Персонализирано съобщение, показващо дрънкулки: 16 стъпки

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:51

Около миналия месец посрещахме нашите нови първокурсници в отдела. Моят приятел излезе с идея, че трябва да имаме някакви подаръци за тях и това е моето мнение за това. Отне ми ден, за да експериментирам как да изградя първия, след това няколко часа, за да изградя останалите 4.

Дрънкулката е контролирана от ATTINY414. Съобщението се съхранява на MCU и след това се показва по една буква на общия аноден 7 сегментен дисплей. Може да получите много дълго съобщение, тъй като моята дума от 10 букви използва само 400 байта от програмното пространство на 4k устройството. Катодните щифтове на 7 сегмента са свързани към MCU чрез 1k резистори.

Опитах се да използвам колкото се може повече части, които вече имам под ръка и се оказва, че трябва само да си купим държачи за батерии и батерии. Дрънкулката също е доста евтина за изработка, като струва малко над 2 $ всяка, с изключение на батерията.

Това парче е идеално за декорация или за окачване на чантата ви.

Забележка: Това е първата ми инструкция и направих по -малко снимки, отколкото трябва. Ще компенсирам тези, като нарисувам някои скици за тези стъпки, които нямам снимки. Съжалявам и за потенциално объркващо писане.

Забележка 2: Можете да използвате всеки микроконтролер за този проект, но разположението в тази инструкция е за ATTINY414 и други устройства, съвместими с щифтове.

Консумативи

(Списъкът е за 1 брой)

Части

• 1x Разбиваща платка за чип SOP28/TSSOP28
• 1x ATTINY414 (можете да използвате други микроконтролери и да го адаптирате сами)
• 7x 1k резистори (THT, 1/4 или 1/8 W)
• 1x 100nF кондензатор (THT или SMD)
• 1x 0.56in общ аноден 7 -сегментен дисплей
• 1x плъзгащ се превключвател
• 1x държач за батерия с монети (използвах CR2032 тук.)
• Някои проводници AWG30 и крака на резистора (за скачане в тесни зони)
• Стикер или двустранна лента (за покриване на зоната, за да се предотврати късо съединение)
• 1 мм свиваща се тръба
• 1x ключодържател

Инструменти

• Поялник и аспиратор
• Помагащи ръце или държач за печатни платки
• Припой с малък диаметър (използвах 0,025 инча)
• RMA поток
• Алкохолни кърпички или Изопропилов алкохол + плоска четка
• Носни кърпички
• Самозалепваща лента
• Програмист за микроконтролер (въз основа на вашия MCU)

Стъпка 1: Общ дизайн

Тези скици са грубото оформление на това как нещата са поставени на дъската за разбиване в моя дизайн.

Забележка: Пробивната платка, която използвам, има пинов номер на всеки отвор въз основа на общата номерация на IC крака от всяка страна. Когато адресирам тези дупки, ще използвам Txx за горната страна (където е поставен MCU) и Bxx за долната страна. Ако сте объркани къде да запоявате неща, вижте тези снимки.

Стъпка 2: Тествайте компонентите си

Преди да започнете, уверете се, че вашите части са в работно състояние, особено микроконтролерът и дисплеят. Тъй като частите ще бъдат натъпкани в малките пространства, завършването му и след това осъзнаването, че дисплеят ви не работи, е последното нещо, което искате, така че първо ги тествайте!

Стъпка 3: Програмирайте микроконтролера

Програмата

Програмата за микроконтролера е доста проста и се състои от следните стъпки:

• Поставете щифтовете ниско за първата буква.
• Забавете малко
• Задайте всички щифтове на високо, за да изчистите дисплея (по избор)
• Забавете малко
• Поставете щифтовете ниско за втората буква.
• Изплакнете и повторете

Прикачих кода, който използвах. Можете да го компилирате с XC8 компилатор на MPLAB X. Тъй като използвах PA0 за сегмент А, ще трябва да деактивирате UPDI чрез бит на предпазителя, за да работи (обяснение по -долу).

Избор на правилните портове

Сега трябва да изберете кои портове на микроконтролера да използвате. Обикновено за микроконтролера с 14 пина ще има един 8-битов порт и един 4-битов порт. Тъй като 7-сегментният дисплей има 8 катодни пина (включително десетичната запетая), използването на 8-битовия порт е най-удобното, защото можете да използвате директен достъп до порт, за да зададете стойността на порта в една команда.

Съображение 1: Кръстосани следи

Изборът обаче може да варира поради извеждането на микроконтролера и маршрутизацията на кабела между вашето MCU и дисплея. За да улесните работата, искате най-малкото кръстосани следи.

Например, на ATTINY414 8-битовият порт е PORTA. Ако сте присвоили PA0 на сегмент A, PA1 на сегмент B и така нататък, размерът на кръстосаното проследяване е 1 (сегмент F и G), което е приемливо за мен.

Protip: Едната страна на дъската може безопасно да побере пет 1/4 w резистора.

Съображение 2: Алтернативни функции на щифтовете

В някои случаи, ако щифтовете на порта, който искате да използвате, имат алтернативни функции, като например пинове за програмиране, тези щифтове няма да работят като GPIO щифтове, поради което може да се наложи да ги избягвате или да деактивирате програмирането изцяло, изборът е ваш.

Например, на ATTINY414 програмният щифт UPDI е на щифта A0 на PORTA. Ако използвате този порт като изход, той няма да работи, защото портът ще се използва като UPDI вместо GPIO. Тук имате 3 опции с техните плюсове и минуси:

• Деактивирайте UPDI чрез битове за предпазители: Няма да можете да програмирате устройството отново, освен ако не използвате 12v, за да активирате отново UPDI функцията (за съжаление направих това, но не е нужно).
• Използвайте само PA7-PA1: Няма да можете да използвате десетична точка тук, освен ако не използвате и PORTB, за да помогнете, но все пак ще имате налично програмиране (най-добрият вариант).
• Използвайте PORTB, за да помогнете: По -дълъг код, но също така работи, ако изваждането е твърде объркано в противен случай.

Protip: Опитайте се да изберете микроконтролера с по -малко програмни пинове, ATTINY414 използва UPDI, който използва само 1 пин за комуникация, като по този начин имате повече GPIO пинове на разположение.

Програмиране на устройството

Ако имате гнездо за програмиране за SMD устройството, може да искате да го програмирате преди запояване на MCU към платката за пробив. Но ако не го направите, запояването първо може да ви помогне с програмирането. Пробегът може да варира. В моя случай свързвам PICKIT4 към една пробивна платка, след което използвам пръста си, за да натисна MCU към платката. Работи, но не много добре (програмният сокет вече е в списъка ми с желания).

Стъпка 4: Запояйте микроконтролера

На тази стъпка няма нищо фантастично. Трябва да запоите микроконтролера към пробивната платка. В Youtube има много уроци за запояване на SMD частите. В обобщение основните неща са:

• Почистете върха на поялника
• Точното количество спойка
• Правилната температура
• Много поток
• Много търпение и практика

Важно: Не забравяйте да запоите щифт 1 на MCU към щифт 1 на пробивната платка!

Сега, когато MCU е запоен към дъската, можем да продължим към следващата стъпка.

Стъпка 5: Запоявайте кондензатора

Има общо правило в електрониката, че когато имате интегрална схема във вашата схема, добавете един 100nF кондензатор близо до неговите захранващи щифтове и това не е изключение тук. Този кондензатор се нарича отделящ кондензатор и ще направи вашата верига по -стабилна. 100nF е обща стойност, която работи с повечето схеми.

Трябва да запоите кондензатора възможно най -близо до Vcc и GND щифтовете на MCU. Тук няма много място, така че просто отрязах краката му по размер и го запоявам директно към краката на MCU.

Стъпка 6: Почистване на флюс 1

Докато потокът е от съществено значение за запояване. Оставянето му на дъската след запояване не е добре за вас, защото може да корозира дъската. Остатъкът може да се разтвори с помощта на изопропилов алкохол. Трябва обаче да избършете флюса от дъската, преди алкохолът да се изпари, иначе лепкавият поток вече ще покрие цялата дъска.

Това е техниката, която използвам, която работи доста добре: поставете дъската отстрани върху салфетка, след това накиснете плоска четка за боядисване в алкохол и бързо "нарисувайте" алкохола върху дъската надолу към салфетката. Ще видите жълт флюс, който се появява върху салфетката. За да сте сигурни, че по -голямата част от потока е отстранена, проверете дали дъската ви не е лепкава и басейните от поток около спойките са изчезнали. Вижте снимка по -горе за повече подробности.

Причина за това почистване: Почистване на микроконтролера. Частта ще бъде много по -трудна за достигане по -късно.

Стъпка 7: Запоявайте 7-сегментния дисплей

Сега първо ще нарушим правилата за запояване на устройства с най-нисък профил и ще започнем от 7-сегментния дисплей. По този начин можем просто да запояваме резисторите към краката на 7-сегментния дисплей.

Тъй като сега имаме много ограничени свободни дупки на дъската, ще отрежем долния общ аноден щифт на дисплея, за да направим място за отрицателния щифт на държача на батерията. След това запоявайте нормално. Просто огънете краката на дисплея малко навън, задръжте го на място (маскиращата лента може да е полезна тук) и го запоявайте в горната страна на дъската.

Стъпка 8: Запоявайте резисторите от долната страна

Следващата стъпка би била да запоите резисторите от долната страна на платката. Преди да започнем, поставете двустранна лента или стикер върху подложките TSSOP, които не използвахме, за да предотвратим късо съединение.

Сега, когато подложките са покрити, извадете резисторите си и започнете да огъвате краката им. Те ще се свързват между краката на MCU (лявата страна на дъската) и краката на дисплея (дясната страна на дъската). Уверете се, че те не се допират помежду си и има достатъчно разстояние между тях.

Protip: Вашата пробивна дъска може да дойде с някои дупки, пробити на дъската. Това са удобни места за закрепване на ключодържателя. Уверете се, че една от тези дупки не е покрита от краката на резисторите.

Стъпка 9: Запоявайте горните резистори

Ако не можете да поставите всеки резистор от долната страна на платката, може да се наложи да поставите някои от горната страна. Тъй като микроконтролерът също е от тази страна, ще трябва да свиете краката на резистора си, за да предотвратите докосването им до микроконтролера. Останалите процедури остават същите като последната стъпка.

Стъпка 10: Запояйте превключвателя

Следващата част за запояване е плъзгащият превключвател за включване и изключване на захранването. Тук използвам плъзгащ превключвател 1P2T.

Отново поради ограничените оставени дупки, отрежете единия страничен щифт на превключвателя

След това запоявайте останалия страничен щифт на превключвателя. Оставете централния щифт неразпоен.

Стъпка 11: Запоявайте проводниците и джъмперите

Въз основа на вашия дизайн може да имате повече или по -малко количество проводници за запояване. В моя дизайн има 2 проводника (захранващи проводници за MCU) и 2 джъмпера (захранване за дисплея и допълнително свързване за MCU).

Просто ги запоявайте правилно и сте готови.

Стъпка 12: Почистване на потока 2

Причина за това почистване: Вече няма да имаме достъп до долната страна, след като запояваме държача на батерията, затова трябва да почистим сега.

Стъпка 13: Запоявайте държача на батерията + всички допълнителни джъмпери

Това е последната и най -трудната част за запояване. Нямаме достатъчно специални отвори за държача на батерията, така че ще го запояваме така: Положителният извод споделя дупката с крака на превключвателя, който оставихме разпоен (стъпка 10) и отрицателният извод влиза в отвора, който сме оставили от отрязване на крака на дисплея (стъпка 7).

След това, ако имате допълнителни джъмпери за запояване, запоявайте ги сега. За моя дизайн ми остава един джъмпер, защото той трябва да се свърже с отрицателния щифт на държача на батерията.

Вижте снимката за повече подробности.

Стъпка 14: Почистване на потока 3

Причина за това почистване: Последното почистване.

Стъпка 15: Тестване + Последно докосване

Преди да поставим батерията, уверете се, че краката не се допират, изрежете излишните проводници, проверете запояването си. След като приключите, можете да поставите батерия, да я включите и тя трябва да работи правилно.

Ако не, проверете отново всичките си запойки и може би проверете дали вашата програма за микроконтролер е правилна.

Стъпка 16: Краен продукт

Поздравления! Направили сте свои собствени персонализирани дрънкулки! Не забравяйте да го споделите с мен тук и да се насладите!