TinyDice: מחשבי PCB מקצועיים בבית עם חותך ויניל: 10 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:12

מדריך זה מורכב ממדריך שלב אחר שלב המתעד שיטה לייצור PCB באיכות מקצועית בבית באמצעות חותך ויניל בצורה אמינה, פשוטה ויעילה. שיטה זו מאפשרת ייצור PCB עקבי ואיכותי בבית עם מעט חומרים נפוצים ובזמן קצר מאוד. כאשר כל הקבצים מוכנים, כל התהליך יכול להתבצע תוך מספר שעות.

נושא המדריך, זעיר קוביות:

לצורך מדריך זה, התהליך יוצג בהפקה של חבילה של 3 זעיר קוביות, מארז אלקטרוני המבוסס על המיקרו -בקר atTiny85 עם תוכנת חידוש תוכנה המאפשרת שליטה על 9 נוריות עם 4 סיכות ו -4 נגדים בלבד. זוהי גרסה משופרת של tinyDice המקורית שלי (2014), וכל קבצי המקור הנדרשים להוראה זו זמינים להורדה כחבילה דחוסה על שלב האספקה.

מקור השיטה:

כחובב אלקטרוניקה, היה לי נתח ניכר שלי בהכנת PCB בעבר, אך רוב השיטות הביתיות אינן אמינות יתר על המידה, כמו שיטת העברת הטונר, או שהן מורכבות ומעייפות מדי, כמו שיטת נתב CNC או UV שיטת פוטורסיסט (שסיפרתי בעבר על ה- tinyDice המקורי). בנוסף, האיכות הסופית של המוצרים נוטה להיות גרועה למדי, במיוחד אם אתה מנסה ליישם מסכות הלחמה UV.

מתוך החוויות הלא מספקות האלה, החלטתי לבחון שיטות חלופיות ליצירת PCB בבית. כפי שהתחלתי לאחרונה להתנסות בחותך ויניל שולחני, עלה בדעתי שחותמת ויניל יכולה להוות מסכה מצוינת ואמינה לתחריט PCB. במחקר המקוון הראשוני לא מצאתי אזכורים של אנשים שמשתמשים בחותמות ויניל לייצור PCB, מה שהפתיע אותי מכיוון שזה נראה סביר מאוד. זה הניע אותי להתנסות בתהליך ולברר אם הוא יכול לפעול בצורה אמינה ויעילה להעברת עקבות PCB מהמחשב לנחושת.

פיתוח התהליכים:

יצירת עקבות נחושת נקיים ועקבית ב- PCB ביתי היא כשלעצמה הישג, אך על מנת ש- PCBs יפעלו כראוי ויחזיקו מעמד זמן רב, הם דורשים מסכת הלחמה כלשהי, שמונעת גשרי הלחמה לא רצויים ומגנה על עקבות הנחושת מפני קורוזיה. באופן מסורתי, מסכת ההלחמה המשמשת היא בצורת שרף הניתן לריפוי UV, שבפועל די קשה לעבוד איתו.

במקור, התכוונתי להשתמש בחולי ויניל בעקיפין כמסכה לריפוי מסכת הלחמה UV. עם זאת, בכמה ניסיונות, לא הצלחתי לגרום למסכת ההלחמה UV לרפא בצורה מהימנה רק במקומות המיועדים, ואף פעם לא הצלחתי ליצור שכבה דקה ואחידה מספיק, מה שבסופו של דבר גרם לחבורה של לוחות הרוסים. כך ביטלתי את הרעיון הזה ועלה לי בראש שאולי גם חותמת יכולה לשמש כמסכת הלחמה, למרות שזה בהחלט לא יכול להיות ויניל, כיוון שזה לא יעמוד בחום של הלחמה חוזרת.

מתוך מחשבה זו הסתכלתי על סרט הקפטון, שהוא דבק, דק ומבטיח להתנגד לטמפרטורות גבוהות מספיק להלחמה. קלטת קפטון נמכרת בלחמניות, אך עלה בדעתי שאם היא הייתה מורחת על גבי גבי ויניל קונבנציונאלי, ניתן לחתוך אותה ישירות על חותך הויניל ולהשתמש ישירות כחותמת. מהניסוי הראשון של זה, ניכר שהקלטת קפטון התנהגה בצורה מבטיחה למדי על חותך הוויניל, אם כי כל החיתוכים שחלפו על פני בועות קטנטנות היו משוננים או לא שלמים, ולכן המפתח לחותמות קפטון מושלמות היה החלת הקלטת בצורה מושלמת על גיבוי ויניל מבלי לאפשר לאוויר להילכד מתחת. זה בהתחלה היה די מסובך, מכיוון שקפטון הוא דק ודביק מדי, אבל כשניסיתי להניח אותו באמצעות כרטיס פלסטיק רגיל הבנתי שאפשר לעשות את זה בצורה מושלמת ובקלות בקלות.

באמצעות ניסויים איטרטיביים אלה צפיתי גם בכמה מהמגבלות המעשיות של התהליך, מה שקשור למייל כי מסכת הנחושת היא חותמת במקור. מגבלות אלה התפתחו למכלול של הנחיות עיצוביות להפוך תהליך זה לאמין.

שלב 1: חומרים, ציוד וכלים

חומרים:

• PCB ריק 5 x 10 ס"מ
• 10 x 15 ס"מ ויניל דבק עצמי
• סרט קפטון ברוחב 50 מ"מ
• סרט העברת ויניל בגודל 10 על 15 ס"מ

אספקה:

• מכשיר חמצן כלורי
• אלכוהול איזופרופיל
• הדבק הלחמה
• נימה PETG (למארז מחזיק המפתחות)

כלים:

• חותך ויניל שולחני (אני משתמש ב- Silhouette Cameo 3, אבל כל מכונה בסיסית תעבוד)
• תחנת עיבוד אוויר חם (לא הכרחית אך מועילה)
• מלחם
• כרטיס פלסטיק (תעודה מזהה ישנה או כל סוג אחר)
• USBtinyISP או Arduino כספקית אינטרנט
• חותך אקרילי ידני (יכול להיות תוצרת בית מקטע של להב מסור ישן)
• נייר זכוכית מחוספס 220 & 400
• מדפסת תלת מימד (אופציונלי, רק לייצור מארז מחזיקי המפתחות)

תוֹכנָה:

• סטודיו Silhouette (או שווה ערך למותגים אחרים של חותכי ויניל)
• EAGLE CAD (לא חובה אם אינך מתכוון לשנות את העיצוב)
• Photoshop או כל עורך תמונות (לא נדרש אם אינך מתכוון לשנות את העיצוב)
• Arduino IDE + atTinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r או כל תוכנת הדפסה תלת מימדית אחרת.

• חבילת משאבי tinyDice, (זמינה להורדה בשלב זה כקובץ RAR)

רכיבים:

עבור כל קובייה זעירה 85:

• 9x 3528 נוריות SMD (בכל צבע, מומלץ בכל זאת)
• 1x attiny85 (SOIC)
• נגדים של 4 x 33 אוהם 0805 (ערך מדויק אינו קריטי, השתמש בערך דומה אך בכל זאת!)
• 1 כפתור לחיצה SMD
• קליפ סוללה CR20XX 1x
• סוללה אחת CR2032

לג'יג התכנות:

• 6x סיכות פוגו
• 1x 2x3 כותרת גברית (עבור ספק שירותי אינטרנט)
• 1x כותרת זכר 2x1 (למקור VCC חיצוני)
• וסת LDO AMS1117 3.3v (SOT-23)

שלב 2: הכינו את כל המדבקות

לתהליך זה של ייצור PCB בבית, מדבקות מעורבות בשלושה שלבים; כמסיכה לחריטת חיפוי הנחושת, כמסיכת הלחמה להגנה על עקבות והגבלת הלחמה, וכסטנסיל למריחת משחת הלחמה על הרפידות. על מנת לייעל את התהליך עד כמה שניתן, ניתן להכין את כל המדבקות בישיבה אחת.

הכנת הקבצים לחיתוך:

אם אינך מתכוון לשנות את העיצוב, תוכל להשתמש ישירות בתמונות המוכנות או בקובץ Silhouette Studio עם כל המדבקות. אם אתה משתמש בעיצוב אחר בצע את הפעולות הבאות להכנת הקובץ לחיתוך:

מכיוון שרוב תוכנות החותך הוויניל החינמיות פועלות עם תמונות, עלינו לייצא את העיצוב מ- EAGLE כתמונה ברזולוציה גבוהה. לשם כך, תחילה הסתר את כל השכבה מלבד TOP ו- VIAS, ולאחר מכן ייצא את החלונית כתמונה ב- MONOCHROME ולפחות 1500 dpi. לאחר מכן, חזור על התהליך אך רק עם שכבת Tstop, על מנת לקבל רק את הרפידות.

ברגע שאתה מייצא את התמונות, מומלץ לבצע קצת ניקוי בפוטושופ כדי להגביר את האמינות של התהליך. עבור התמונה העוטה נחושת, זה מורכב ממחקת כל אזורי נחושת מבודדים קטנים או חיבורם לאזורים גדולים יותר, מחיקת מרכז כל החורים דרך הגדלת המרווח סביב תרמי. עבור תמונת הרפידות, עליך להתאים אותן על פני צורה שחורה המציפה מעט את כל נחושת.

לאחר מכן, ייבא את התמונות לתוכנת חותך הוויניל, עקוב אחר אותן והקנה אותן לגודל של 100 על 100 מ מ. אחד היתרונות של התקנת לוח PCB הוא שיש לך התייחסות עקבית להרחבתם כראוי ללא קשר לרזולוציה.

הכנת קלטת קפטון לחיתוך:

קלטת קפטון היא חומר מצוין, אולם על מנת להשתמש בה כמדבקה עלינו להניח אותה תחילה על תומך שטוח. לשם כך ננצל את הגיבוי מקלטת העברת הוויניל, לכן קילפו את הפטה והניחו אותו בצד, ודאגו לשמור על ניקיון. לאחר מכן, פרש קטע קלטת והנח אותו בזהירות על גבי נייר השעווה בעזרת כרטיס פלסטיק כמגב כדי להבטיח שלא יישארו בועות כלואות מתחת. אני ממליץ להכין יותר ממה שאתה מצפה לנצל, מכיוון שכמה מדבקות אולי לא ייצאו בצורה מושלמת.

חיתוך המדבקות:

לאחר שיש לך את כל המדבקות ועקבות אותן בתוכנת חותך הוויניל, המשך להניח את חומר הוויניל הדביק על פינת מחצלת החיתוך ולהניח את סרט הקפטון המגובה בפינה אחרת.

לאחר מכן, על התוכנה, הניחו רק את עיצובי השבלונה של ציפוי הנחושת והדבקת הלחמה על האזור המתאים לוויניל והגדר את פרמטרי החיתוך ל: מהירות 3, עומק להב 1, לחץ 8. שלח את העבודה לחיתוך ותן למכונה לעשות זה דבר.

לבסוף, הזז הצידה את העיצובים שהיו בשימוש בעבר והנח רק את עיצוב מסכת ההלחמה על פני השטח המתאים לקלטת קפטון. הגדר את פרמטרי החיתוך ל: מהירות 1, עומק להב 1, לחץ 3. המשך לשלוח את העבודה למכונה ולאחר שסיימת בזהירות הסר את הוויניל הדביק ואת חומרי קפטון ממזרן החיתוך. היזהר שלא ליצור קמטים חדים בעת קילוףם.

עשיית המדבקות:

על מנת להעביר את מדבקות הוויניל ל- PCB עלינו להשתמש בסרט העברת ויניל על מנת להבטיח שכל האזורים יועברו למקומם. כדי שנוכל להעביר רק את קטעי החותמת המיועדים, עלינו להסיר את כל האזורים הלא רצויים לפני החלת סרט ההעברה. לשם כך השתמש בחותך והרם בזהירות פינה של האזור הלא רצוי. דחוף את החותך למטה ולחץ על הוויניל על הלהב כדי שידבק. לאחר מכן, משוך את החותך משם והעודף צריך להתחיל להתקלף. בהתאם לעיצוב, כל האזורים הלא רצויים עשויים לצאת כמקשה אחת. לאחר שהשכנו את העשב, הניחו את סרט ההעברה רק מעל המדבקות המחופות בנחושת וזרקו את כל העודפים. בשלב זה מדבקות הוויניל מוכנות לשימוש. מדבקות הקלטת הקפטון הן חלק אחד כך שניתן להעביר אותן ישירות ללא סרט ההעברה.

שלב 3: חרוט את ציפוי הנחושת

זהו השלב החשוב ביותר בתהליך, שכן איכות עקבות הנחושת תקבע את אחוזי ההצלחה של תוצרי הקצה. אם נעשה בזהירות זה יכול להיות 100%.

העברת מדבקת CLAD לנחושת:

על מנת להבטיח תוצאות נקיות ואמינות, תחילה עליך להסיר את ה- PCB הריק עם אלכוהול איזופרופיל. אם החומר ישן, מומלץ לשייף היטב את המשטח בעזרת נייר זכוכית גרוס 320-400 על ידי עיגולים קטנים בכל הלוח.

לאחר ניקוי מלא, הגיע הזמן להעביר את המדבקה לנחושת. לשם כך, ראשית קילפו פינה של סרט ההעברה ולאחר מכן הניחו את המדבקה הפוכה על שולחן נקי. לאחר מכן, המשך לקלף לאט את הנייר מההעברה על ידי קמט חד ומשוך לאורך השולחן. בדרך זו אפילו הרפידות הקטנות צריכות להידבק על ההעברה ולא להישאר על הנייר. אל תדאג אם אחד או שניים רפידות נשארים מאחור, אתה יכול למקם אותם ידנית מאוחר יותר.

לאחר מכן, החזק את העברת הוויניל בעזרת המדבקה בקצות האצבעות שלך (הדבק אותן בקצה עד לקצה מאוד) ויישור את המדבקה לאט על הלוח לפני הנחתה. לאחר היישור, הניחו אותו על הנחושת ולחצו עליו קלות כלפי מטה בעזרת האצבעות FORM THE CENTRE OUT, על מנת למנוע בועות כלואות. לאחר מכן, השתמש בכרטיס פלסטיק כדי לסחוט את כל המשטח על מנת להבטיח שהוויניל נדבק חזק לנחושת. המשך לקלף את סרט העברת הוויניל מהנחושת המחופה באותו אופן שבו קילפת את גב הנייר, והנח ידנית את כל הרפידות שנותרו מאחור. אם המדבקה אינה מכסה את כל הריק, תוכל לכסות את כל השטחים הנותרים בנייר דבק שקוף כדי להימנע מחריטת עודפי נחושת ושימוש יתר במצרכים שלך.

חריטת חיפוי נחושת:

לצורך תהליך התחריט תדרשו 2 מכולות מלבניות בסגנון טופרוור, מקל עץ קטן ותכשיר החמצן כלוריד.

הלוח המוכן עם חותמת CLAD כמעט מוכן לצריבה, אך חשוב מאוד לנקות אותו שוב עם אלכוהול איזופרופיל כדי להסיר שאריות מסרט ההעברה ולהבטיח תחריט אחיד ומלא, ללא שאריות נחושת לא רצויות.

כדי להכין את כלכלת החנק לצריבה, שופכים אותו לאחד המיכלים עד למחצית המלאה, ומוסיפים כ- 30% יותר מים. בשלב זה הפתרון מוכן לחריטה, אולם ניתן לחמם אותו במיקרוגל. למשך 15 שניות לפני הצבת הלוח על מנת להאיץ את תהליך התחריט.

לבסוף, הכניסו את הלוח לתוך כלוריד הברזל והניחו לו לשקוע. התהליך יכול להימשך זמן מה, אך חשוב לחזור כל 10 עד 15 דקות כדי לערבב את הפתרון ולבדוק את ההתקדמות. עבור פשוט השתמש בעץ גרוטאות קטן כדי להגיע ללוח והטה אותו פנימה והחוצה מהפתרון כמה פעמים. זה יזיז את הפתרון כדי להבטיח שהוא מגיב באופן אחיד ומאפשר לך לראות כמה מהנחושת הוסרה. המשיכו לעשות זאת עד שלא תראו עוד נחושת חשופה, אך אל תשאירו אותו זמן רב יותר מכיוון שהחומר עלול להתחיל לפרוץ מתחת למדבקה ולפגוע בעקבות. בינתיים, השאירו את המקל על המיכל השני כדי למנוע כתמים בתמיסת החומר, מכיוון שהוא נוטה מאוד לכתמים ויש לו גם ריח ברזלי חזק מאוד.

לאחר סיום, הסר את הלוח מהתכשיט ושטוף אותו היטב עם הרבה מים וסבון. לאחר מכן, תפס משפך או צור אחד באמצעות דף פלסטיק, ותקן אותו על בקבוק PP ריק כדי לשחזר ולאחסן את החומר. לעולם אל תזרקו כלוריד ברזל דרך הניקוז, עשו בו שימוש חוזר ככל האפשר וזרקו אותו על ידי הניחו לו להתייבש, ואז השליכו אותו כמוצק.

התחריט הוא השלב הרב ביותר של התהליך. אם זה נעשה עם Ferric Chloride טרי, זה עשוי להתבצע תוך פחות משעה, עם זאת, עם אספקה של שימוש חוזר זה יכול לקחת עד 4 שעות עד להשלמתו, לכן היו סבלניים ובדקו מדי פעם.

שלב 4: חותכים ומשייפים את הקוביות

יתרון בלוחות PCB בלוח הוא שאתה יכול להשתמש בלוח כמדריך לחיתוך, ובנוסף קל יותר לטפל בלוח גדול יותר. על מנת להפריד את הלוחות ולהעניק להם גימור נכון, תחילה עלינו לחתוך אותם ולשייף את הקצוות והפינות.

לא ניתן לבצע את חיתוך הלוח באמצעות חותך רגיל, מספריים או מסורים, מכיוון שתהליכים אלה כמעט בוודאי ייכשלו או יזיקו ללוחות. לצורך חיתוך נשתמש בכלי טופר פשוט אשר מגרד בהדרגה שכבות בכל מעבר, ומגלף חריץ לאורך כל הדרך. להבים אלה נמכרים באופן מסחרי כחותכי אקריליק, אך יכולים להיות גם תוצרת בית מכמה להבי מסור פרוסות שבורים. רצוי לחדד מחדש את הלהב במהלך התהליך שכן לוחות פיברגלס מבלים את הקצה במהירות. אין צורך לחתוך עד הסוף, רק את רוב הדרך, ולאחר מכן, פשוט לנתק כל פיסה.

לאחר החיתוך הקצוות די מחוספסים ולא אחידים, לכן עלינו לשייף אותם היטב עם 240 נייר זכוכית חצץ ולאחר מכן עם כ -400 גריסים לקבלת חלקות נוספת. הקפד לעגל גם את הפינות על ידי ביצוע צורת חיפוי הנחושת.

לבסוף, השתמש בחותך כדי לקלף בזהירות את המדבקות מהלוחות. ניתן לעשות זאת לפני החיתוך, אך המדבקות מסייעות בהגנה על הנחושת בתהליך החיתוך.

שלב 5: החלת מדבקות מסכת הלחמה של קפטון

כעת, עם הלוחות החתוכים, אנו כמעט מוכנים להרכיב את המעגל, אולם על מנת להבטיח כי עקבות הנחושת מוגנים לטווח ארוך וההלחמה נשארת רק היכן שצריך, אנו דורשים מסכת הלחמה, המיוצרת באופן חמוד באמצעות שרפים לריפוי UV.. התהליך המסורתי די רעיל, מבולגן ולא אמין, ולכן יש צורך בחלופה מעשית יותר לייצור ביתי.

במקרה זה, אנו מנצלים את סרט הקפטון כמסיכת הלחמה בשל עמידותו בטמפרטורה גבוהה ותכונות הדבקה עצמית. כדי להעביר את המדבקות ל- PCB נשתמש שוב בחותך כתמיכה. לפני העברת המדבקות, נקו היטב את ה- PCB עם אלכוהול משפשף כדי להסיר כל גריז או שאריות מהוויניל. לאחר מכן, המשך להרים בזהירות את מדבקת קפטון מנייר הגיבוי עם החותך (ראה תמונה 2). לשם כך, הרם תחילה פינה קטנה של המדבקה עם החותך ולחץ עליה על הלהב בכדי לגרום לה להידבק, ולאחר מכן משוך לאט את החותך מהנייר מבלי לקמט בקצה החדה עד שכל המדבקה יורדת מהנייר ונשאר תקוע על הלהב.

לבסוף, חשוב לוודא שהמדבקה מיושרת כראוי עם הרפידות לפני הצמדתה למקומה, לכן העבירו אותה בעדינות מעל הלוח עם החותך והברישו אותה קלות על הלוח כמה פעמים, הדבר יטען אותו בסטטי וייצור הוא צף על פני השטח, מה שיאפשר לך להתאים את המיקום לפני לחיצה עליו במקום. אם החותמת נדבקת בטרם עת, קילפו אותה בזהירות מהקרש כשקלפתם אותה מהנייר וחזרו על היישור. לאחר היישור הנכון, לחץ עליו בחוזקה על הלוח המודרני בעזרת האצבעות וקלף בזהירות את החותך מהמדבקה כדי לסיים להגדיר אותו. לאחר מכן, נקה שוב את הלוחות באלכוהול ועכשיו ה- PCBs הסתיימו רשמית. ניתן להשתמש בהם מיד או לאחסן אותם מאוחר יותר.

שלב 6: מרכיבים את הקוביות: מריחת משחת הלחמה

היתרון במעגלי SMD הוא שניתן להלחם אותם בעזרת הדבק בצורה אמינה ומהירה מאוד באמצעות סטנסיל פשוט ליישום רק על הרפידות, שניתן לעשות בהן שימוש חוזר לכל מספר יחידות. שבלונות SMD קונבנציונאליות מיוצרות בפלדה ולכן הן די יקרות ולא מעשיות לאב טיפוס, אולם השבלונה יכולה להיות עשויה גם ממדבקות ויניל. לשם כך, אנו משתמשים הן בגרסה המקורית והן בגרסת המראה של המדבקה ליצירת שבלונה פלסטית שאינה דבקה לעצמה.

משחת הלחמה מכילה הרבה שטף ולכן היא מפחיתה משמעותית בעת הזרמה חוזרת. לפיכך, עלינו למרוח שכבה עבה מספיק כדי להבטיח שהמפרקים יתמלאו כהלכה בהלחמה. על מנת ליצור את השבלונה בעובי הנכון, עלינו לשכב 4 מדבקות ויניל יחד. בצע זאת בזהירות כדי לוודא שהחורים מיושרים לחלוטין לאורך כל הדרך.

לאחר מכן, בנה גבול קטן סביב לוח אחד מתוך PCB גרוטאות או כל חומר אחר באותו עובי והצמיד את השבלונה בצד אחד כדי לשמש כציר, להבטיח יישור נכון של השבלונה על הרפידות (ראה תמונה 2).

לבסוף, בעזרת כל סוג של כלי קצה ישר, תפסו מעט משחת הלחמה והתחילו לפזר אותו על פני השבלונה עד שכל החורים מלאים, וגרדו את השאר אל תוך הבקבוק בעזרת אותו כלי. אל תיגע ישירות במשחת הלחמה, מכיוון שהיא מכילה עופרת, שכדאי להימנע ממנה. אל תדאג אם אתה נוגע בו, פשוט נקה אותו היטב.

הרם את השבלונה והסר את הלוח מהג'יג. חזור על התהליך עבור כל הלוחות שאתה מתכוון להרכיב. כעת הלוחות מוכנים לאכלוס והלחמה.

שלב 7: אוכלוסייה והלחמה מחדש

עם הדבק הלחמה על הלוחות, הגיע הזמן לאכלס את כל הרכיבים.לשם כך, השתמש בכמה פינצטות דקיקות והנח בזהירות כל רכיב על רפידותיו, וודא כיוון והתאמה נכונים (ראה תמונה 2). קח את הזמן שלך לעשות את זה ולתקן את כל הטעויות. לאחר שמניחים את כל הרכיבים, הפעל את כלי הזרמת האוויר והתחל בהדרגה לחמם מראש את כל הלוח על ידי ריחוף במעגלים מעליו (ראה תמונה 3). לאחר מכן, המשך לכוון את האוויר החם ישירות מעל כל כרית עד שהם יזרמו במלואם (תמונה 4). כאשר אתה מסיים לשקף מחדש, הגיע הזמן להוסיף את קליפ הסוללה. לשם כך, מקדחים את מרכזי 2 הרפידות העגולות והגדולות יותר ומניחים את תפס הסוללה בצד התחתון של הלוח. רצוי להדביק גם את קליפ הסוללה ללוח בעזרת אפוקסי כדי להפיג כל לחץ מסיכות החשמל מכיוון שהקליפ יחזיק את הלוח על המארז. בשלב זה ה- PCB מורכב במלואו ומוכן לתכנות.

שלב 8: הדפס תלת מימד את מארזי מחזיקי המפתחות

המארזים המודפסים בתלת מימד הם אופציונליים אך מומלצים ביותר, מכיוון שהם מוסיפים הרבה אופי לחפץ על ידי הפיכתו למחזיק מפתחות, תוך הגנה על הקובייה. חובה להדפיס אותם ב- PETG על מנת להבטיח עמידות גבוהה, שכן סביר להניח ש- PLA יישבר מהר מאוד. הכנתי שתי גרסאות של המארז, אחת עם גב חלול להסרת הסוללה ואחת עם הלוגו שלי על הגב, ששומר על הסוללה מאובטחת ומוסתרת. מכיוון שהמעגל צורך מעט מאוד אנרגיה, ניתן ללכוד את הסוללה בתוך המארז. בלי שום בעיה.

כדי להרכיב את המארז, פשוט לחץ על התאמת הסוללה על ההדפסה התלת-ממדית עד שהלוח ישר עם הקצה. בהתאם לקליפ הסוללה המדויק שלך, ייתכן שיהיה עליך לשייף אותו מעט או להגדיל את גובה המארז כדי לוודא שהוא מתאים עד הסוף, לכן הקפד לבדוק לפני ההרכבה. אולם במידת הצורך ניתן לפתוח את המארז על ידי משיכת הלוח לאט החוצה מסביב לקצה.

שלב 9: בצע ג'יג תכנות

כעת הקוביות הקטנות מורכבות במלואן, אולם עלינו לתכנת אותן כדי לגרום להן לעשות כפי שהן צריכות. לשם כך, אנו משתמשים במתקן סיכות פוגו אשר יוצר קשר עם כל רפידות התכנות שעל הלוח ומתחבר למתכנת ספקי אינטרנט, שיכול להיות USBtinyISP או כל ארדואינו כ- ISP. ל- tinyDice יש את כל סיכות התכנות הזמינות ברפידות עם מרווח רגיל של 100 מיל (2.54 מ מ), על מנת לאפשר הרכבה של הג'יג על לוח מחורר סטנדרטי. עקוב אחר תרשים החיבור כדי לקשר כל סיכת פוגו לכותרת ספק האינטרנט. למטרות פיתוח, הכנתי ג'יג כפול המשמש גם ללוח אחר שעליו אני עובד ושילבתי וסת LDO כדי להימנע מריקון הסוללות בזמן הבדיקה, אך לתכנות חד פעמי נוכל לנצל את הכוח הישר מהסוללה.

tinyDice נועדו לפעול על 3 וולט, כך שתכנותם ב -5 וולט מהווה את הסיכון לפגוע בסיכות ה- IO של המיקרו -בקר, הלדים או אפילו המתכנת כיוון שיותר זרם יימשך דרך נגדי הגבלת הזרם של ה- LED. לכן, על מנת לתכנת את השבב מבלי לפגוע בשום דבר, עלינו לנצל את המתח המקורי שלו מהסוללה. אם אתה משתמש ב- USBtinyISP, פשוט הסר את מגשר החשמל שלו, שיניע את מחליף ההיגוי הפנימי מהסוללה של הקטן, ואם אתה משתמש בארדואינו, פשוט השאר את הכוח ללא חיבור להפעיל רק את הקוביות עם הסוללה, והוסף נגדה מסדרת 5k. לכל שורת נתונים.

שלב 10: תכנות הקוביות

לתהליך התכנות, הרכיבו בזהירות את הג'יג מעל הקוביות באמצעות עמידות והבטיחו שכל סיכות הפוגו נלחצות כראוי על הרפידות המתאימות. היזהר ואל להחליק את הקובייה מתחת לסיכות מכיוון שקל מאוד לשבור אותן. לאחר מכן, חבר את ה- USBtinyISP לג'יג ולמחשב.

פתח את ה- Arduino IDE, טען את סקיצת tinyDice ובחר שבב atTiny85 עם ה- USBtinyISP כמתכנת. לחץ על כפתור ההעלאה ובדוק את הקוביות, 2 נוריות אמורות להתחיל להבהב לזמן מה. אם הכל מוצלח, כעת הקובץ הזעיר מתוכנת, סיים ומוכן לשימוש. חזור על תהליך התכנות עבור כל היחידות שיצרת ולאחר מכן אחסן את הג'יג מורכב במלואו על מנת להגן על סיכות הפוגו.

הקוד:

התוכנית של ה- tinyDice היא כזו שהיא מציגה תחילה אנימציה "חושבת", ואז יוצרת מספר אקראי בין 0 ל -9 שמוצג למשך מספר שניות. כל המעברים מתבצעים עם PWM עבור כל LED כדי לאפשר דהייה. לאחר הצגת המספר והתפוגגות, המעבד נכנס למצב שינה אשר בעצם מפסיק את צריכת הסוללה, כך שהסוללה אמורה להחזיק מעמד בסביבות 6,000 "זריקות" של הקוביות.

הקוד כולו בנוי סביב מפסק טיימר של 8 קילוהרץ אשר מטפל בשילוב ה- charlieplexing וב- 10 השלבים PWM עבור כל LED, כמו גם התקדמות האנימציות. הסברים מפורטים יותר על כל פונקציה מובאים למערכון הארדואינו.

מסקנות:

התוצאות של שיטה זו לייצור PCB ביתי עלו בהרבה על הציפיות הראשוניות שלי, כיוון שמצאתי שהיא יכולה להיות אמינה במיוחד ולהניב תוצאות באיכות גבוהה מאוד לאב טיפוס קל ומהיר של מעגלים SMD וחורים. בגלל זה אני ממליץ לבעלי עשה זאת בעצמך לנסות שיטה זו לעיצובים שלהם ולשתף את התוצאות והממצאים שלך עם הקהילה.

הגרסה החדשה הזו של ה- tinyDice היא כשלעצמה אובייקט נחמד וכיפי מאוד לשתף ולשתף עם חברים, שכן האנימציות ומארז מחזיקי המפתחות הופכים אותו למיוחד ומיוחד למדי. אני מקווה שאהבתם את זה להנחיה ובבקשה שתפו את ההערות והחוויות שלכם בנושא כך שהשיטה תמשיך להתפתח. כמו כן, אל תהסס להתנסות בקוד ולשתף וריאציות מעניינות שאחרים יכולים לנסות.

מדריך זה נמצא בתחרות עיצוב PCB אז אנא הצביעו לו אם אתם רואים בו ראוי ושתפו אותו עם חבריכם וחובבי האלקטרוניקה כאחד.

פרס שני באתגר העיצוב PCB