Spersonalizowana wiadomość wyświetlająca bibeloty: 16 kroków

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Mniej więcej w zeszłym miesiącu powitaliśmy na wydziale naszych nowych pierwszoklasistów. Mój przyjaciel wpadł na pomysł, że powinniśmy mieć dla nich jakieś prezenty i to jest moje zdanie. Eksperymentowanie, jak zbudować pierwszą, zajęło mi jeden dzień, a potem kilka godzin, aby zbudować resztę 4.

Błyskotka jest kontrolowana przez ATTINY414. Komunikat jest przechowywany w MCU, a następnie wyświetlany po jednej literze na 7-segmentowym wyświetlaczu wspólnej anody. Możesz mieć bardzo długą wiadomość, ponieważ moje 10-literowe słowo zużyło tylko 400 bajtów przestrzeni programowej na urządzeniu 4k. 7-segmentowe piny katody wyświetlacza są podłączone do MCU przez rezystory 1k.

Starałem się wykorzystać jak najwięcej części, które już mam pod ręką i okazuje się, że musimy tylko kupić uchwyty na baterie i baterie. Całość jest dość tania w budowie, kosztuje nieco ponad 2 $ bez baterii.

Ten kawałek jest idealny do dekoracji lub do zawieszenia na torbie.

Uwaga: to jest mój pierwszy Instruktaż i zrobiłem o wiele mniej zdjęć niż powinienem. Nadrobię to, rysując kilka szkiców do tych kroków, których nie mam zdjęć. Przepraszam również za potencjalnie mylące pisanie.

Uwaga 2: Do tego projektu można użyć dowolnego mikrokontrolera, ale umieszczenie w tej instrukcji dotyczy ATTINY414 i innych urządzeń zgodnych z pinami.

Kieszonkowe dzieci

(Lista dotyczy 1 sztuki)

Części

• 1x tabliczka zaciskowa do układu SOP28/TSSOP28;
• 1x ATTINY414 (możesz użyć innych mikrokontrolerów i samodzielnie je dostosować)
• 7x rezystory 1k (THT, 1/4 lub 1/8 W)
• 1x kondensator 100nF (THT lub SMD)
• 1x0,56 cala 7-segmentowy wyświetlacz ze wspólną anodą;
• 1x przełącznik suwakowy
• 1x Uchwyt na baterię pastylkową (użyłem tutaj CR2032.)
• Niektóre przewody AWG30 i nogi rezystora (do skakania w ciasnych miejscach)
• Naklejka lub taśma dwustronna (do zakrycia obszaru, aby zapobiec zwarciu)
• Rurka termokurczliwa 1mm
• 1x brelok

Narzędzia

• Lutownica i wyciąg dymu
• Pomocne dłonie lub uchwyt na PCB
• Lut o małej średnicy (użyłem 0,025 cala)
• Strumień RMA
• Chusteczki nasączone alkoholem lub alkohol izopropylowy + płaska szczotka
• Bibułka
• Taśma maskująca
• Programator mikrokontrolerów (na podstawie twojego MCU)

Krok 1: Ogólny projekt

Te szkice są szorstkim układem tego, jak rzeczy są umieszczane na tablicy rozdzielczej w moim projekcie.

Uwaga: tabliczka zaciskowa, której używam, ma numer pinu na każdym otworze w oparciu o wspólną numerację nóg IC z każdej strony. Kiedy zajmę się tymi otworami, użyję Txx dla górnej strony (gdzie znajduje się MCU) i Bxx dla dolnej strony. Jeśli nie masz pewności, gdzie lutować rzeczy, zapoznaj się z tymi zdjęciami.

Krok 2: Przetestuj swoje komponenty

Zanim zaczniesz, upewnij się, że Twoje części są w dobrym stanie, zwłaszcza mikrokontroler i wyświetlacz. Ponieważ części będą stłoczone w małych przestrzeniach, wykończenie ich, a następnie uświadomienie sobie, że Twój wyświetlacz nie działa, jest ostatnią rzeczą, której chcesz, więc najpierw je przetestuj!

Krok 3: Zaprogramuj mikrokontroler

Program

Program dla mikrokontrolera jest dość prosty i składa się z następujących kroków:

• Ustaw szpilki nisko dla pierwszej litery.
• Opóźnij trochę
• Ustaw wszystkie styki wysoko, aby wygasić wyświetlacz (opcjonalnie)
• Opóźnij trochę
• Ustaw szpilki nisko dla drugiej litery.
• Wypłukać i powtórzyć

Załączam kod, którego użyłem. Możesz go skompilować za pomocą kompilatora XC8 na MPLAB X. Jednak ponieważ użyłem PA0 dla segmentu A, będziesz musiał wyłączyć UPDI za pomocą bitu fuse, aby działał (wyjaśnienie poniżej).

Wybór odpowiednich portów

Teraz musisz wybrać, których portów mikrokontrolera użyć. Standardowo dla mikrokontrolera z 14 pinami będzie jeden port 8-bitowy i jeden port 4-bitowy. Ponieważ wyświetlacz 7-segmentowy ma 8 pinów katodowych (w tym kropka dziesiętna), korzystanie z portu 8-bitowego jest najwygodniejsze, ponieważ można użyć bezpośredniego dostępu do portu, aby ustawić wartość portu za pomocą jednego polecenia.

Uwaga 1: Ślady krzyżowe

Wybór może się jednak różnić ze względu na pinout mikrokontrolera i prowadzenie przewodów między MCU a wyświetlaczem. Aby praca była najłatwiejsza, chcesz mieć jak najmniej śladów krzyżowych.

Na przykład w ATTINY414 port 8-bitowy to PORTA. Jeśli przypisałeś PA0 do segmentu A, PA1 do segmentu B i tak dalej, ilość śladu krzyżowego wynosi 1 (segment F i G), co jest dla mnie do zaakceptowania.

Wskazówka: Jedna strona płyty może bezpiecznie pomieścić pięć rezystorów 1/4 W.

Uwaga 2: alternatywne funkcje pinów

W niektórych przypadkach, jeśli piny na porcie, którego chcesz użyć, mają alternatywne funkcje, takie jak piny programujące, te piny nie będą działać jako piny GPIO, dlatego być może będziesz musiał ich unikać lub całkowicie wyłączyć programowanie, wybór należy do Ciebie.

Na przykład w ATTINY414 pin do programowania UPDI znajduje się na pinie A0 w PORTA. Jeśli użyjesz tego portu jako wyjścia, nie będzie on działał, ponieważ port będzie używany jako UPDI zamiast GPIO. Masz tutaj 3 opcje z ich zaletami / wadami:

• Wyłącz UPDI przez fuse bity: Nie będziesz mógł ponownie zaprogramować urządzenia, chyba że użyjesz 12V do ponownego włączenia funkcji UPDI (niestety zrobiłem to, ale nie musisz).
• Używaj tylko PA7-PA1: Nie będziesz w stanie użyć tutaj kropki dziesiętnej, chyba że użyjesz również PORTB do pomocy, ale nadal będziesz mieć dostępne programowanie (najlepsza opcja).
• Użyj PORTB, aby pomóc: Dłuższy kod, ale działa również, jeśli pinout jest zbyt nieporządny w przeciwnym razie.

Wskazówka: Spróbuj wybrać mikrokontroler z mniejszą liczbą pinów programujących, ATTINY414 używa UPDI, który używa tylko 1 pinu do komunikacji, dzięki czemu masz więcej dostępnych pinów GPIO.

Programowanie urządzenia

Jeśli masz gniazdo do programowania urządzenia SMD, możesz je zaprogramować przed przylutowaniem MCU do płytki zaciskowej. Ale jeśli nie, najpierw lutowanie może pomóc w programowaniu. Przebieg może się różnić. W moim przypadku podłączam PICKIT4 do jednej płytki zaciskowej, a następnie używam palca, aby docisnąć MCU do płytki. Działa, ale niezbyt dobrze (gniazdo programistyczne jest teraz na mojej liście życzeń).

Krok 4: Przylutuj mikrokontroler

Na tym etapie nie ma nic wymyślnego. Musisz przylutować mikrokontroler do płytki zaciskowej. Na Youtube jest mnóstwo samouczków na temat lutowania części SMD. Podsumowując, najważniejsze są:

• Czysta końcówka lutownicy
• Odpowiednia ilość lutowia
• Właściwa temperatura
• Dużo strumienia
• Dużo cierpliwości i praktyki

Ważne: Pamiętaj, aby przylutować pin 1 MCU do pinu 1 płytki zaciskowej!

Teraz, gdy MCU jest przylutowane do płytki, możemy przejść do następnego kroku.

Krok 5: Przylutuj kondensator

W elektronice obowiązuje zasada, że jeśli w obwodzie masz układ scalony, dodaj jeden kondensator 100 nF w pobliżu jego pinów zasilania, i nie jest to wyjątkiem. Ten kondensator nazywa się kondensatorem odsprzęgającym i sprawi, że twój obwód będzie bardziej stabilny. 100nF to ogólna wartość, która działa z większością obwodów.

Musisz przylutować kondensator jak najbliżej styków Vcc i GND MCU. Nie ma tu dużo miejsca, więc po prostu przycinam jego nogi na wymiar i lutuję bezpośrednio do nóg MCU.

Krok 6: Czyszczenie topnika 1

Podczas lutowania topnik jest niezbędny. Pozostawienie go na płytce po lutowaniu nie jest dla Ciebie dobre, ponieważ może powodować korozję płytki. Pozostały topnik można rozpuścić za pomocą alkoholu izopropylowego. Jednak musisz również zetrzeć topnik z płytki, zanim alkohol wyparuje, w przeciwnym razie lepki topnik pokryje teraz całą płytkę.

Ta technika, której używam, działa całkiem dobrze: umieść deskę bokiem na bibułce, a następnie zamocz płaski pędzel w alkoholu i szybko "pomaluj" alkohol na desce w dół do bibuły. Na bibułce pojawi się żółty topnik. Aby mieć pewność, że większość topnika zostanie usunięta, sprawdź, czy twoja płyta nie jest lepka i czy kałuże topnika wokół połączeń lutowniczych w większości zniknęły. Zobacz zdjęcie powyżej, aby uzyskać więcej informacji.

Powód tego czyszczenia: Aby wyczyścić mikrokontroler. Później będzie znacznie trudniej dotrzeć do tej części.

Krok 7: Przylutuj 7-segmentowy wyświetlacz

Teraz złamiemy zasady dotyczące lutowania w pierwszej kolejności urządzeń o najniższym profilu i zaczniemy od 7-segmentowego wyświetlacza. W ten sposób mogliśmy po prostu przylutować rezystory do nóg 7-segmentowego wyświetlacza.

Ponieważ mamy teraz bardzo ograniczoną ilość wolnych otworów na płycie, odetniemy dolny wspólny pin anody wyświetlacza, aby zrobić miejsce dla ujemnego pinu uchwytu baterii. Następnie lutuj normalnie. Wystarczy odgiąć lekko nóżki wyświetlacza, przytrzymać go na miejscu (przydatna może być taśma maskująca) i przylutować go na górnej stronie płytki.

Krok 8: Przylutuj rezystory od spodu

Następnym krokiem byłoby przylutowanie rezystorów na spodniej stronie płytki. Zanim zaczniemy, umieść dwustronną taśmę lub naklejkę na podkładkach TSSOP, których nie używaliśmy, aby zapobiec zwarciu.

Teraz, gdy klocki są zakryte, wyjmij rezystory i zacznij zginać ich nogi. Łączą się między nogami MCU (LEWA strona płyty) i nogami wyświetlacza (PRAWA strona płyty). Upewnij się, że nie stykają się ze sobą i są między nimi wystarczające odstępy.

Wskazówka: Twoja tablica typu breakout może mieć wywiercone w niej otwory. Są to wygodne miejsca do przyczepienia breloczka. Upewnij się, że jeden z tych otworów nie jest zakryty nóżkami rezystorów.

Krok 9: Przylutuj rezystory od góry

Jeśli nie możesz umieścić każdego rezystora na spodzie płyty, być może będziesz musiał umieścić trochę na górnej stronie. Ponieważ mikrokontroler również znajduje się po tej stronie, będziesz musiał obkurczać nogi rezystorów, aby nie dotykały mikrokontrolera. Pozostałe procedury pozostają takie same jak w ostatnim kroku.

Krok 10: Przylutuj przełącznik

Kolejną częścią do lutowania jest przełącznik suwakowy, który włącza i wyłącza zasilanie. Używam tutaj przełącznika suwakowego 1P2T.

Ponownie ze względu na ograniczoną ilość otworów, odetnij jeden boczny bolec wyłącznika

Następnie przylutuj pozostały boczny pin przełącznika. Kołek środkowy pozostaw nielutowany.

Krok 11: Przylutuj przewody i zworki

W zależności od projektu możesz mieć mniej lub więcej przewodów do lutowania. W moim projekcie są 2 przewody (przewody zasilające dla MCU) i 2 zworki (zasilanie wyświetlacza i dodatkowe mostkowanie dla MCU).

Po prostu przylutuj je poprawnie i gotowe.

Krok 12: Czyszczenie topnika 2

Powód tego czyszczenia: Nie będziemy już mieli dostępu do dolnej części po przylutowaniu uchwytu baterii, dlatego musimy teraz wyczyścić.

Krok 13: Przylutuj uchwyt baterii + wszelkie dodatkowe zworki

To ostatnia i najtrudniejsza część do lutowania. Nie mamy wystarczającej ilości wydzielonych otworów na uchwyt baterii, więc przylutujemy to w następujący sposób: Zacisk dodatni dzieli otwór z nogą przełącznika, którą zostawiliśmy nie lutowaną (krok 10), a zacisk ujemny wchodzi w pozostawiony przez nas otwór odcięcie nóżki wyświetlacza (krok 7).

Następnie, jeśli masz dodatkowe zworki do przylutowania, przylutuj je teraz. Do mojego projektu został mi jeszcze jeden zworka bo musi łączyć się z ujemnym pinem uchwytu baterii.

Zobacz zdjęcie po więcej szczegółów.

Krok 14: Czyszczenie topnika 3

Powód tego sprzątania: Ostateczne sprzątanie.

Krok 15: Testowanie + końcowa korekta

Zanim włożymy baterię, upewnij się, że żadne nogi nie stykają się ze sobą, odetnij nadmiar przewodów, sprawdź lutowanie. Po wykonaniu tych czynności możesz włożyć baterię, włączyć ją i powinna działać poprawnie.

Jeśli nie, sprawdź ponownie wszystkie luty i może sprawdź, czy program mikrokontrolera jest poprawny.

Krok 16: Produkt końcowy

Gratulacje! Stworzyłeś własne spersonalizowane bibeloty! Podziel się tym ze mną tutaj i ciesz się!