Personlig besked, der viser nips: 16 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:27

Omkring sidste måned bød vi vores nye freshmen velkommen til afdelingen. Min ven kom med en idé om, at vi skulle have en slags gaver til dem, og det er mit bud på det. Det tog mig en dag at eksperimentere med, hvordan jeg byggede den første og derefter flere timer for at bygge resten 4.

Pynten er ATTINY414-kontrolleret. Meddelelsen gemmes på MCU og vises derefter et bogstav ad gangen på den fælles anodes 7 segmenters display. Du kunne have en meget lang besked, da mit ord på 10 bogstaver kun brugte 400 byte programplads på 4k -enheden. De 7 segmenter viser katodestifter er forbundet til MCU'en via 1k modstande.

Jeg forsøgte at bruge så mange dele, som jeg allerede har ved hånden som muligt, og det viser sig, at vi kun skal købe batteriholdere og batterier. Pynten er også ret billig at bygge og kommer til lidt over 2 $ hver eksklusive batteriet.

Dette stykke er ideelt til dekoration eller til at hænge på din taske.

Bemærk: Dette er min første instruks, og jeg tog mange færre billeder, end jeg burde. Jeg vil gøre op med dem ved at tegne nogle skitser til de trin, jeg ikke har nogen billeder. Beklager også, at det kan være forvirrende at skrive.

Note 2: Du kan bruge enhver mikrokontroller til dette projekt, men placeringen i denne instruktionsbog er til ATTINY414 og andre pin-kompatible enheder.

Forbrugsvarer

(Listen er for 1 stk.)

Dele

• 1x Breakout board til SOP28/TSSOP28 chip
• 1x ATTINY414 (du kan bruge andre mikrokontrollere og selv tilpasse det)
• 7x 1k modstande (THT, 1/4 eller 1/8 W)
• 1x 100nF kondensator (THT eller SMD)
• 1x 0,56 i fælles anode 7 segment display
• 1x Skubkontakt
• 1x møntcellebatteriholder (jeg brugte CR2032 her.)
• Nogle AWG30 -ledninger og modstandsben (til at hoppe i trange områder)
• Klistermærke eller dobbeltsidet tape (til dækning af området for at forhindre kortslutning)
• 1 mm krympeslange
• 1x nøglering

Værktøjer

• Loddejern og røgudsugning
• Hjælpende hænder eller PCB -holder
• Loddemaskine med lille diameter (jeg brugte 0,025in.)
• RMA Flux
• Alkoholservietter eller isopropylalkohol + flad børste
• Serviet
• Malertape
• Mikrokontroller programmerer (baseret på din MCU)

Trin 1: Generelt design

Disse skitser er det grove layout af, hvordan tingene placeres på udbrudstavlen i mit design.

Bemærk: Breakout -kortet, jeg bruger, har et pin -nummer på hvert hul baseret på den fælles IC -bennummerering på hver side. Når jeg adresserer disse huller, vil jeg bruge Txx til oversiden (hvor MCU'en er placeret) og Bxx til undersiden. Hvis du er i tvivl om, hvor du skal lodde ting, henvises til disse billeder.

Trin 2: Test dine komponenter

Inden du starter, skal du sørge for, at dine dele er i funktionsdygtig stand, især mikrokontrolleren og displayet. Da delene bliver proppet i de små rum, er det færdigt at afslutte det og derefter indse, at dit display ikke virker, er det sidste, du vil have, så test dem først!

Trin 3: Programmer mikrokontrolleren

Programmet

Programmet til mikrokontrolleren er ret simpelt og består af følgende trin:

• Sæt stifterne lavt for det første bogstav.
• Forsink lidt
• Sæt stifterne alle højt for at tømme displayet (valgfrit)
• Forsink lidt
• Indstil stifterne lavt for det andet bogstav.
• Skyl og gentag

Jeg har vedhæftet den kode, jeg brugte. Du kan kompilere det med en XC8 -kompilator på MPLAB X. Men da jeg brugte PA0 til segment A, bliver du nødt til at deaktivere UPDI via sikringsbit for at det kan fungere (forklaring herunder).

Valg af de rigtige porte

Nu skal du vælge, hvilke porte på mikrokontrolleren der skal bruges. Normalt for mikrokontrolleren med 14 ben vil der være en 8-bit port og en 4-bit port. Da 7-segmenters display har 8 katodestifter (inklusive decimalpunktet), er det mest bekvemt at bruge 8-bit porten, fordi du kan bruge direkte portadgang til at indstille portværdien i en enkelt kommando.

Overvejelse 1: Kryds-spor

Valget kan dog variere på grund af din mikrocontroller pinout og wire routing mellem din MCU og skærmen. For at gøre arbejdet nemmest vil du have mindst mulig krydsspor.

For eksempel, på ATTINY414 er 8-bit porten PORTA. Hvis du tildelte PA0 til segment A, PA1 til segment B og så videre, er mængden af krydsspor 1 (segment F og G), hvilket er acceptabelt for mig.

Protip: Den ene side af brættet kan sikkert rumme fem 1/4 w modstand.

Overvejelse 2: Pins alternative funktioner

I nogle tilfælde, hvis benene på den port, du vil bruge, har alternative funktioner som f.eks. Programmeringsnåle, fungerer disse ben ikke som GPIO -ben, derfor er du muligvis nødt til at undgå dem eller deaktivere programmering helt, valget er dit.

For eksempel på ATTINY414 er UPDI -programmeringsnålen på A0 -stiften på PORTA. Hvis du bruger denne port som output, fungerer den ikke, fordi porten vil blive brugt som UPDI i stedet for GPIO. Du har 3 muligheder her med deres fordele/ulemper:

• Deaktiver UPDI via sikringsbits: Du vil ikke være i stand til at programmere enheden igen, medmindre du bruger 12v til at genaktivere UPDI-funktionen (desværre gjorde jeg dette, men du behøver ikke).
• Brug kun PA7-PA1: Du vil ikke være i stand til at bruge et decimalpunkt her, medmindre du også bruger PORTB til at hjælpe, men du vil stadig have programmering tilgængelig (bedste mulighed).
• Brug PORTB til at hjælpe: Længere kode, men fungerer også, hvis pinout ellers er for rodet.

Protip: Prøv at vælge mikrokontrolleren med mindre mængde programmeringsnåle, ATTINY414 bruger UPDI, som kun bruger 1 pin til at kommunikere, så du har flere GPIO -ben til rådighed.

Programmering af enheden

Hvis du har en programmeringsstik til SMD -enheden, vil du måske programmere den, før du lodder MCU'en til breakout -kortet. Men hvis du ikke gør det, kan lodning først hjælpe dig med programmeringen. Kilometertal kan variere. I mit tilfælde tilslutter jeg PICKIT4 til et breakout -kort og bruger derefter min finger til at skubbe MCU'en mod kortet. Det fungerer, men ikke særlig godt (programmeringsstikket er nu på min ønskeliste).

Trin 4: Lodd mikrokontrolleren

Der er ikke noget fancy på dette trin. Du skal lodde mikrokontrolleren til udbrudskortet. Der er masser af tutorials på Youtube om, hvordan man lodder SMD -delene. For at opsummere er det væsentlige:

• Rengør loddejernets spids
• Den rigtige mængde lodde
• Den rigtige temperatur
• Meget flux
• En masse tålmodighed og øvelse

Vigtigt: Sørg for at lodde MCU's pin 1 til pin 1 på breakout -kortet!

Nu hvor MCU er loddet til tavlen, kan vi fortsætte til det næste trin.

Trin 5: Lodd kondensatoren

Der er en tommelfingerregel i elektronik, at når du har en IC i dit kredsløb, skal du tilføje en 100nF kondensator nær dens strømstifter, og det er ingen undtagelse her. Denne kondensator kaldes en afkoblingskondensator, og det vil gøre dit kredsløb mere stabilt. 100nF er en generel værdi, der fungerer med de fleste kredsløb.

Du skal lodde kondensatoren så tæt som muligt på tværs af Vcc- og GND -benene på MCU'en. Der er ikke meget plads her, så jeg skærer bare benene i størrelse og lodder det direkte til MCU's ben.

Trin 6: Fluksrensning 1

Mens flux er afgørende for lodning. At efterlade det på brættet efter lodning er ikke godt for dig, fordi det kan tære brættet. Restflux kunne opløses ved hjælp af isopropylalkohol. Du skal dog også tørre fluxen af brættet, før alkoholen fordamper væk, ellers vil den klæbrige flux nu dække hele brættet.

Dette er den teknik, jeg bruger, der fungerer ret godt: Læg tavlen sidelæns på et silkepapir, blød derefter en flad malerpensel i alkohol og hurtigt "maler" alkoholen på tavlen nedad til silkepapiret. Du vil se gul flux vises på silkepapiret. For at være sikker på, at det meste af fluxen er fjernet, skal du kontrollere, om dit bræt ikke er klæbrigt, og puljer af flux omkring loddefuger er for det meste forsvundet. Se et billede ovenfor for flere detaljer.

Årsag til denne rengøring: Rengøring af mikrokontrolleren. Delen bliver meget sværere at nå senere.

Trin 7: Loddet 7-segmentet Display

Nu vil vi bryde reglerne om lodning af de laveste profil-enheder først og starte fra 7-segmentet display. På denne måde kunne vi bare lodde modstandene til 7-segment displayets ben.

Da vi nu har meget begrænsede frie huller tilbage på brættet, skærer vi den nederste fælles anodestift af displayet væk for at gøre plads til den negative pin på batteriholderen. Derefter loddes normalt. Bare bøj skærmens ben lidt udad, hold det på plads (malertape kan være nyttigt her) og lod det på oversiden af brættet.

Trin 8: Lodd bundmodstandene

Næste trin ville være at lodde modstandene på undersiden af brættet. Inden vi begynder, skal du placere dobbeltsidet tape eller klistermærke over TSSOP-puderne, som vi ikke brugte til at forhindre kortslutning.

Nu hvor puderne er dækket, skal du få dine modstande ud og begynde at bøje benene. De forbinder mellem MCU -benene (LEFT side af brættet) og displaybenene (HØJRE side af brættet). Sørg for, at de ikke rører hinanden og har tilstrækkeligt mellemrum mellem dem.

Protip: Dit breakout board kan komme med nogle huller boret på boardet. Disse er praktiske steder at fastgøre nøglering. Sørg for, at et af disse huller ikke er dækket af modstandsben.

Trin 9: Lodde modstanderne på oversiden

Hvis du ikke kan passe hver modstand på undersiden af brættet, skal du muligvis lægge nogle på oversiden. Da mikrokontrolleren også er på denne side, bliver du nødt til at krympe dine modstandsben for at forhindre dem i at røre ved mikrokontrolleren. Resten af procedurerne forbliver de samme som det sidste trin.

Trin 10: Lodd kontakten

Den næste del til lodning er glidekontakten til at tænde og slukke for strømmen. Jeg bruger en 1P2T skydekontakt her.

Igen på grund af begrænsede huller tilbage, skær den ene sidetap af kontakten fra

Derefter loddes den resterende pin af kontakten. Lad midterstiften være usoldet.

Trin 11: Lodde ledningerne og springerne

Baseret på dit design kan du have mere eller mindre mængde ledninger til lodning. I mit design er der 2 ledninger (strømledninger til MCU) og 2 jumpere (strøm til displayet og ekstra bro til MCU).

Bare lod dem korrekt, og du er god til at gå.

Trin 12: Fluksrensning 2

Årsag til denne rengøring: Vi har ikke længere adgang til undersiden, efter at vi har loddet batteriholderen, derfor skal vi rense nu.

Trin 13: Lodde batteriholderen + eventuelle ekstra jumpere

Dette er den sidste og vanskeligste del til lodning. Vi har ikke nok dedikerede huller tilbage til batteriholderen, så vi lodder det sådan: Den positive terminal delte hullet med switchens ben, vi forlod usoldet (trin 10), og den negative terminal går i hullet, vi har efterladt ved skæring af skærmbenet (trin 7).

Hvis du har yderligere springere til lodning, skal du lodde dem nu. Til mit design har jeg en jumper tilbage, fordi den skal tilsluttes den negative pin på batteriholderen.

Se billedet for flere detaljer.

Trin 14: Fluksrens 3

Årsag til denne rengøring: Den sidste oprydning.

Trin 15: Test + Final Touchup

Inden vi sætter batteriet i, skal du sørge for, at ingen ben rører hinanden, snip eventuelle overskydende ledninger, tjek din lodning. Når det er gjort, kan du sætte et batteri i, tænde det, og det skal fungere korrekt.

Hvis ikke, skal du kontrollere alle dine lodninger igen og måske kontrollere, om dit mikrokontrollerprogram er korrekt.

Trin 16: Slutprodukt

Tillykke! Du har lavet dine egne personlige nips! Del det med mig her og nyd det!