресли, покемоны…

Сперва я шарился по форумам и блогам самоделкиных в поисках помощи. В подавляющем большинстве случаев находил что-то вот в таком роде.

Оно вот так не только конкретно у того человека. Оно у всех вот так. Ну, т.е., натурально – у всех! Может оно и есть у кого не вот так, но этих редких представителей самоделкинской фауны обнаружить не повезло…

Так, вроде бы и ничего на уровне, скажем, лабораторной работы в начальной школы паяльщиц-доильщиц, но в таком вот виде, как у всех, оно абсолютно непригодно для облегчения реальной жизни хронического беспорядочника. Вот отсюда и взялись все эти рассуждения в начале поста про “последний шаг”.

По всему выходило, что делать этот “последний шаг” мне придется исключительно самому… Ну, разумеется, были пройдены все необходимые стадии:

  • Отрицание: не может быть, чтобы это уже кто-то не сделал;
  • Злость: да вы охренели, что ли?! Идея же на поверхности лежит!;
  • Торг: а не пошариться ли по амазонам, алибабаям и прочим. Я, например, готов даже втридорога купить то, что мне нужно;
  • Депрессия: нигде нет. Ни за какие деньги. Никому не нужно. Я один такой урод, получается. И нахрена я с этим всем связался? Мог бы бухать, как нормальные люди. Что мне с этого DIY? Бардак в комнате, Пес в опилках, да Кот привыкший лакать флюс из банки? Все тлен…;
  • Принятие: а и пофигу! Будет у меня свой лунапарк! Бардак разгребу. Псу опилки очень даже идут. Кот тоже не грустит…

Подать мне на десктоп Autodesk Inventor и Fritzing! Ке-ке-ке! Буду мысль думать!


Мысль:

  • Это должен быть узкоспециализированный прибор для одной-единственной конкретной задачи: сортировки резисторов. Не для точного измерения их номинала. Не для расчета небесных знамений ОмОма-Ра. Только и исключительно – для сортировки.
  • Прибор должен показывать не только фактическое значение, но и показывать ближайшее к нему “стандартное” значение из рядов E12 и E24. Резисторы этих рядов используются в 99.9% случаев моих самоделок. E6 – бессмысленна по своей сути, а E48 и те что выше – избыточны для моих целей.
  • Прибор должен быть не только средством установки номинала резистора, но так же и, собственно, инструментом сортировки. В идеале – пинцет. Подхватил им резистор со стола, узнал значение и сразу же положил куда полагается.
  • Это должен быть прочный прибор для регулярного использования. Решение должно быть целостным и долговечным.
  • Ардуина само-собой. Как наиболее доступный вариант для быстрой реализации. Это не тот проект, на который я готов положить годы жизни. Нужно быстро, эффективно, максимум за неделю по вечерам.

Дальше, понятно, обычный процесс моделирования и рисования с целью срастить ежа с удавом и не получить при этом еще какой очередной хреновирус на погибель всей планеты или, хотя бы, сохранить разумную жизнь в отдельно взятом доме.


В плане электроники все уже давно было изобретено до меня. Сама схема и описание принципов ее работы с пол пинка находится в любом гугле. Единственное незначительное отличие моей схемы от тех, что можно найти тоннами на любом форуме ардуинщиков: использование OLED вместо LCD и дополнительные кнопки управления:

Все компоненты можно условно разбить на пять самостоятельных групп:

Батарейка + выключатель.

Выключатель – обычная “задвижка”. Тупо в разрыв питания. Вкл-выкл.

Насчет батарейки… Я не хотел использовать никаких компактных литиевых аккумуляторов. Тот размер который ими можно выиграть в кузове, все равно сожрался бы платой для зарядки. Да и как-то не люблю я вот это все. Следить, заряжать… ЮСБшные разъемчики эти сопливые… Мне куда проще батарейку поменять. Благо, что обычную девятивольтовку оно будет выжирать годами с таким то энергопотреблением…

Единственное условие – никаких вот этих убогих “хвостиков”. Люто их ненавижу! Прям до кровавой пелены перед глазами. Это же кошмар! Любое устройство на девятивольтовой батарейке внутри которого обнаруживается этот убогий “хвост” в моих глазах моментально обесценивается до уровня “швырять в лицо горе-изобретателю до наступления смерти” с последующим глумлением над трупом и осквернением могилы… К сожалению, иногда просто нет вариантов в случае с покупной электроникой. И из-за этого моя ненависть к этим “хвостам” только гуще становится.

Путь трезвого самурая с этой планеты – нормальный холдер намертво прикрученный в корпус, а не эти безобразные сопли.

Ардуина.

Nano. И это все, что можно сказать об этой “группе устройств”. Можно Mini, но смысл? Если прочие компоненты все равно навязывают объем в котором можно целую серверную с кондиционерами и дизельным генератором разместить. Один кирпич девятивольтовой батарейки чего стоит…

Проб.

Группа PNP транзисторов (в моем случае, всенародно любимые 2N3906) с обслугой. Собственно это и есть сам омметр. Принцип его работы в связке с ардуиной хорошо описан по ссылке, что я уже давал выше. Вот она на всякий случай еще раз.

Под эту “группу устройств” пришлось изготовить плату с разводкой. Тут навесной монтаж не канает. Резал “по-старинке” лазерным гравером. У китайцев заказывать – слишком сейчас долго. Да и минимальный заказ в три-пять плат… На кой их мне больше одной?

Плата односторонняя. Проста в единичном исполнении любым доступным способом за час-полтора:

Однако, если кого уж прям так вопрет все это повторить, то в конце опуса я дам полный архив с проектом. В том числе и гербер с разводкой этой платы. Хоть режьте, хоть фрезеруйте, хоть травите, хоть у китайцев заказывайте.

Экран.

OLED. Условно “двухцветный” (первые 16 линий пикселей желтые, остальное – синее). Точто такой же, как был использован в одном из контроллеров “умного дома”.

Потому, что, во-первых, он лично для меня более яркий и “читабельный” нежели более распространенные в таких проектах LCD. Во-вторых, он более компактный, а информации в него единовременно можно натолкать столько же, если не больше. В-третьих он умеет i2c с ардуиной сразу, а для LCD надо, либо контроллер (на борту или выносной), либо хренову тьму проводов к ардуине, чтобы контроллером стала она сама. В-четвертых… Ну, у меня в заначке этих OLED с дюжину штук, а LCD всего один большой, четырехстрочный, красивый с контролером i2c на борту, такой весь ня-ня-ня и его жалко было на такую ерунду тратить :-)

Кнопки.

Это скорее “люксовая” опция, появившаяся уже на поздних стадиях проектирования, когда стало однозначно понятно, что все получится и как именно оно будет работать.

Первая кнопка переключает формат отображения номинала резистора на экране между “классическим” и “современным”.

Не вдаваясь в детали, если коротко, то “классический”, это когда, например, “2.2kΩ”. А “современный”, это когда то же самое, но “2K2”. Оно так в мире получилось, потому, что не у всех любимых китайских производителей в принтерах есть знак ома в наборе. Или они о нем просто не знают. Так на схемах, чертежах и коробках придумали писать без него, используя буквы R, K и M заместо десятичной точки. Выходит компактнее, не нужен символ ома, меньше расходуется чернил, оптимизация производства, рож вот это все.

У меня в загашниках, те резисторы, которые еще не вперемешку – в родных коробочках. И коробочки эти промаркированы обоими способами. Зависит от того где, когда и у кого я их купил в свое время. Чтобы минимизировать работу головного мозга и сортировать резисторы буквально скользнув взглядом по экрану, удобно переключить показания в тот вид, с коробочками какого типа я в настоящий момент “работаю”. Приятная мелкая полезняшка. Почему бы и нет.

Вторая кнопка переключает “подборочные таблицы” между E12 и E24. Потому, что… Мнэ… Тут такое дело… Конечно я все сперва собрал на макетке, как и все остальные самоделкины:

И результаты работы этой макетки меня настолько не впечатлили, что, вообще, чуть не забросил весь проект. Разброс был опупенный!

Точность измерения была такой, что с тем же успехом резисторы можно было при помощи кофейной гущи измерять. В разрешение таблицы E24 оно и близко не попадало. E12 – в 80% случаев, если очень повезет. Ну, т.е. та самая “овчинка не стоящая выделки” о которой каждый второй коммент на форумах по теме. Потому, что дальше этого этапа продвинулись лишь единицы. К сожалению, они обычно в священные войны не лезут, многозначительно ухмыляются, что-то знают, но молчат.

Положился на их многозначительное молчание, понимая, что сейчас это все на соплях, плохие контакты и т.п. И так оно, кстати, и оказалось! Законченное изделие на плате с нормальной разводкой и пайкой не то, что E24 разбирает, но и в E48 вполне осилит попадать довольно точно.

Но на момент начала работ в рамках макетки я это мог только предполагать. И в код ардуины была забита только коротенькая таблица E12 на которой все и отлаживалось поначалу. А потом, собрав нормальную плату, возрадовавшись до плеши результату, присоединившись к многозначительно ухмыляющимся, и доколотив в программу таблицу E24 я подумал, а нахрена мне удалять E12? Пускай тоже будет. Не знаю точно зачем, но памяти в ардуине оставалась еще тонна, а на корпусе место под вторую кнопку само напрашивалось… Ну и – вот…

Формально, под кнопки я разработал и развел малюсенькую платку. Гербер с ней в архиве тоже найдете. А там уж – как хотите.

Для своего проекта я не стал ее ни травить, ни резать, ни заказывать. Ну, она уж слишком примитивная. Собрал на маленьком кусочке макетки “вручную”:

Если бы не монтаж в кузове хитровыдолбанной формы, то и вовсе навесухой с термосоплями обошелся бы. Это просто кнопки. Тут вполне уместно применение “принципа разумной достаточности”…

С электроникой разобрались. Настало время того самого “последнего шага” без которого все это было бы совершенно бессмысленно и не отличалось бы от миллиона того, что уже сделали другие.


Как и в случае с электроникой, задуманный инструмент можно разбить на несколько самостоятельных частей.

Самая большая и сложная по конструкции часть – “приборный отсек”. Это как раз то самое, в чем разместится вся электроника вместе с батарейкой:

“Приборный отсек” устанавливается на другую часть инструмента. Назовем ее “пинцет”. Потому, что это он и есть:

Форма и устройство самого пинцета – не мое изобретение. Такая конструкция была уже давно разработана 3D-принтерщиками специально под печать из пластика и используется в проектах самоделкиных в хренделионе различных версий и модификаций. Так, что оставалось только адаптировать идею под нужный размер и форму.

Шарнирная стоечка, которая соединяет “приборный отсек” с “пинцетом” имеет достаточную “свободу воли”, чтобы иметь возможность расположить экран с показаниями под удобным для глаза углом:

Понятно, что пинцет в руке лежит не под прямым углом. Как он не располагается под прямым углом и к поверхности стола с которого вы подбираете резисторы на сортировку. Чтобы не нужно было заглядывать куданть под локоть в попытках разглядеть экран – его можно установить так, как будет удобно, относительно пинцета, стола и глаз.

Третья, самая деликатная часть инструмента – “пробы” на кончиках “пинцета”:

Несмотря на кажущуюся сложность, конструкция довольно проста и призвана решать два очень немаловажных момента.

Во-первых, резисторы могут быть разные. С длинными ножками, с короткими. С большими корпусами и маленькими. Соответственно, нужно иметь возможность регулировки разноса лапок проба.

Во-вторых, сам принцип работы пинцета такого типа подразумевает, что при смыкании губок, их передние точки соприкасаются друг с другом первыми, а между задними точками остается зазор. Можно, конечно, сжать пинцет пожестче, чтобы за счет упругости материала задние точки тоже сошлись, но это порочный путь.

Поэтому вся конструкция губок проработана таким образом, чтобы можно было отрегулировать параллельность схождения губок при любой толщине контактов и размере корпуса резистора, при нормальном сжатии “пинцета” без дополнительных усилий.


Пока принтер выдавливал из себя первую деталь, вся электроника была собрана на постоянной основе так, как она будет размещена в корпусе:

Чтобы более точно уложить провода без всяких лишних хвостов и петель, во время пайки они сперва притягивались к платам “галстуками”. Потом оные, естественно, были срезаны:

Места паек проводов к платам были пролиты термосоплями. Собственно, это и есть прямое (и единственное – по моему, возможно ошибочному, но глубокому убеждению) назначение термосоплей, а вовсе не для сборки деталей конструкции, как это можно видеть в подавляющем большинстве случаев на каналах и блогах самоделкиных.

Батареечный отсек был найден готовым. Их навалом на амазоне за копейки – нет смысла изобретать велосипед:

Ну и вот так, как-то оно все вместе:

Нижняя часть корпуса “приборного отсека”:

Выключатель пришлось приклеить цианоакрилатным клеем прямо к батареечному отсеку:

Там я много чего пытался придумать с этим выключателем, но каждый раз приходил к выводу, что приклеить его будет самым оптимальным и простым способом…

Кнопки с экраном припаиваются к ардуине и собираются в верхнюю крышку корпуса “приборного отсека”:

Сама сборка вообще проходила очень быстро и без приключений. Даже никакой особой постобработки и подгонки не требовалось.

Скорость всего процесса ограничивалась только скоростью печати деталей. Например, “пинцет” печатался в течение 8 часов, при толщине слоя 0,06мм (!!!), четырех периметрах, четырех сплошных слоев верх/низ и 45% заполнением “сотами”:

В плане упругости получилось просто идеально с первой же попытки.

Еще я боялся, что относительно большой и массивный “приборный отсек” поверх “пинцета” будет создавать некоторый дискомфорт в работе, но на деле эти опасения оказались напрасными. Все очень надежно и естественно укладывается в руку:

Контакты проба были сделаны из обычных клемм. Вот все стадии адаптации одной из них:

Обжимаются и вклеиваются в лапки:

Потом монтируются на пинцет:

От каждой пары лапок идет по два провода. Просто для надежности. В “приборном отсеке” все пары собираются в два провода проба, как это указано на электросхеме выше.

Дополнительно, это дает возможность адаптировать “пинцет” для работы с настольным лабораторным омметром (в этом случае, “приборный отсек”, ясен пень уже без надобности). Лабному настольному омметру обычно нужно четыре провода для пробов.

Только в его случае эти пары не запараллеливаются. Одна пара – измерительная, другая – калибровочная.

В принципе, я не планирую использовать этот “пинцет” в таком качестве, но друг очень просил предусмотреть такую возможность. Типа, если ему понравится, то он попросит меня изготовить аналогичный “пинцет” для его нужд в качестве проба к настольнику. Ну, вот, предусмотрел. Наздоровье…


Итог затеи:

На экране:

  • Кракозябра в верхнем левом углу экрана – иконка/логотип, изображающая свирепого, сопротивляющегося богомола (всего 20×16 точек – проявите фантазию) .
  • Значение R (resistance) – реальное значение снятое пробом.
  • Значение S (series) – ближайшее значение подобранное из серий E12 или E24.
  • NUM/RKM – текущий вид отображаемых значений. NUM – “классический”, RKM – “современный”
  • E12/E24 – текущая серия, используемая для подбора
  • Кнопки. Верхняя – переключение между NUM-RKM. Нижняя – переключение между E12-E24.
  • Задвижка” справа – вкл/выкл

Ну, а вот так выглядит непосредственно процесс работы с инструментом:

Надо ли говорить, что я лично – в полном восторге! Раскидал целую банку резисторов за пятнадцать минут. Не для всех у меня нашлись “родные” упаковки, поэтому, в итоге, просто нашел вот такой трей с коробочками:

Вообще оно для бисера всякого и прочей такого рода рассыпухи, но общемировая электропаяющая общественность уже давно сошлась во мнении, что это – самое оно. По факту личного опыта – присоединяюсь к общему мнению.

Если чо, то на амазонах всяких спросите “Elizabeth Ward Bead Storage”. Их там несколько модификаций есть с разного размера коробочками (как и сами коробочки разного размера отдельно поштучно):

У меня в жизни не было ничего удобнее для мелкой электронной рассыпухи. Ну, кроме разве что “башни” из спичечных коробков, смотанных изолентой.


Архив файлов проекта: RAR (~41.6 мега)
Там все по папкам разложено. Схемы, разводка, модели для печати, прошивка для ардуины…

Относительно прошивки, есть всего один неочевидный момент. Он находится в файле config.h. Вот этот кусок почти в самом начале:

define PRB A0          // Probe control pin
define PRB0_PIN  12    // 100 Ohm circuit control pin
define PRB1_PIN  11    // 1 kOhm circuit control pin
define PRB2_PIN  10    // 10 kOhm circuit control pin
define PRB3_PIN  9     // 100 kOhm circuit control pin
define PRB4_PIN  8     // 1 MOhm circuit control pin

const uint32_t res_table[5] = {
   99,          // PRB4 actual resistance (Ohm)
   997,         // PRB3 actual resistance (Ohm)
   10050,       // PRB2 actual resistance (Ohm)
   101900,      // PRB1 actual resistance (Ohm)
   969000       // PRB0 actual resistance (Ohm)
 };

Дефайны – просто номера пинов на ардуине, к которым подключены резисторы RA8-RA12 (см. электросхему выше). Их можно не трогать, если в своем проекте вы будете использовать те же самые вводы-выводы, что и я. Но, вот, после них, идет массив, который с этими дефайнами напрямую связан.

В нем необходимо указать реальный номинал использующихся резисторов в Омах.

Например, в моем случае, согласно схеме, резистор RA12 должен быть на 100 Ом. Однако, в силу погрешностей самого резистора (следует использовать резисторы 1% или ниже), его реальное сопротивление – 99 Ом. Тот который на 10 кОм, в реальности – 10.05 кОм. И т.п.

Прежде чем паять резисторы в плату (!!!), определите их номинал хорошим мультиметром или лабораторным омметром. Чем точнее укажите реальный номинал резисторов, тем точнее будет работать ваш прибор.

В остальном, прошивка не требует никаких дополнительных настроек или шаманств. Ну, только если очень самим что-то эдакое захочется.

Будут вопросы – спрашивайте.


Такие дела… Теперь у резисторов, валяющихся по столу и банкам нет никаких шансов!

Не болейте…

Поделиться: