מתכנת AVR עם מתח גבוה: 17 שלבים

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:13

זהו ההנחיה הראשונה שלי. הלוח שעיצבתי הוא מתכנת AVR. הלוח משלב את הפונקציות של 4 לוחות אב טיפוס נפרדים שבניתי בשנים האחרונות:

- מתכנת AVR מתח גבוה, המשמש בעיקר במכשירי ATtiny להגדרת נתיכים כאשר קו האיפוס משמש לקלט/פלט.

- Arduino כ- ISP, 5V ו- 3v3 (נחשב כשתי מהפונקציות)

- מתכנת NOR Flash EEPROM (העתקה מהירה מכרטיס SD ל- NOR Flash)

הלוח משתמש בווסתי מתח LDO נפוצים AMS1117 כדי לקבל 5V ו- 3v3. פונקציית המתח הגבוה דורשת 12 וולט. לשם כך השתמשתי בממיר שלב DC-DC DC-DC. ה- mcu פועל במהירות 16MHz, 5V. שינוי רמות לכל דבר הדורש 3v3 מתבצע באמצעות LVC125A. ה- LVC125A הוא מה שאתה מוצא בהרבה ממודולי כרטיסי ה- SD. ה- mcu הוא ATmega328pb. ה- ATMega328pb כמעט זהה ל- ATMega328p הנפוץ יותר, פרט לכך שיש לו עוד 4 סיכות קלט/פלט באותה אריזה.

לוח זה הוא גירסה 1.5. תכונות חדשות בגירסה האחרונה:- ממשק סידורי usb.- נתיכי פולי הניתנים לאיפוס.- מחווני פונקציות LED מתחת ללחצני בחירת הפונקציות.- מתג לשליטה באיפוס סדרתי על ידי ניתוק DTR מהשבב הטורי USB. - MOSFET להסרת חשמל מה DC-DC 12V כשהוא אינו בשימוש.

ללוח יש אפשרות להוסיף EEPROM סדרתי AT24Cxxx I2C ויש מחבר 5 פינים I2C JST-XH-05 (GND/5V/SCL/SDA/INT1) לחיבור התקני I2C.

אחד ההיבטים המסובכים יותר של הפרויקט הזה היה כיצד להעמיס את כל הפונקציות/סקיצות על הלוח. השיטה הקלה ביותר הייתה פשוט להוריד סקיצה בכל פעם שהייתי צריך לשנות פונקציות. שיטה נוספת הייתה לשלב את כל המערכונים. החלטתי נגד שתי השיטות הללו. שיטת השילוב הייתה מקשה על שילוב כל שינוי שנעשה בסקיצות המקור המקוריות. לשיטת הקומביין יש גם את הבעיה שכמות ה- SRAM הזמינה לא הספיקה מבלי לשכתב ולחפור בספריות ובשרטוטים שבהם נעשה שימוש, שוב בעיית תחזוקה.

השיטה שבחרתי הייתה לכתוב יישום בשם AVRMultiSketch שעובד עם ה- Arduino IDE כדי לטעון את הסקיצות לפלאש על ידי הזזת מיקומי הזיכרון שלהם. מקורות הסקיצה אינם משתנים בשום צורה. הם רצים על הלוח כאילו הם הסקיצה היחידה. אופן הפעולה של זה מתואר בפירוט ב- readme קוד GitHub קוד פתוח עבור AVRMultiSketch. עיין https://github.com/JonMackey/AVRMultiSketch לפרטים נוספים. מאגר זה מכיל גם את המערכונים בהם השתמשתי/כתבתי/שיניתי, וניתן להשתמש בהם בנפרד.

כדי לעבור בין סקיצות ללוח יש ארבעה לחצנים: איפוס ולחצנים המסומנים 0, 1, 2. בעת הפעלה או איפוס, אם לא תעשה כלום הפונקציה האחרונה שנבחרה מופעלת. אם אתה מחזיק את אחד הלחצנים הממוספרים, אתה בוחר סקיצה/פונקציה. המערכון הופך למערכון הנבחר. נוריות LED לבנות מתחת לכל אחד מכפתורי הפונקציות מוארות כדי לשקף את הבחירה הנוכחית.

כרגע הלוח מארח רק 3 סקיצות, אך הוא יכול לארח עוד כמה. במקרה זה, בהנחה של 3 כפתורים/כפתורים ממוספרים, הוא יכול לארח עד 7 על ידי לחיצה ממושכת על יותר מכפתור אחד.

הסכימה מופיעה בשלב הבא

סוגר תמיכה מינימלי זמין ב- thingiverse. ראה

הלוח לגרסה 1.5 משותף ב- PCBWay. ראה

צור איתי קשר אם ברצונך לוח מורכב ונבדק.

שלב 1: הוראות להרכבת הלוח

להלן הוראות להרכבת הלוח (או כמעט כל לוח קטן).

אם אתה כבר יודע כיצד לבנות לוח SMD, דלג לשלב 13.

שלב 2: אסוף חלקים

אני מתחיל בהדבקת פיסת נייר לשולחן העבודה עם תוויות לכל החלקים הקטנים ביותר (נגדים, קבלים, נוריות LED). הימנעו מהצבת קבלים ונוריות זו ליד זו. אם הם מתערבבים, יתכן שיהיה קשה להבדיל ביניהם.

לאחר מכן אני מאכלס את העיתון בחלקים אלה. מסביב לקצה אני מוסיף את החלקים האחרים, שקל לזהות אותם.

(שים לב שאני משתמש באותה פיסת נייר ללוחות אחרים שעיצבתי, כך שרק בחלק מהמיקומים בתמונה יש חלקים ליד/על התוויות)

שלב 3: הרכיב את הלוח

בעזרת חתיכת עץ קטנה כגוש הרכבה, אני מהדקת את לוח ה- PCB בין שתי חתיכות לוח אב טיפוס לגרוטאות. לוחות האב -טיפוס מוחזקים בלוק ההרכבה בעזרת סרט דבק כפול (ללא סרט על הלוח עצמו). אני אוהב להשתמש בעץ לבלוק ההרכבה מכיוון שהוא מטבעו אינו מוליך/אנטי-סטטי. כמו כן קל להזיז אותו לפי הצורך בעת הצבת חלקים.

שלב 4: החל משחת הלחמה

מרחו הדבק הלחמה על כריות ה- SMD, והשאירו כל כריות חור חשופות. בהיותי ימני, אני בדרך כלל עובד משמאל למעלה לימין למטה כדי למזער את הסיכוי למרוח את הדבק הלחמה שכבר מרחתי. אם אתה ממריח את הדבק, השתמש במגבון ללא מוך, כגון הסרת איפור. הימנע משימוש בקלינקס/טישו. שליטה בכמות ההדבקה המורחת על כל כרית היא דבר שאתה מתגבר עליו באמצעות ניסוי וטעייה. אתה רק רוצה טיפה קטנה על כל כרית. גודל הנטייה יחסית לגודל וצורת הכרית (כיסוי של 50-80% בערך). במקרה של ספק, השתמש פחות. עבור סיכות צמודות זו לזו, כמו חבילת LVC125A TSSOP שהזכרתי קודם, אתה מורח רצועה דקה מאוד על כל הרפידות במקום לנסות ליישם טיפה נפרדת על כל אחת מהרפידות הצרות האלה. כאשר ההלחמה מומסת, מסכת ההלחמה תגרום להלחמה להגר אל הכרית, בערך כמו איך מים לא יידבקו למשטח שמנוני. הלחמה תחרוץ או תעבור לאזור עם כרית חשופה.

אני משתמש במשחת הלחמה עם נקודת התכה נמוכה (נקודת התכה 137C) התמונה השנייה היא לוח v1.3 וסוג הדבק הלחמה בו אני משתמש.

שלב 5: הנח את חלקי ה- SMD

מניחים את חלקי ה- SMD. אני עושה זאת משמאל למעלה לימין למטה, למרות שזה לא משנה הרבה מלבד הסיכוי שאתה מפסיד חלק. החלקים ממוקמים באמצעות פינצטה אלקטרונית. אני מעדיף את הפינצטה עם קצה מעוקל. הרים חלק, סובב את בלוק ההרכבה במידת הצורך, ולאחר מכן הנח את החלק. תנו לכל חלק ברז קל כדי לוודא שהוא יושב שטוח על הלוח. בעת הנחת חלק אני משתמש בשתי ידיים כדי לסייע במיקום מדויק. בעת הצבת מקו מרובע, הרימו אותו באלכסון מפינות מנוגדות.

בדוק את הלוח כדי לוודא שכל קבלים מקוטבים נמצאים במיקום הנכון, וכל השבבים מכוונים נכון.

שלב 6: זמן לאקדח אוויר חם

אני משתמש במשחת הלחמה בטמפרטורה נמוכה. עבור אקדח הדגם שלי, הטמפרטורה שלי מוגדרת ל 275C, זרימת האוויר מוגדרת ל- 7. החזק את האקדח בניצב ללוח במרחק של כ -4 ס מ מעל הלוח. הלחמה סביב החלקים הראשונים לוקחת זמן עד להתחלת ההיתוך. אל תתפתה להאיץ את העניינים על ידי העברת האקדח קרוב ללוח. בדרך כלל זה גורם לפוצץ את החלקים מסביב. לאחר שהלחם נמס, המשך לחלק החופף הבא של הלוח. עבדו בדרך סביב הלוח.

אני משתמש באקדח אוויר חם של YAOGONG 858D SMD. (באמזון בפחות מ -40 דולר.) החבילה כוללת 3 חרירים. אני משתמש בזרבוב הגדול ביותר (8 מ מ). דגם/סגנון זה מיוצר או נמכר על ידי מספר ספקים. ראיתי דירוגים בכל מקום. האקדח הזה עבד בשבילי ללא רבב.

שלב 7: חיזוק במידת הצורך

אם ללוח מחבר לכרטיס SD מותקן על פני השטח או שקע שמע מותקן על פני השטח וכו ', החילו הלחמה נוספת על רפידות המשמשות לחיבור ביתו ללוח. גיליתי שהדבק הלחמה לבדו בדרך כלל לא מספיק חזק כדי לאבטח חלקים אלה בצורה מהימנה.

שלב 8: ניקוי/הסרת השטף SMD

משחת הלחמה שבה אני משתמש מפורסמת כ"אינה נקייה ". אתה אכן צריך לנקות את הלוח, הוא נראה הרבה יותר טוב והוא יסיר כל חרוזי הלחמה קטנים על הלוח. בעזרת כפפות לטקס, ניטריל או גומי בחלל מאוורר היטב, יוצקים כמות קטנה של מסיר פלוקס לכלי קרמיקה או נירוסטה קטנה. סגור מחדש את בקבוק מסיר השטף. בעזרת מברשת נוקשה יש לטבול את המברשת במסיר השטף ולשפשף שטח של הלוח. חזור על הפעולה עד שקרצפת לחלוטין את משטח הלוח. אני משתמש במברשת לניקוי אקדחים למטרה זו. הזיפים נוקשים יותר מרוב מברשות השיניים.

שלב 9: הניח והלחם את כל חלקי חור השוקת

לאחר שהתאייד מסיר השטף התאדה מהקרש, הניחו והלחמו את כל חלקי חור השוקת, הקצרים עד הגבוהים, אחד בכל פעם.

שלב 10: שטיפה חתוכה דרך סיכות חור

בעזרת צבת חותך סומק, חתכו את סיכות החור העומדות בחלק התחתון של הלוח. פעולה זו הופכת את הסרת שאריות השטף לקלה יותר.

שלב 11: מחממים מחדש דרך סיכות חור לאחר החיתוך

לקבלת מראה יפה, מחממים מחדש את ההלחמה בסיכות החור המעבר לאחר החיתוך. זה מסיר את סימני הגזירה שהותיר החותך הסומק.

שלב 12: הסר את שטף החור

בעזרת אותה שיטת ניקוי כמו קודם, נקו את גב הלוח.

שלב 13: הפעל כוח על הלוח

הפעל כוח על הלוח (6 עד 12V). אם שום דבר לא צופן, מודדים 5V, 3v3 ו- 12V. ניתן למדוד את 5V ו- 3v3 מהכרטיסייה הגדולה על שני שבבי הרגולטור. ניתן למדוד 12V מ- R3, קצה הנגד הקרוב ביותר ללוח השמאלי התחתון (שקע החשמל בצד שמאל למעלה).

שלב 14: טען את מטען האתחול

מתפריט Arduino IDE Tools, בחר את הלוח ואפשרויות אחרות עבור ה- mcu שאליו אתה ממקד.

על עיצובי הלוח שלי כמעט תמיד יש לי מחבר ICSP. אם אין לך Arduino כ- ISP או מתכנת ICSP אחר, תוכל לבנות אחד על לוח לחם לצורך הורדת מטעין האתחול ללוח המתכנת. בחר Arduino כספקית מפריט התפריט של המתכנת ולאחר מכן בחר צריב אתחול. בנוסף להורדת מטעין האתחול, הדבר יגדיר גם את הנתיכים בצורה נכונה. בתמונה, הלוח משמאל הוא המטרה. הלוח מימין הוא ספק האינטרנט.

שלב 15: טען את ה- Multi Sketch

בצע את ההוראות שבמאגר GitHub שלי עבור AVRMultiSketch כדי לטעון את הסקיצה המרובת לפלאש באמצעות היציאה הטורית על הלוח. מאגר GitHub AVRMultiSketch מכיל את כל הסקיצות המוצגות בתמונה. גם אם אינך מתכנן לבנות את הלוח, ייתכן שתמצא את מכונת הצילום של הקסם הפלאש NOR ושרטוט המתח הגבוה של AVR שימושי.

שלב 16: בוצע

עיצבתי גם כמה לוחות מתאם בעת שימוש בשבבים לא מותקנים, כגון בעת קרש לחם.

- מתאם ICSP ATtiny85. משמש לתכנות עצמאי ATtiny85.

- ATtiny84 עד ATtiny85. זה משמש לתכנות במתח גבוה ומחובר למתאם ATtiny85 ICSP.

- מתאם פלאש NOR.

כדי לראות כמה מהעיצובים האחרים שלי, בקר בכתובת

שלב 17: גירסה קודמת 1.3

האמור לעיל הם תמונות של גרסה 1.3. לגרסה 1.3 אין נתיכים USB -Serial, ניתנים לאיפוס ונורות חיווי פונקציות. גרסה אחת של גרסה 1.3 משתמשת ב- ATmega644pa (או 1284P)

אם אתה מעוניין לבנות גירסה 1.3, שלח לי הודעה (במקום להוסיף הערה).