单片机入门篇——工具

今天聊一聊工具,入坑单片机后,最先接触的实际上是各种工具。即便是玩了几年的大神,也未见就能推荐适用的工具给你,更别说才入门的小白。我从入坑至今,整整八个年头,用很多金钱和实践换来很多宝贵经验,今天就分享给大家。

先给大家看看我的工作桌面



置办这些工具花了3000多,有些工具,如逻辑分析仪、电钻不方便展示,另外考虑到初学者也不会先购买这些大件,暂且就先不介绍比较贵的工具。后面我也会专门发文介绍逻辑分析仪等利器。

我读大学的时候,是从基础的电路学起,那会儿老师带着我们做了很多入门级的小制作:四音电路、声控灯电路、门铃电路,再到后来的可调电源(LM317)、8路抢答器、音响,通过学习制作这些东西,算是摸到了门边。

“人巧不如家伙灵”,这是我们任课老师经常挂在嘴边的一句话,尤其是经管这八年的不断实践,我深以为然。

下表是我整理好的工具表,不要被这么多名目吓到了,红色部分是必须购买的内容,如果手头拮据,可以先购买这些,若不差钱,建议一次性买齐。


注:既然是推荐,就会涉及到品牌,这里我只是根据我的经验做推荐,我没有收任何广告费,由于是个人经验,不代表你买了就一定好用,望读者诸君再购买时请多参考。

1、电烙铁

一把趁手的电烙铁,不单单是让你事半功倍,往往是好几倍。

由于是面向新手,这里只推荐两个产品。

黄花电烙铁(907)


经典的黄花烙铁看外表就有浓浓的极客感,透明手柄让烙铁内部电路一目了然。最新款据说可以支持100至480℃调温(很久之前我记得我买的最高只能400℃,其实也足够了),虽然还有其他品牌值得信赖,推荐黄花是因为这牌子容易买到,而且外观好看啊。万一有妹子找你修电吹风,拿出个比较骚的电烙铁,逼格瞬间提升。

黄花牌因为比较大众,山寨也多,不要图便宜,一般在50左右。某宝也有三十几块的,但我从来不敢买这种便宜货。

白光焊台

如果你打算一开始就死磕单片机或电子,还是直接买个焊台吧。焊台和电烙铁相比,优点很多,如升温快、寿命长、回温效果好、手柄不易发热等,唯一的缺点是比较笨重,不适合搬运。但我们这一行的人,大多数都是死宅在家里或实验室里,携带不便实际上不存在。这里推荐白光,是因为我用过很多同价位的焊台,便宜的用过几十块的,贵的用过500多的,经过反复比对,加上考虑到性价比,还是一百多的白光焊台划算。我相信大多数爱好者都是学生党,或者工作之余有点闲钱玩玩。大多数不会投资过高,所以这一款绝对适合你。


常用的焊台型号有BK936和SBK936D+(后面有个加号,也有不带加号的,有啥买啥),后者比前者贵些,配件也不同,根据经济能力选购,个人认为,新人买936足以。

按理说,我都玩了八年,是该用好的焊台了。但实际上,我并不搞生产,我设计的东西也都不复杂,所以没必要花太多的钱开支在焊台上。这里要说的是,不代表我推荐的白光,其他比这便宜的就不好,我曾经有个杂牌的焊台,不到80快,用了4年,现在都还能工作,只不过这货现在没人卖了。

补充:买焊台的时候记得多买一个手柄或发热芯,以防手柄坏掉。

参考价格:936B一百出头,936D,130+

再补充:如果你不差钱,可以烙铁和焊台都买。为什么呢?有的时候,很多电路需要你去现场去修改,这个时候焊台就不如电烙铁方便移动。还有个原因,就是焊台也会坏,需要维修。如果是手柄坏了,直接换手柄。如果是发热芯坏了,需要手动换发热芯。换发热芯也需要焊接,你的焊台都坏了,去哪里加热呢?所以有把备用烙铁总是好的。

2、烙铁头

不管是买了烙铁还是焊台,默认都是尖头,很多童鞋还不知道烙铁头可以更换,这里顺便科普下。

尖头实际上已经可以焊接绝大多数元器件了,但偏偏不能焊接贴片元件。那么买配套的烙铁头就很有必有了。

上图是936系列烙铁头,只要是936的焊台或烙铁都可以使用,它们统称为900M系列。最常用的型号为900M-T-I、900M-T-B、900M-T-SK、900M-T-K。一般自带的是900M-T-I或900M-T-B。自己再买好省下的两种刀头即可。如果你刚刚入门,不涉及到贴片元件焊接,可以先不买刀头烙铁。

前面推荐的黄花牌电烙铁一般都是907型,这个烙铁头要比936的大一些,故和936系列不是通用的,907的烙铁头也有900M系列的种类,自己选购即可。

补充:不要图便宜买十块钱的烙铁或十几块的焊台,包你后悔!!!!!

3、焊锡丝

光有好的烙铁还不够,你还需要优质焊锡丝。有时候好的焊锡丝可以弥补烙铁的不足。

现在市面上依然在卖有铅焊锡。考虑到自己的健康和环保,还是建议大家购买无铅焊锡。这里多说一句,不管是用有铅还是无铅焊锡,用完后都必须认真清洗手掌。

网购可以买到的质量还不错的,我推荐友邦牌。买的时候建议0.6mm和0.8mm(直径)两种规格都买。老司机都知道,焊接成品PCB自然是0.5或0.6mm最好,但用万能板做焊接时,拖焊这一环节就必须上0.8mm(或以上)的焊锡丝了。

图,拖焊

拖焊其实很浪费焊锡丝,有些朋友喜欢用跳线代替拖焊,不过我个人还是喜欢拖焊,这样焊接出来的电路比较稳定。


如果入门的小白只是焊接万能板,一卷0.8mm焊锡丝足以,价格大约在120左右(1000克)。有人可能会问,啥?焊锡丝这么贵!是的,很多网友焊接出来的焊点和鸡屎堆一样,虽然烙铁也不是很差,但就差在焊锡丝。用好一点的焊锡丝让你事半功倍,心情舒畅,何乐而不为呢!

4、万用表

这里万用表我不做具体推荐,毕竟这东西某宝太多了,只要你买个品牌的,价格在50到80之间即可。

关于数字表和机械表

万用表又分为机械表和数字表,但搞单片机或电子,买数字表就好。这里说一下表盘。数字表的表盘有的档位多,如下图


有的档位少,如图


我建议买档位多的。那些档位少的往往还不便宜,而且用起来未必实用。

5、镊子

镊子的用途我就不多说了,这里只说规格,一把尖头,一把平口,其他规格的比如弯头的,我很少用,我有些朋友焊接贴片的时候用到了4种规格的镊子,而我始终只用这两种,看个人习惯吧!


6、吸锡枪

吸锡枪算是个神器。即便是大神,也不能保证自己的电路不需要修改,而拆元件等操作,没有吸锡枪,还真不方便。

虽然吸锡枪这玩意有电动的,拆PCB贴片元件又有热风枪,但吸锡枪的作用谁也取代不了,特别是对于才入门的小白,超高性价比。牌子没有什么好推荐的,某宝很多,下图是我一直用的吸锡枪。


7、松香和焊锡膏

松香和焊锡膏作为助焊剂,最关键的用途是增加焊接时焊料与被焊物体的浸润效果(浸润不佳的话,焊锡不能很好的附着在被焊物体上,出现圆圆的球状,很容易虚焊),其他还有比如去除氧化、辅助热传导、降低金属表面张力、使焊点美观等。既然作用都一样,那么到底使用松香还是焊锡膏呢?

其实这个问题没必要纠结,都买就是,反正都不贵。松香可以对付大多数元器件了,尤其是用万能板制作电路的时候。不过我相信,凡是入坑后的童鞋,都难免手痒找地方练手。而大多数练手的机会,就是给妹子免费修理小家电。家电里的电路,有些氧化严重,松香是无论如何不起作用的,此时用焊锡膏好一点。

做为老司机,我想说的是,大多数情况下,焊接的时候都不需要松香或焊锡膏,拆电路的时候才需要。

8、钳类工具

尖嘴钳和斜口钳不多说,必备。

这里要说的是一种某宝唤作“如意钳”的小钳子,如下图。


这把钳子又叫170钳,专门用来夹断元件管脚的,最开始入坑的时候我一直用斜口钳,但斜口钳的体积让它有着很多局限性。而如意钳则不存在,想剪哪里剪哪里。

最后就是剥线钳,当然我知道老司机会说我用斜口钳、如意钳都可以剥线,那是你们老司机的事情,小白还是老老实实用剥线钳吧!我也会驾轻就熟的使用斜口钳等工具剥线,但那是在工具不足的情况下。

剥线钳不同行业用的规格不大一样,我这里说一下我常用的两把规格。


以上两种基本够用了,不管是粗线还是细线。

9、螺丝刀套装

这里我要免费打个广告,我强烈推荐“老A”平牌,有图有真相。


看颜色就知道,不同于其他二十几块的螺丝套装,只要不是故意长期暴漏在外,是不会生锈的。其他杂牌的我买过很多次,好端端的放在盒子里都会生锈,本身质量也不过关,经常用着没多久头子就坏掉了。

这款老A不便宜,官方店售价接近70块,不过这也是我唯一用2年没生锈的,值了。套装内的拆机片和吸盘比较鸡肋,不要当真。

10烙铁头清洁器、清洁海绵

这东西也算是神器吧,又叫吸锡球,才入坑的时候不知道有这玩意,后来知道了,一直在用。


光有吸锡球还不够,清洁海绵也是必须的,几毛钱的东西不要在意,买就是。

11隔热垫

我不知道读者们用的什么桌子,反正我的是木质桌,以前用过的桌子上坑坑点点,都是拜烙铁所赐。虽然我们都入这个坑了,不在乎摧残一个桌子,但桌子上的漆对烙铁都不好,且味道难闻。加上在焊接的时候,桌面上很多小元件经常滚来滚去,一些贴片元件往往不翼而飞,为了避免上述情况,你需要一个隔热垫。


这种隔热垫可以放一些小元件,很实用

12拆机棒

除了焊接制作东西,我们也要拆东西。想必很多读者和我一样,小时候就喜欢拆各种电子产品、电动玩具。那时候唯一可以找到的工具也就是一把螺丝刀了。遇到不能拆的地方,就只能暴力拆解。结果无外乎是我们拆过的东西都不能复原,招来一顿胖揍(笑)。

拆机棒没什么讲究,网上搜维修手机用的就行。

13放大镜工作台

不管你是才入坑的小白还是老司机,每当有电路调试不通的时候,都会彻夜难眠。有时候明明你都躺下了,心里却还惦记着的电路,于是乎爬起来继续折腾电路,哪怕是半夜两点。

这里还要奉劝读者诸君,这种精神是好的,熬夜却是不好的。虽然年轻人精力好,偶尔熬夜没什么,不过最受伤的还是眼睛。

为了保护眼睛,这里推荐个利器——阅读放大镜


这货本来是给老年人看书用的,自带led灯,还可以调节亮度。后来不知道是谁用这个当做工作台,晚上的时候用它焊接电路,尤其是PCB板上的线路,那是非常给力。不过这货也不便宜,好的要一百多,当然几十块的也有,看自己情况购买。

14排风系统

如果你焊接的环境相对封闭,那么排风系统很有必要。即便是你和我一样,有个大客厅,通风良好,但依然需要排风系统。焊接过程中的烟雾是不定向的,多少都会飘向人体,偶尔闻闻松香味道没什么,时间久了也不是什么好事。

网上的焊接专用排风扇,我买过很多,都不怎么好用!这里我不建议大家购买!也可能是我买的价位太低,或者型号不对,反正就是抽风的时候风力小,达不到的想要的效果。最后我都是自己DIY的排风设备。

DIY排风也不是什么难事,某宝网购排风机,为了自己的安全,正面一定要这种带防护网的。


风机背面应该是这种,方便接排风管。


15电源系统

焊接完成后,我们需要测试电路是否可以正常工作。通常我们会选择使用电脑USB接口、手机充电器、干电池等方式供电。这些方法大体上没什么问题,但如果你入坑超过几个月,制作的东西稍稍复杂后,上述供电方式就不能满足你的需要了,此时你需要一个专用电源。

土豪或者可以长期混在学校实验室的,直接用可调电源,几百到上千都有。可总有人和我一样,条件不允许,又或者很多学生党会在寝室里调试,那么这种情况下,你就更需要一个专业点的电源了。

我们先看看专业点的电源应该满足哪些需求,或者说,从另一方面看上述电源有哪些不足。

①大电流驱动

台式机或笔记本的USB接口一般也就提供500mA的驱动电流,虽然有人说有些主板说支持1A电流。就能否支持1A电流输出这个问题,我甚至专门找过很多电脑品牌的售后中心咨询,但他们的回答都很模棱两可。何况,就算有1A,遇到驱动伺服电机、“智障”车项目,也是不够用的。

②直流特性稳定

有点电路基础的同学肯定知道,直流和交流不是一回事。而我们用的很多直流电都是交流转换的。这里专门说一下手机充电器。

手机充电器我们都会用,也都知道,这货的功能是把插座上的交流电转换为可供手机电池充电的直流电。现在很多充电器一来就是5V/2A的输出,还有3A的,根据输出功率感觉足够满足大多数测试场合了。但事实并非如此!

注:下面这段文字涉及到一些手机品牌,请这些品牌的粉丝(主要是脑残粉)不喜勿喷。

用手机充电器供电有什么问题呢?就是直流输出中有较多的杂波。真正的直流通过示波器应该看到平稳的直线,而差一点的就会出现类似交流电的波纹。在14年的时候,我和朋友做了这么个测试:

使用魅族、华为、小米、苹果、三星五家公司的手机充电器给单片机系统供电。负载有光立方(我设计的版本,峰值电流380mA)、频谱显示(峰值电流35mA)。按理说,这些负载对手机充电器来说,都是小意思。

先说光立方,这些充电器给光立方供电都没什么问题。或者说,肉眼看不出什么问题。然后马上给频谱供电。结果如下:

小米、三星频谱显示效果最差,通电后,频谱有不规则跳动

魅族、华为和苹果较为稳定,但也只是较为稳定,频谱通电后,依然有不规则跳动,只能说比小米三星好点。

有人可能说,是你的频谱电路不行吧!然而,改为电脑USB、可调电源、专用电源适配器后,频谱马上就正常工作。

这只能说明一个问题,这些手机充电器输出的直流是有问题的,并不适合用在单片机系统中,尤其是涉及到信号的板子上。这个小结论,并不是我一个人发现的,后来问了很多搞这方面的朋友,做过信号方面的都说,千万别用手机充电器!

这里马上有人会说,你凭什么就说这些品牌充电器不行呢!这些都是大厂家呀!我想说的是,这些充电器给自家的手机充电是没什么问题,毕竟人家手机还有专门的充电控制电路。我这里是针对那些图简单省事的小白,不要用这些玩意再给单片机系统供电了,它们并不适合。

③短路保护

测试的时候,难免老眼昏花把正负接反,又或者电路本身设计有问题,若你的电源或板子没有短路保护,运气好,发现电路发热及时断电,烫一下无关紧要。运气差点,直接烧毁IC不说,电源也会冒烟。运气再差点,会导致整个实验室(或寝室等)断电。如果你的朋友们在用台式机画图或写代码,还没保存,我觉得你还是先跑为妙。

这里说一下电脑的USB接口,实际上它是有短路保护的。当电路有短路时,电脑系统会有所提示,并给这个接口断电。可如果你的负载电流较大,短路时间较长,USB接口依然有一定的概率损坏,做为已经烧坏过很多USB接口的人,别问我怎么知道的。我还见过烧毁整个电脑的。用电脑USB供电的同学,以后还是慎重。我个人来说,除非这个电路电流在100mA以下,且我100%确定不会出现短路(或电路自身有短路保护),否则我坚决不用电脑USB接口供电。

满足以上三个基本要求的电源,除了可调电源,最廉价适合小白的,就是二手电脑主机电源。这货可以很方便的改造为供电电源,自带3.3V、±5V、±12V输出,有这几种输出,足够绝大多数使用场合了。

至于如何改造,网上很多教程,我也会做个视频教程,指导小白如何改造电脑电源。

主要的入门工具就写到这里,作为入门的小白,1到10是必须准备的,可以一次性买入,花费大约在300至600之间浮动(不同设备价格差别很大)。11到15可以在入坑一段时间后,有了钱且确定可以深入此坑了,再购入不迟。

最后推荐一个选配,个人根据实际情况购买,价格在几十块到几万不等。

就是音响!是的,就是音响!你没看错!

有人好奇,我们搞单片机搞电子,调试电路的,要音响干嘛?听音乐?看电视剧?是的,你答对了!

焊接的过程是非常枯燥无聊的,这个时候你需要一点消遣,最简单莫过于听听音乐。还记得我设计光立方的时候,单单是焊接灯珠和驱动电路,就搞了五天,加上电路的修改,有两周左右。这么长的时间,面对着电路和程序,唯有音乐作伴了。也只有音乐让我偶尔忘却枯燥和烦恼。这里推荐《黑毒》和《电子贝多芬》两张专辑,百听不厌,前提是你有个音质过得去的小音箱。下图是我用的两种,价格在200到350之间,比较亲民。


音响也是个坑,随着你搞单片机的时间越长,你会越追求好的音质,而好的音质,就需要更多的钱买更好的音响——或者自己DIY音响。DIY音响这事情,我也干过,真的很烧钱,不过音质确实出色,还很有成就感。后面也会专门出一期视频来带小白入门DIY音响。



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