סכין AVR שוויצרי: 14 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:18

סכין ה- AVR השוויצרי מקבץ מספר פרויקטים של תכנות AVR יחד בפח מסטיק אלטואיד נוח. בגלל הגמישות הניתנת לתכנות מיקרו -בקר, הוא מספק גם נקודת מוצא לכל מספר פרויקטים המבוססים על נוריות LED ופלט קול. ה- SAK יכול להכיל תוכניות רבות ככל ש- 8K הזיכרון מאפשר זאת ושומר על שמונה מצבים עבור כל תוכנית. הכפתור הכחול גורם ל- SAK לעבור בין תוכניות ומצבים - לחיצה מהירה גורמת לו להישאר בתוכנית אך עוברים למצב הבא (עם זאת המוגדר) ולחיצה ארוכה גורמת לו להתקדם לתוכנית הבאה. התוכנית והמדינות הנוכחיות עבור כל התוכניות נשמרות ב- EEPROM בין שימושים.

הפרויקטים המיושמים כיום ב- SAK כוללים את הדברים הבאים. אלה, יחד עם כל הקוד והקבועים האחרים (יש טבלת גופנים מלאה), תופסים כ -4 K מהשטח הפנוי. עוד הרבה מקום! MiniMenorah - מכונת המוח המדענים הרעים - Mitch AltmanMiniPOV - Adafruit Industries צעצוע רעש - אובייקטים רועשים LED נורות ריצה LED נורת LED פנס פרויקט זה לא היה קיים ללא הנדיבות הניכרת של כל מי שתרם בדרך זו או אחרת. בנוסף לאמור לעיל, ברצוני להודות למפתחי כלי התוכנה שבהם נעשה שימוש (ראה בשלבים אחרים) ולכל מי שהקים אתר שימושי שהקדם את הבנתי בנושאים אלה. אני יכול לקחת קרדיט ישיר על מעט מאוד מהקוד המשמש בפרויקט זה. אם אתה מרגיש שהקוד הוא שלך, יכול להיות שכן. הודע לי ואעניק לך בשמחה קרדיט. בכל מקרה תודה על התרומה:-)

שלב 1: חלקים

ניתן להשיג חלקים מכל מספר ספקים אלקטרוניים. בגלל אילוץ השטח, רוב הרכיבים נדרשים כמצוין. הכל בקושי מתאים; וודא שחלקים חלופיים לא תופסים מקום נוסף. אל תחליף את ATtiny84 אלא אם כן אתה בטוח שהסיכות תואמות. הקישורים הבאים בחלקים הם ל- DigiKey וכל האלקטרוניקה רכיבים אלקטרוניים 1 x U1-ATtiny84-ATTINY84-20PU-ND1 x Ux-שקע IC 14 פינים DIP-A32879-ND9 x LED-לבחירת הצבע שלך 9 x נגדים-תואמים לנוריות שלך 2 x R1, R2-100 אוהם 1/4W 1% מתכת סרט-100XBK-ND2 x C7, C8-47uF-P5151-NDM שונות מחזיק סוללה 1-AA 6 "חוטים (1) 2461K-NDP שקע סטריאו 3.5 מ"מ (1) MJW-22 מתג מגן SPDT 1/4 אינץ '(1) מתג MTS-4 לחיצה על כפתור (1) 450-1654-NDMinty Boost SAK מופעל באמצעות סוללת AA יחידה המוגברת על ידי שבב Maxim MAX756 (המרכיב החיוני של MintyBoost!). הרכיבים להלן הם הדרושים לחלק זה של המעגל. 1 x U1-MAX756CPA DC/DC 3.3/5V DIP-MAX756CPA+-ND1 x Ux-שקע IC 8 פינים DIP-A32878-ND2 x C7, C8 -0.1uF-399-4151-ND2 x C3, C5-100uF-P5152-ND1 x L1-רדיאלי 22uH-M9985-ND1 x D1-1N5818 שוטקי 1A 30V-1N5818-E3/1GI- ND

שלב 2: מיקרו -בקר ATtiny84

פרויקטים רבים משתמשים ב 20 פינים ATtiny2313 או במיקרו בקר 8 פינים ATtiny85. מצאתי את ה- ATtiny2313 גדול מדי (למארז) וה- ATtiny85 קטן מדי (לא מספיק זיכרון, לא מספיק סיכות פלט). ATtiny84 בדיוק:-):-) ל- ATtiny84 יש 8K של זיכרון פלאש הניתן לתכנות (מספיק להכיל הרבה תוכנות קטנות), 512K של EEPROM (לאחסון מצב בין שימושים), עד 12 סיכות פלט (עבור 9 נוריות הלד, 2 ערוצים של פלט שמע ומתג כפתור) והמון דברים טובים אחרים שאינם בשימוש בפרויקט זה. אם אתה מתכנן להוסיף תוכניות, השג עותק של גליון הנתונים של ATtiny84. ישנם מדריכי הדרכה רבים ללימוד תכנות משפחת מיקרו -בקר זו באינטרנט. לקבלת סיכום מועיל של בקרי מיקרו, ראה כיצד לבחור מיקרו. הערה לפרויקט המתואר כאן אין למעשה את MiniMenorah מופעל במלואו. ה- MM דורש תשעה סיכות פלט, מכונת המוח שתיים, והכפתור לשינוי מצב אחד, בסך הכל שתים עשרה. בעוד שניתן להגדיר את ATtiny84 כך שיש לו שתים עשרה סיכות פלט, זה על חשבון סיכת האיפוס. השבתת סיכת ה- RESET והפיכתה לקלט/פלט הופכת את ה- ATtiny84 לא ניתן לתכנת עם פרוגרם USBtinyISP (שלא עשה זאת:-) ודורש תכנות מתח גבוה. הכל נמצא במקום כדי לאפשר את ה- MM, אך נדרש מתכנת אחר, ואין לי כזה.

שלב 3: כלי תכנות AVR

לא מעט רכיבים, חומרה ותוכנה כאחד, נחוצים לתכנת מיקרו -בקרי AVR. להלן הכלים בהם אני משתמש. רבים, רבים אחרים קיימים באותו טווח מחירים - חינם עד זול. מצא סט שעובד עבורך והישאר איתם. יתרה מכך, מצא חבר שעבד מערכת והשתמש בכלים שלו. שום דבר לא קשה במיוחד אם הכל מתנהל כפי שפורסם, אבל השגת כל הכלים יחד יכולה להיות אתגר של ממש. תכנות עריסה אני מבוסס את שלי על סביבת התכנות של הגטו. הסיכות הארוכות של מחזיק שבבי העוטף החוטי נמשכות אל לוח הלחם ויוצרות התקנה ניסיונית נוחה.הבעיה היחידה שנתקלתי בה היא שלא ניתן להרכיב את הרכיבים מסיכות התכנות במהלך התכנות. נקטתי בשתי גישות לפתרון הבעיה. הראשון הוא שיהיו שני מחזיקי שבבים, אחד לתכנות ואחד להפעלה (ראה עריסת 8 פינים). זה לא אידיאלי מכיוון שהוא הופך חלק גדול מלוח הלחם ללא שמיש וזה די מעצבן להזיז את השבב. השנייה היא התקנת מתג קטן לניתוק הסיכה הארקה מקרקע לוח הלחם במהלך התכנות. זה עובד טוב יותר ומשאיר יותר מקום בלוח הלחם לרכיבים. ערכת תוכנת USBBtinyISP של Adafruit Industries. עם מעט שינוי (הסר את הכבל בן 10 הפינים וכופף את הלדים) המתכנת מתאים לפח מסטיק של Altoids. הכבל בן 6 פינים יכול אף להיות מפותל לתוך הפח לאחסון. SoftwareWinAVR הוא אוסף של כלי פיתוח תוכנות קוד פתוח לתכנות בקרי AVR במכונות Windows. זה עובד היטב עם מתכנת USBtinyISP (עיין במדריך AVR). לאחרונה עברתי משימוש ביישום פנקס הרשימות של המתכנת המצורף עם WinAVR לשימוש ב- Eclipse עם התוסף AVR Eclipse. Eclipse יכול להשתמש ב- avrdude, כך שתצטרך להתקין את WinAVR בכל מקרה. ל Eclipse יש ניהול פרויקטים טוב יותר, הדרכות מועילות והוא בחינם. זה לקח רק כמה דקות להתקין אותו, לעבוד דרך הדרכה ולתכנת שבב. טלפון לחבר יש הרבה משאבים באינטרנט. חפש אותם, בקש עזרה. אנשים יכולים להיות בקיאים ומועילים. זה נחמד:-) הם גם יכולים לזלזל. זה לא נחמד:-(

שלב 4: תכנות המיקרו -בקר

קוד C אל תבקר את מה שאני לא מבין. אני לא מתכנת, C היא לא שפת האם שלי, ואני מחזיק בחוט דק ג'אווה והרבה חיפושים באינטרנט בעבודה ב- C. למרות שהרבה מהקוד הגיע מפרויקטים אחרים (ראה נקודות זכות), הייתי צריך לעשות כמה תוספות ושינויים. קוד המקור לסכין AVR השוויצרי מצורף למטה הן כקובץ מקור c והן כקובץ hex. אשמח לשמוע היכן ניתן לשפר את הקוד. ישנם מספר שינויים שאני צופה לבצע בקוד. עדכונים בקרוב. בינתיים, הקוד אכן פועל כפי שפורסם. נתיכים מיקרו -בקר מבלבלים. השבתתי כמה בקרי מיקרו הן על ידי כך שהגדרתי אותם בטעות לחפש מתנד חיצוני והן על ידי השבתת סיכת ה- RESET. ניתן לשחזר אותם, אך עד אז הם רק באגים מתים. היזהר אם תבחר להחליף את הנתיכים. כדי לחשב את ערכי הנתיך הנכונים, השתמש במחשבון נתיכים מקוון. בחר את חלק היעד (ATtiny84) ואת ההגדרות המתאימות - מתנד RC פנימי הפועל במהירות 8 מגה -הרץ (ערך ברירת מחדל), אל תחלק את השעון ב- 8 באופן פנימי, הפעל הורדת תוכניות סדרתיות והשבת את זיהוי ההשחמה. התוצאה צריכה להיות הבאה. -U lfuse: w: 0xe2: m -U hfuse: w: 0xdf: m -U efuse: w: 0xff: m (low 0xE2 high 0xDF ext 0xFF). אתה רק צריך לשרוף את הנתיכים פעם אחת (אלא אם אתה מתכנן לשנות אותם). Eclipse מקל על זה, שכן, אני בטוח שעושים IDEs. שאלות אחרות שהייתי רוצה לענות עליהן כל רעיון על אופטימיזציה של הקוד מדוע הנורות המהבהבות במכונת הצליל והאור גורמות לתנודה בטון כאשר היא מופעלת בפח אך לא על לוח הלחם? מדוע Eclipse לא אוהב את הפונקציות lightOn ו- lightOff, למרות שנראה שהם עובדים?

שלב 5: הלוח על הפרויקט

מכיוון שכל כך הרבה מהעבודה של הפרויקט הזה מתבצעת על ידי המיקרו -בקר, יש מעט מאוד חלקים חיצוניים. לאחר שבדקת שהמתכנת ורשת הכלים שלך תקינים, יהיה רעיון טוב ללוח את המעגל ולוודא שהכל עובד כפי שפורסם. התמונות למטה הן גרסאות מבולגנות של לוח הלחם בפועל שהקמתי. השתמשתי בנורות הלוח בדגם הדגם וחיסלתי את העריסה והשבב לשימוש בכמה תמונות. החיווט הכולל בעצם מחבר סיכות פעילות לכמה חלקים ואז הלאה לקרקע. הערה סדר הסיכות והנורות איננו זהה בלוח הלוח ובממ ד (אם כי אני מניח שאפשר להפוך אותן לאותן). בקוד תראה פיסות קוד שצריך להפעיל או להגיב בהתאם למטרה היא לוח הלוח או ה- PCB.

שלב 6: הכנת פח המסטיק של Altoids

תמונות בדרך שטחו את החלק התחתון. החלק התחתון של הפח מתעקל למעלה פנימה. יש צורך לשטח אותו כך שהסוללה ולוח המעגלים יתאימו ויושבים באופן שווה. היזהר שלא לעוות את הפח, דחף את החלק התחתון החוצה עד שהוא שטוח במהותו. הפח זקוק לשלוש קבוצות חורים. אני משתמש באגרוף מתכת כדי לסמן את מיקומי החורים ואת פיסות הנקודות (לעץ) כדי לקדוח את החורים. לחתיכות נקודת ה- brad יש נקודת מרכז ושני קצוות חיתוך. הם לא יחליקו והקצוות חותכים לאט במתכת. ניתן להשיג פיסות נקודת בראד מ- Lee Valley (בין היתר). הראשונה היא קבוצה של תשעה חורים בגודל 5 מ"מ על פני הפח לנוריות. ניתן להשיג סיביות נקודת מבד מטריות והן יוצרות חורים נקיים ונעימים לנוריות. צור תבנית נייר עם החורים המסומנים והעבר את הסימנים לראש התבנית. על מנת למנוע את הכנסת החלק העליון של הפח פנימה, יש לתמוך בחלק הפנימי של המכסה על גוש עץ קטן בעת ניקוב וקידוח החלק העליון. כשהנייר והעץ מונחים במקום, אני גומרת את הפח בעזרת האגרוף. בעת הקידוח, התחל לאט בהתחלה. קצוות החיתוך של נקודות הברד צריכות ליצור עיגול אחיד. קידוח עם המעט דבר מלבד בניצב לפני השטח עלול לגרום לכך שהחלק יתפוס ויתלש את המתכת. נקודת ה- brad 5 מ"מ יוצרת חור נקי נחמד, אך גיליתי שעלי להרחיב אותה במעט. עשיתי זאת על ידי קידוח מבפנים עם ביט רגיל בגודל 13/64 ". המערכה השנייה מורכבת משני חורים בגודל 1/4 אינץ 'בצד ימין של הפח עבור המתג ושקע השמע. בגלל העקמומיות הדוקה בקצה הפח, החורים האלה צריכים להיות קרובים למדי. הקפד למקם אותם כך שהרכיבים יתאימו לתבנית. מרכז אותם אנכית על החלק בצד הנראה כאשר המכסה סגור. סמן באגרוף וקידוח בזהירות רבה. הזהירות בנוגע לחתיכות שתופסות את הפח תקפה חזק יותר עם החלקים הגדולים יותר. החור האחרון מיועד למתג הכפתור. מקם את החור כלפי מטה הימנית כך שהכפתור לא יפריע לרכיבים האחרים בפח.

שלב 7: תכנון והכנת הלוח המודרני

ישנם משאבים רבים באינטרנט המתארים את תהליך יצירת ה- PCB. אף אחת מהשיטות אינה חסינה או קלה, אך חשוב להרגיש בנוח עם לפחות אחד. גישתי לייצור ה- PCB מתוארת בשלב הכנת והכנת ה- PCB של רמקול הפח Altoids להוראה. לאחר העברה, תחריט וקידוח הלוח, אתה מוכן להלחם הכל ביחד. הערה הניסיון האחרון שלי להעברת תמונות ל מעגלים הוא הבא. לשטוף היטב את הלוח עם סבון כלים ולשפשף אותו עם קרצוף ירוק. משייפים בעדינות כל קוצים מקצוות הלוח כך שנייר ההעברה והברזל יוצרים קשר טוב עם הלוח. מחממים מראש את הברזל. מניחים פיסת נייר על הלוח ומחממים את הלוח עם המגהץ. לאחר שהלוח חם למדי, הניחו בזהירות את נייר ההעברה המוכן על הלוח. הוא יידבק מיד (כי הלוח חם) לכן וודא שהוא ממוקם נכון. לאחר מכן מגהצים ישירות על החלק האחורי המבריק של נייר ההעברה. זה מעולם לא גרם לי לצרות, אבל אתה משתמש במגהץ משלך. בדוק קודם. הניחו ללוח להתקרר ואז הפעילו אותו מתחת למים קרים. נייר ההעברה צריך להתפוצץ ולהשאיר את התמונה כולה. השתמש בשקופית 8x/מציג שלילי כדי להסתכל על ההעברה ולמלא את כל החלקים החסרים. בהצלחה.

שלב 8: חלקי הלחמה ל- PCB

ישנם משאבים רבים באינטרנט המתארים את תהליך הלחמת הרכיבים האלקטרוניים למחשבי PCB. ראה, למשל, את מדריך הלחמה ב- ladyada.net. הסדר שבו אתה מתקין רכיבים לא ממש משנה, למרות שגיליתי שהקטן מהגדול ביותר הוא הקל ביותר. מוליכי ה- LED/blinkenlight ארוכים מספיק בכדי שתוכל לעצב אותם בדפוס דמוי חנוכה בפח. התאימו בזהירות את הנורות ולכופף את המובילים כך שהחלק העליון של כל נורית יהיה ממוקם כך שינקע דרך החור המתאים. זה יכול להיות מאתגר אבל זה נראה ממש נחמד כשסוף סוף זה מסתדר. אם מוליכים את הכבלים ארוכים מדי, הנורות עשויות להימעך כלפי מטה ולצאת ממקומה על ידי מכסה הפח. הערה הנורית הימנית ביותר אינה באותו כיוון כמו שאר השמונה. הקפד לבדוק את הקוטביות של נוריות LED מול פריסת הלוח בעת התקנתן. נורית זו מחוברת לסיכת RESET, כך שתוכל לבחור לא להתקין אותה. הערה החוטים לשקע השמע והנגדים חולקים חור. מטעמי נוחות, הניחו את הנגדים זקופים באופן שגוף הנגד אינו עולה על החור עם חוט השמע. או להכין ולהתקין את שקע השמע בשלב זה או לחכות עד שהוא מוכן להלחם בנגדים. זה לא כיף להרוס את הנגדים בהמשך.

שלב 9: בלינקלייטס

יש להגן על הנורות על ידי נגדים. קבע את ירידת המתח ואת דרישות הזרם של הלדים שלך וחשב את הנגדים המתאימים בהנחה שמקורו של 5V מהשבב. יש מחשבונים מקוונים זמינים לעשות זאת. עשה לעצמך חבורה של בלינקרים. בעת הכנתם לפרויקט זה, חתכו את הקתודה (עופרת שלילית/קצרה של הנורית בצד המשטוח) והלחמו את הנגד קרוב מאוד לעדשת הנורית. נוריות הלדים יוצרות צורת חנוכייה בפח. אפילו כשהנגר כמעט נוגע בעדשה, הנורית הקצרה ביותר באמצע תיעך מעט על ידי מכסה הפח. כדי למנוע התרחשות מכנסיים קצרים בגבולות הפח ההדוקים, כסה כל נגד בעזרת חתיכת צינורות חום.

שלב 10: הכנת מחזיק הסוללות

החלק החלקים הקטנים של צינורות כיווץ החום לאורך שני מוליכי מחזיק הסוללה. דחוף אותם בזהירות לתוך חורי המחזיק והתכווץ למקומם. אלה מספקים מידה מסוימת של הגנה על החוטים. (הוראה זו משוכפלת בדף הכנת מתג ההחלפה.) חותכים את החוט השחור לאורך ומלחמים לתוך החור המתאים על הלוח. החוט האדום מולחם ישירות למתג המתג; עיין בהנחיות בדף זה כיצד להמשיך. בפרויקטים קודמים חתכתי את לשוניות ההחזקה של מחזיק הסוללה. לאחר שעשיתי זאת על אב הטיפוס, אני מצטער על כך. הסוללה לא רוצה להישאר במקומה. השאר את הכרטיסיות להתחיל והסר אותן רק אם אתה מתקשה להוציא את הסוללה. למרות אמירה זאת, התמונה מציגה מחזיק סוללה עם הלשוניות מנותקות. הסיבה לכך היא שהוצאתי אותו מפרויקט אחר.

שלב 11: הכנת מתג המתג

בהתאם למתג שלך, ייתכן שתצטרך לסגור את אחד מהסיכות. אני עושה את זה עם המתגים שבהם אני משתמש למרות שזה לא לגמרי הכרחי. החלק החלקה קטנה של צינורות כיווץ חום לאורך ההובלה האדומה של מחזיק הסוללה. דחוף אותו בזהירות לתוך החור של המחזיק והתכווץ למקומו. הוא מספק מידה מסוימת של הגנה על החוט. (הוראה זו משכפלת את ההוראה בהכנת מחזיק הסוללות.) החלק החלקה נוספת של צינורית חום על החוט האדום. חותכים ומפשיטים את החוט באורך ומורחים מעט הלחמה הן על הסיכה שבמתג והן על קצה החוט. הלחם את הכבל האדום ממחזיק הסוללה ישירות לפין החיצוני של המתג. החלק את פיסת צינורות החום על המפרק כדי להגן עליו ולחזק אותו. החוט השני עובר מהסיכה האמצעית של המתג ל- PCB. הלחם את החוט למתג כמתואר לעיל. הגן על המפרק בעזרת צינורות חום. הלחם את הקצה השני לחור המתאים על הלוח.

שלב 12: הכנת שקע השמע

החוטים לשקע השמע כולם די קצרים. יש למרוח מעט הלחמה על הפינים על השקע ועל החוט ולאחר מכן להלחים אותם במקומם. החלק החלקים של צינורות חום על המפרקים כדי להגן עליהם ולחזק אותם. ניתן להלחם את חוט הקרקע ישירות בחור שלו. הקצוות של חוטי האות חולקים כל אחד חור עם קצה אחד של הנגד. הכינו את החוט והנגד על ידי סיבוב הקצוות יחד והחלת מעט הלחמה. יש לקדוח את החור שאליו נכנסים עד 3/64 בכדי להכיל את שני החוטים. הלחמה למקומה.

שלב 13: הכנת מתג הלחצנים

הכינו חתיכה קצרה של חוט מוצק על ידי יצירתו לצורת U המתאימה היטב לתחתית המתג. החל כף הלחמה משני צידי החור - השאר מקום למתג - והנח את המתג במקומו. ממיסים את הלחמה ודוחפים את החוט למקומו. הניחו להלחמה להתקשות וחזרו על הצד השני. זה צריך למקם את המתג במקום ולהכין אותו. הכן שתי חתיכות של חוט תקוע על ידי חיתוך לאורך ופשיטת שני הקצוות. וודא שהחוטים ארוכים מספיק כך שמכסה הפח יכול להיפתח במלואו. הלחמה לשני סיכות מתאימות במתג ולאחר מכן החלק החלקים של צינורות חום על המפרקים כדי להגן עליהם ולחזק אותם. הלחמה לקצות אחרים לתוך החורים המתאימים שלהם על הלוח. בזהירות השחילו את החוטים בין הלדים ולוודא שהם לא יושבים על גבי הסוללות. פרשתי את שני הפינים על המתג כך שהנורית הימנית ביותר החליקה ביניהם. הפינים במתג שבירים מאוד (השניים האחרים התנתקו). שימו לב שהסיכה PA7 PCINT7 6 מוגדרת להקשיב לשינוי במצב. לחיצה על מתג הכפתור מושכת את הסיכה גבוה וה SIGNAL (PCINT0_vect) מבוצע. בהתבסס על אורך לחיצת הכפתור, או ששום דבר לא קורה (ניפוח גולמי), המדינה מתקדמת (לחיצה קצרה), או שהתוכנית מתקדמת (לחיצה ארוכה).

שלב 14: סגירת המכסה

אם הכל בסדר בשלב זה, תרצה לסגור את הפח. בכך עליך להיות זהיר מאוד לגבי מיקום הלדים.אני מוצא שאני צריך לדחוף אותם למקומם בעזרת מברג דק להבים, כך שהם ימוקמו נכון בחורים שלהם. הפעל מעט לחץ כלפי מטה על המכסה תוך כדי תמרון הלדים למיקום והם בסופו של דבר יחליקו למקומם. ייתכן שיהיה עליך למקם את החוטים כך שהם ייפלו בין ולא על רכיבים. כמו כן, יתכן שיהיה צורך לכופף את הסיכות של מתג הכפתור.