Как да се изгради USBTiny ISP програмист: чрез използване на фреза за CNC печатни платки: 13 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Мислили ли сте как да изградите собствен електронен проект от нулата?

Правенето на проекти за електроника е толкова вълнуващо и забавно за нас, създателите. Но повечето производители и ентусиасти на хардуера, които тепърва пристъпват към културата на производителите, изградиха своите проекти с дъски за разработка, макети и модули. По този начин можем да изградим бързата прототипна версия на нашия проект. Но той трябва да бъде насипен по размер и да бъде объркан с кабелни проводници. Подобен случай, докато използвате обща платка за печатни платки, също изглежда разхвърлян и непрофесионален!

И така, как можем да изградим нашите проекти по по -удобен начин?

Най -добрият начин да използвате самостоятелни печатни платки за нашия проект!

Проектирането и производството на печатни платки за нашия проект е по -добър и удобен начин да изразите своя професионализъм и да експериментирате !. Можем да сведем до минимум размера на нашия проект в съвместим размер и персонализирани форми, печатните платки изглеждат спретнати и здравите връзки са някои от предимствата.

И така, важното е как изграждаме печатна платка, рентабилна и ефективна във времето?

Можем да изпратим нашия дизайн на производител на печатни платки, за да произведе нашия дизайн на печатни платки, но трябва да отнеме време и да ви взриви джоба. Друг метод е да се направи метод за прехвърляне на тонер с помощта на лазерен принтер и фотохартия. Но също така е време да вземете и тествате нивото на пациентите си, а също така се нуждаете от постоянен маркер, за да закърпите негравираните части. Използвах този метод много време и го мразя.

И така, какъв е най -добрият начин?

В моя случай Най -добрият начин да използвате фрезови машини с ЦПУ за изграждане на вашата печатна платка. Фрезовите машини за печатни платки ви дават добро качество на печатни платки и отнема по -малко време, по -малко ресурси и най -евтиния начин за производство на прототипи на печатни платки!

И така, нека да изградим USBtiny ISP програмист, като използваме фреза с ЦПУ!

Без повече, нека започнем!

Стъпка 1: Не искате да бъдете богати

Наистина ли! не искате да купувате фреза за печатни платки. Повечето от нас нямат бюджет за закупуване на скъпа машина като тази. Дори нямам такъв.

И така, как да получа достъп до машина? Просто отивам до фаблаб, мейкерспейс или хакерско пространство в моето населено място! В моя случай просто отивам до фаблаб и използвам машината на евтина цена. Така че, намерете място като fablab или makerspace във вашето населено място. За мен цената е 48 ¢/час за използване на фреза за печатни платки. Цената може да варира във вашето населено място, така че, както казах, не искате да бъдете богати!

Стъпка 2: Сметка на материалите

Списък на компонентите

• 1 x микроконтролер Attiny 45/85 (пакет SOIC)
• 2 x 499 ома
• 2 x 49 ома
• 2 x 1K
• 2 x 3,3 ценеров диод
• 1 х 0,1 mf кондензатор
• 1 x син светодиод
• 1 x Зелен светодиод
• 1 x 2x3 мъжки щифтове за заглавки (smd)
• 1 x 20 см 6 жичен лентов кабел
• 2 x 2x3 женски конектор за IDC лентов кабелен преходен конектор
• 1x 4см х 8см FR4 медно покрито

Моля, обърнете внимание: (Резистори, кондензатори, диоди и светодиоди се използват в тези проекти е пакет 1206)

Изисквания за инструменти

• Поялна станция или поялник (микро връх)
• Оловен проводник за запояване
• Пинсета (microtip)
• Отпаяване Фитил
• Инструмент от трета ръка
• Мултиметър
• Машинка за отстраняване на тел
• Изсмукване на дим (по избор)

Изисквания за машини

Modela MDX20 (Всяка фреза за печатни платки върши работата, но софтуерът за контрол на заданието ще се промени)

Изтеглете ресурсите за този проект!

Стъпка 3: Какво е фреза за печатни платки?

Машината за фрезоване на печатни платки е машина с ЦПУ (компютърно цифрово управление), която се използва за производство на прототипи на печатни платки. Фрезовите машини за печатни платки се фрезоват от медните части на медната облицовка, за да се разберат следи и подложки на печатната платка. Фрезовата машина за печатни платки се предлага с триосно механично движение (X, Y, Z). Всяка ос се управлява от стъпков двигател за прецизни движения. Тези движения на оста се контролират от компютърна програма чрез подаване на команди с G-код. Gcode широко използва езици за програмиране за цифрово управление, повечето машини използват g-код за управление на оста на машините. Глава на инструмент (обикновено фреза) е свързана към тези оси и ще издълбае печатните платки.

:- Машината, която използвам, е фреза с ЦПУ MODELA MDX20.

Modela MDX 20 PCB фреза

Modela MDX20 е фреза за печатни платки. Modela MDX20 обикновено се използва за производство на печатни платки, но също така можем да правим корнизи, гравюри и т.н. Можем да го поставим дори на малък работен плот. Леглото (фрезовата повърхност) е прикрепено към оста Y, а главата на инструмента е прикрепена към X и Z. Това означава, че движението на слоя се контролира от оста Y, а движението на главата на инструмента се контролира от оста X и главата на инструмента се управлява от оста Z. Modela имат своя собствена компютърна програма. Но аз използвам програма за Linux, наречена FABModules. FABмодулите комуникират с Modela, за да контролират процеса на рязане и фрезоване. Fab модулите никога не задават ос X, Y, Z автоматично, трябва да ги настроим ръчно.

Стъпка 4: Започнете с Modela MDX20

Ако искам да фрезовам моята печатна платка, в този случай програмист на FabISP. Първо се нуждая от оформление на печатна платка и схематично оформление на печатна платка. Фрезоването на печатни платки е двуетапен процес. На първия етап трябва да изрежа следите и подложките на печатната платка, а на втория етап трябва да изрежа контура на печатната платка. Използвайки модулни модули, можем да преобразуваме-p.webp

Обща спецификация

• Работно пространство: 203,2 x 152,4 мм
• Ход по оста Z: 60,5 мм
• Скорост на шпиндела: 6500RPM

Фрезови битове За използване

• Фрезоване: 1,64 инча (0,4 мм) бит
• Режещ бит: 1/32 инча (0,8 мм) бит

Стъпка 5: Какво е ISP (IN - система - програмист)?

В системния програмист (ISP), известен също като In-Circuit Serial Programmer (ICSP) е програмист за микроконтролер. Доставчикът на интернет ще прочете инструкциите и командите от USB компютъра и ще ги изпрати до микроконтролера през серийния периферен интерфейс (SPI). Просто ISP устройствата ни позволяват да комуникираме с микроконтролера, използвайки SPI линии. SPI е начинът на комуникация в микроконтролера. Всички свързани периферни устройства и интерфейс комуникират с микроконтролери чрез SPI. Като електронен ентусиаст, първото нещо, което ми идва на ум, когато казвам за ISP е MISO, MOSI SCK. Тези три щифта са важните щифтове.

Просто ISP се използва за записване на програми към микроконтролера и също така се използва за комуникация с вашия микроконтролер!

Стъпка 6: USBTiny ISP: Схеми и оформление на печатни платки

USBTiny ISP

USBTiny ISP е прост USB AVR програмист с отворен код и SPI интерфейс. Той е на ниска цена, лесен за изработка, работи чудесно с avrdude, съвместим е с AVRStudio и е тестван под Windows, Linux и MacOS X. Перфектен за студенти и начинаещи или като програмист за архивиране.

Всички компоненти се използват в този проект SMD компоненти. Мозъкът на USBTinyISP е микроконтролер Attiny45.

Микроконтролер ATtiny 45

Микроконтролерът, който се използва в USBTinyISP, е Attiny 45. Attiny45 е 8-битов AVR микроконтролер с висока производителност и ниска мощност, работещ на RISC архитектура от Atmel (микрочип придоби Atmel наскоро). Attiny 45 се предлага в 8 -пинов пакет. Attiny 45 има 6 входно -изходни щифта, три от тях са ADC щифтове (10 битов ADC), а други два са цифрови пинове, поддържащи PWM. Той се предлага с 4KM флаш памет, 256 In-System програмируеми EEPROM и 256B SRAM. Работно напрежение около 1.8V до 5.5v 300mA. Attiny 45 поддържа универсален сериен интерфейс. Както SMD версията, така и THT версията се предлагат на пазара. Attiny 85 е по -висока версия на Attiny 45, те са почти еднакви. Единствената разлика е във Flash паметта, Attiny 45 имат 4KB флаш и Attiny 85 имат 8KB флаш. Можем да изберем или Attiny 45 или Attiny 85, Не е голяма работа, но Attiny 45 е достатъчно, за да направим FabTinyISP. Вижте официалната документация от тук.

Стъпка 7: Инсталирайте машината

Сега нека изградим печатната платка с помощта на фрезова машина за печатни платки. Включих оформлението Trace и Cut оформлението в zip файла, можете да изтеглите zip файла отдолу.

Предварителна заявка: Моля, изтеглете и инсталирайте Fabmodules от тази връзка

Fabmodules се поддържа само в Linux машини, използвам Ubuntu!

Стъпка 1: Жертвен слой

На първо място, работната плоча на фрезовата машина за печатни платки (фрезово легло AKA) е метална плоча. Той е здрав и добре изграден. Но в някои случаи може да се повреди, докато грешка в дълбочина. Така че, поставям жертвен слой върху фрезовото легло (медно покритие, поставено върху фрезовото легло, за да се избегне докосване на битове в металната плоча).

Стъпка 2: Фиксирайте фрезовия бит 1/62 в главата на инструмента

След поставянето на жертвения слой, сега трябва да фиксирам фрезата (обикновено се използва фреза 1/62) в главата на инструмента. Вече обясних двуетапния процес на смилане на печатни платки. За фрезоване на следите и подложките на печатната платка използвайте фреза 1/64 и я поставете върху главата на инструмента с помощта на шестостенния ключ. Докато сменяте битовете, винаги полагайте допълнителни грижи за битовете. Върхът на накрайника е толкова тънък, че има повече шансове да се счупи, докато се изплъзне от ръцете ни, дори и да е малко падане. за да преодолея тази ситуация, поставих малко парче пяна под главата на инструмента, за да предпазя от случайно падане.

Стъпка 3: Почистете медната облицовка

Използвам FR1 медна облицовка за този проект. FR-1 са устойчиви на топлина и са по-издръжливи. Но медните пръчки ще се окисляват бързо. Медните са магнити за пръстови отпечатъци. Така че преди да използвате медно покритие, дори и да е ново, препоръчвам ви да почистите печатната платка с почистващ препарат за печатни платки или ацетон преди и след смилане на печатната платка. Използвах почистващ препарат за печатни платки за почистване на печатни платки.

Стъпка 4: Закрепете медната облицовка върху фрезовата подложка

След почистване на медната облицовка, поставете медната облицовка върху горната част на фрезовото легло. Поставих медената облицовка върху фрезовата подложка с помощта на двустранна лепкава лента. Двустранните лепкави ленти са толкова лесни за премахване и са достъпни на евтина цена. Залепвам двустранната лента върху горната част на жертвения слой. След това поставете медната облицовка върху горната част на лепкава лента.

Стъпка 8: Настройка на модулни модули и процес на фрезоване

Стъпка 1: Захранвайте машината и заредете FabModules

захранване на машината и след това отворете софтуерния модул Fab в Linux система (използвам Ubuntu), като въведете командата по -долу в терминала на Linux.

f ab

След това ще се появи нов прозорец. Изберете изображение (.png) като входен файлов формат и изходен формат като Roland MDX-20 mill (rml). След това щракнете върху бутона Make_png_rml.

Стъпка 2: Заредете дизайна на печатната платка

В горната част на новия прозорец изберете бита, който ще използвате. след това заредете вашия-p.webp

Стъпка 3: Задайте оси X, Y & Z

Още не сме приключили. Сега натиснете бутона Изглед на контролния панел на Modela MDX20. уверете се, че накрайникът е добре стегнат. натиснете още веднъж бутона за преглед, за да се върнете в позицията по подразбиране. Сега задайте позициите X, Y, като въведете измерванията (в зависимост от позицията на дъската) в желаните текстови полета. Препоръчвам ви да запишете някъде позициите X & Y. Ако нещо се обърка и трябва да започнете отначало, трябва да се нуждаете от точните X&Y позиции, за да продължите процеса на фрезоване, иначе ще се обърка.

Спуснете главата на инструмента, като натиснете бутона надолу. Спрете, когато главата на инструмента достигне близо до медната облицовка. След това загубете винта на главата на инструмента и свалете малко малко надолу, докато докосне медния слой на медната облицовка. След това отново затегнете винта и върнете главата на инструмента в изходно положение, като натиснете бутона View. Сега всички сме готови. Затворете предпазния капак на Modela и щракнете върху бутона Изпрати го. Моделите ще започнат процеса на смилане.

Минаването на следите и подложките ще отнеме минимум 10 до 13 минути. След като завърших фрезоването, получих добър резултат.

Стъпка 4: Изрязване на Outline оформлението

След като приключите с фрезоването на следи, изрежете схематичното оформление на печатната платка (просто формата на печатната платка). Процесът е почти същият. За да изрежете оформлението, променете 1/64 бита на 1/32 бита в главата на инструмента. След това заредете-p.webp

Стъпка 9: Готова печатна платка

Ето печатната платка след процеса на смилане!

Стъпка 10: Запояване на компонентите на печатни платки

Сега имам завършена печатна платка. всичко, което трябва да направя, е да запоя компонентите на печатната платка. За мен това е забавна и лесна задача.

Що се отнася до запояването, компонентите през отвори са толкова лесни за запояване в сравнение с SMD компонентите. SMD компонентите са с малки размери. е малко трудно за запояване за начинаещи. Има много шансове да се направят грешки като неправилно поставяне на компоненти със студени спойки и най -често срещаното нещо или да се направят мостове между следи и подложки. Но всеки има свои собствени съвети и трикове за запояване, които са научени от собствения си опит. това ще направи тази задача забавна и лесна. Така че отделете време за запояване на компонентите!

Ето как правя запояване

Обикновено първо запоявам микроконтролери и други интегрални схеми. След това запоявах малки компоненти като резистори и кондензатори и т.н.

Най-накрая компоненти, проводници и щифтове на заглавката. За да запоя USBTinyISP, следвам същите стъпки. За лесно запояване на SMD, първо загрявам поялника до 350 ° C. След това добавете малко поток на спойка към подложките. След това загрейте подложката, която искам да запоя компонентите, след което добавям малко количество спойка към една подложка от подложката за компоненти. С помощта на пинсети извадете компонента и го поставете върху подложката и загрейте подложката за 2-4 секунди. След това запоявайте останалите подложки. Ако правите мостове между щифтове и следи или давате много спойка на компонент, използвайте лентата с фитил за запояване, за да премахнете нежеланото спойка. Продължавам същите стъпки до пълното запояване на печатната платка без никакви проблеми. Ако нещо се обърка, първо внимателно проверявам всички следи и компоненти с прекъсвания или мостове с помощта на лупа и мултицет. Ако открия, значи го поправям!

Стъпка 11: Осъществяване на ISP кабел

За да свържете микроконтролера или друг ISP програмист, за да мига фърмуера. имаме нужда от шесторедов рибонов тел с два 2x3 женски проводника. Използвах 4/3 фута 6 -канален лентов проводник и внимателно свързах женския хедър от двете страни. За да се справя добре, използвах G скоба. виж снимката.

Стъпка 12: Мигащ фърмуер

Сега можем да прехвърлим фърмуера към нашия интернет доставчик. За да направим това, имаме нужда от друг ISP програмист. Използвах друг USBTinyISP, но можете да използвате Arduino като ISP, за да изпълните тази задача. Свържете двата интернет доставчика с помощта на конектора за интернет доставчик, който направихме преди това. След това свържете USBinyISP (този, който използваме за програмиране) към компютъра. Уверете се, че ISP е открит във вашата система, като въведете командата по -долу в терминала на Linux.

lsusb

Стъпка 1: Инсталирайте веригата от инструменти на AVR GCC

На първо място, трябва да инсталираме веригата от инструменти. За да направите това, отворете терминал на Linux и въведете.

sudo apt-get install avrdude gcc-avr avr-libc make

Стъпка 2: Изтеглете и разархивирайте фърмуера

Сега изтеглете и разархивирайте файловете на фърмуера. Можете да го изтеглите от тук. След като изтеглите zip файла, го извлечете на добро място, което лесно можете да намерите (за да избегнете ненужни обърквания).

Стъпка 3: Направете файл

Преди да запишете фърмуера. трябва да се уверим, че makefile е конфигуриран за микроконтролерите Attiny. За да направите това, отворете Makefile във всеки текстов редактор. след това потвърдете MCU = Attiny45. Вижте изображението по -долу.

Стъпка 4: Мигайте фърмуера

Сега можем да прехвърлим фърмуера към нашия интернет доставчик. За да направим това, имаме нужда от друг ISP програмист, както казах по -рано. Използвах FabTinyISP, който направих по -рано. Но можете да използвате всеки ISP или да използвате Arduino като ISP програмист. Свържете двата интернет доставчика с помощта на ISP конектора, който направих преди това. След това свържете FabTinyISP (този, който използвам за програмиране на моя ISP) към компютъра. Уверете се, че Isp е открит във вашата система, като въведете командата по -долу в терминала на Linux.

lsusb

Сега сме готови да премигнем. Отворете терминала в пътя на папката на намиращия се фърмуер и въведете „make“, за да направите.hex файла. Това ще генерира a. шестнадесетичен файл, който трябва да запишем в Attiny 45.

Въведете командата по -долу в терминал на Linux, за да преминете фърмуера към микроконтролера.

направете светкавица

Стъпка 5: Активиране на Fusebit

Това е всичко, което приключихме с мигането на фърмуера. Но трябва да активираме предпазителя. Просто напишете

направете предпазител

клемата за активиране на вътрешен предпазител.

Сега трябва или да премахнем джъмпера или да деактивираме щифта за нулиране. Премахването на джъмперната връзка не е задължително, можем да деактивираме щифта за нулиране. Зависи от теб. Избирам да деактивирам щифта за нулиране.

Моля, обърнете внимание:- Ако деактивирате щифта за нулиране, тогава щифтът за нулиране ще бъде изключен вътрешно. Означава, че не можете да го програмирате повече след деактивиране на щифта за нулиране.

Ако искате да деактивирате щифта за нулиране, въведете командата make по -долу в терминала.

rstdisbl

Ще получите съобщение за успех. След успешно качване на фърмуера трябва да проверя дали USBTinyISP работи правилно, за да направите това, трябва да въведете команда в терминала

sudo avrdude -c usbtiny -b9600 -p t45 -v

След като въведете командата, ще получите обратната обратна връзка в прозореца на терминала.

Стъпка 13: Готови сме

Сега можете да премахнете и двете устройства от компютъра и да използвате изградената в момента USBtiny, за да програмирате микроконтролери оттук нататък. Използвам този интернет доставчик, за да мигам моите скици на Arduino.