Prispôsobené správy zobrazujúce drobnosti: 16 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Asi minulý mesiac sme na oddelení vítali našich nových prvákov. Môj priateľ prišiel s nápadom, že by sme pre nich mali mať nejaké darčeky, a toto je môj názor. Trvalo mi jeden deň, kým som experimentoval, ako postaviť prvý, a potom niekoľko hodín, kým som postavil zvyšok 4.

Cetka je ovládaná ATTINY414. Správa je uložená na MCU a potom je zobrazená po jednom písmene na displeji so 7 segmentmi spoločnej anódy. Mohli by ste mať veľmi dlhú správu, pretože moje 10 -písmenové slovo zaberalo v zariadení s rozlíšením 4k iba 400 bajtov programového priestoru. 7 -segmentové katódové piny sú pripojené k MCU pomocou 1k odporov.

Snažil som sa použiť čo najviac dielov, ktoré už mám po ruke, a ukázalo sa, že musíme kúpiť iba držiaky batérií a batérie. Cetka je tiež veľmi lacná na stavbu, pričom cena je o niečo viac ako 2 $ bez batérie.

Tento kúsok je ideálny na ozdobu alebo na zavesenie na tašku.

Poznámka: Toto je môj prvý Instructable a urobil som waaay menej fotografií, ako by som mal. Vynahradím si ich nakreslením niekoľkých náčrtov k týmto krokom, ktoré nemám. Ospravedlňujeme sa tiež za potenciálne mätúce písanie.

Poznámka 2: Na tento projekt môžete použiť ľubovoľný mikrokontrolér, ale umiestnenie v tomto návode je pre ATTINY414 a ďalšie zariadenia kompatibilné s kolíkmi.

Zásoby

(Zoznam je pre 1 kus)

Časti

• 1x Breakout board pre čip SOP28/TSSOP28
• 1x ATTINY414 (môžete použiť ďalšie mikrokontroléry a prispôsobiť si ho sami)
• 7x 1k odpor (THT, 1/4 alebo 1/8 W)
• 1 x 100nF kondenzátor (THT alebo SMD)
• 1x 0,56 palcový spoločný anódový 7 segmentový displej
• 1x Posuvný spínač
• 1x držiak na gombíkovú batériu (tu som použil CR2032)
• Niektoré drôty AWG30 a nožičky rezistora (na skákanie v tesných oblastiach)
• Nálepka alebo obojstranná páska (na prekrytie oblasti, aby sa zabránilo skratu)
• 1 mm zmršťovacia trubica
• 1x kľúčenka

Nástroje

• Spájkovačka a odsávač dymu
• Pomocné ruky alebo držiak DPS
• Spájka s malým priemerom (použil som 0,025 palca)
• RMA Flux
• Alkoholové obrúsky alebo izopropylalkohol + plochá kefa
• Papierová vreckovka
• Maskovacia páska
• Programátor mikrokontroléra (na základe vášho MCU)

Krok 1: Všeobecný dizajn

Tieto náčrty sú hrubým rozložením toho, ako sú veci umiestnené na odpočinkovej doske v mojom návrhu.

Poznámka: Odlomová doska, ktorú používam, má číslo PIN v každom otvore na základe spoločného číslovania nožičiek IC na každej strane. Keď oslovím tieto otvory, použijem Txx pre hornú stranu (kde je umiestnený MCU) a Bxx pre spodnú stranu. Ak ste zmätení z toho, kam veci spájkovať, pozrite sa na tieto obrázky.

Krok 2: Otestujte svoje súčasti

Skôr ako začnete, uistite sa, že sú vaše diely v prevádzkyschopnom stave, najmä mikrokontrolér a displej. Pretože diely budú natlačené v malých priestoroch, dokončenie a potom si uvedomíte, že váš displej nefunguje, je posledná vec, ktorú chcete, preto ich najskôr vyskúšajte!

Krok 3: Naprogramujte mikrokontrolér

Program

Program pre mikrokontrolér je veľmi jednoduchý a pozostáva z nasledujúcich krokov:

• Nastavte kolíky nízke pre prvé písmeno.
• Trochu zdržať
• Nastavte všetky kolíky na maximum, aby sa displej vyprázdnil (voliteľné)
• Trochu zdržať
• Pre druhé písmeno nastavte kolíky nízko.
• Opláchnite a opakujte

Prikladám kód, ktorý som použil. Môžete ho skompilovať pomocou kompilátora XC8 na MPLAB X. Keďže som však použil PA0 pre segment A, budete musieť deaktivovať UPDI pomocou poistkového bitu, aby fungoval (vysvetlenie nižšie).

Výber správnych portov

Teraz musíte vybrať, ktoré porty mikrokontroléra použiť. Normálne pre mikrokontrolér so 14 pinmi bude jeden 8-bitový port a jeden 4-bitový port. Pretože 7-segmentový displej má 8 katódových pinov (vrátane desatinnej čiarky), je použitie 8-bitového portu najpohodlnejšie, pretože na nastavenie hodnoty portu jediným príkazom môžete použiť priamy prístup k portu.

Úvaha 1: Krížové stopy

Voľba sa však môže líšiť v dôsledku vývodu vášho mikrokontroléra a vedenia drôtu medzi vašim MCU a displejom. Aby bola práca najľahšia, potrebujete čo najmenej krížikov.

Napríklad na ATTINY414 je 8-bitový port PORTA. Ak ste priradili PA0 k segmentu A, PA1 k segmentu B a tak ďalej, množstvo krížovej stopy je 1 (segment F a G), čo je pre mňa prijateľné.

Protip: Na jednu stranu dosky je možné bezpečne umiestniť päť 1/4 W rezistora.

Úvaha 2: Alternatívne funkcie kolíkov

V niektorých prípadoch, ak majú piny na porte, ktorý chcete použiť, alternatívne funkcie, ako napríklad programovacie piny, tieto piny nebudú fungovať ako piny GPIO, preto sa im možno budete musieť vyhnúť alebo úplne zakázať programovanie, voľba je na vás.

Napríklad na ATTINY414 je programovací pin UPDI na kolíku A0 na PORTE. Ak použijete tento port ako výstup, nebude fungovať, pretože port bude použitý ako UPDI namiesto GPIO. Tu máte 3 možnosti s ich výhodami/nevýhodami:

• Zakázať UPDI pomocou poistkových bitov: Zariadenie nebudete môcť znova naprogramovať, pokiaľ na opätovné povolenie funkcie UPDI nepoužijete napätie 12 V (bohužiaľ som to urobil, ale nemusíte).
• Použiť iba PA7-PA1: Desatinnú čiarku tu nebudete môcť používať, pokiaľ na pomoc nepoužívate aj PORTB, ale stále budete mať k dispozícii programovanie (najlepšia možnosť).
• Pomôcť vám môže PORTB: Dlhší kód, ale funguje aj vtedy, ak je výstup inak príliš chaotický.

Protip: Skúste vybrať mikrokontrolér s menším počtom programovacích pinov, ATTINY414 používa UPDI, ktorý na komunikáciu používa iba 1 pin, takže máte k dispozícii viac pinov GPIO.

Programovanie zariadenia

Ak máte programovaciu zásuvku pre zariadenie SMD, možno by ste ju chceli naprogramovať pred spájkovaním MCU s oddeľovacou doskou. Ak to však neurobíte, pri programovaní vám môže pomôcť najskôr spájkovanie. Počet najazdených kilometrov sa môže líšiť. V mojom prípade pripojím PICKIT4 k jednej oddeľovacej doske a potom prstom pritlačím MCU k doske. Funguje to, ale nie veľmi dobre (programovací soket je teraz na mojom zozname želaní).

Krok 4: Spájkujte mikrokontrolér

V tomto kroku nie je nič fantastické. Mikrokontrolér musíte spájkovať s oddeľovacou doskou. Na Youtube je veľa návodov, ako spájkovať diely SMD. Aby sme to zhrnuli, podstatné sú tieto:

• Vyčistite hrot spájkovačky
• Správne množstvo spájky
• Správna teplota
• Veľa toku
• Veľa trpezlivosti a praxe

Dôležité: Nezabudnite spájkovať kolík 1 MCU s kolíkom 1 oddeľovacej dosky!

Teraz, keď je MCU spájkovaný s doskou, môžeme pokračovať k ďalšiemu kroku.

Krok 5: Spájkujte kondenzátor

V elektronike platí zásada, že keď máte vo svojom obvode integrovaný obvod, pridajte jeden 100nF kondenzátor blízko jeho napájacích kolíkov, a to nie je výnimkou. Tento kondenzátor sa nazýva oddeľovací kondenzátor a váš obvod bude stabilnejší. 100nF je všeobecná hodnota, ktorá funguje s väčšinou obvodov.

Kondenzátor musíte spájkovať čo najbližšie cez kolíky Vcc a GND na MCU. Nie je tu veľa miesta, takže som mu skrátil nohy na veľkosť a spájkoval som ich priamo s nohami MCU.

Krok 6: Čistenie tavidla 1

Zatiaľ čo tavidlo je nevyhnutné pre spájkovanie. Nechať to na doske po spájkovaní nie je pre vás dobré, pretože môže dosku korodovať. Zvyškový tok sa môže rozpustiť pomocou izopropylalkoholu. Tiež však musíte zotrieť tavivo z dosky, kým sa alkohol neodparí, inak lepkavé tavidlo teraz pokryje celú dosku.

Táto technika, ktorú používam, funguje celkom dobre: položte dosku bokom na hodvábny papier, potom plochý maliarsky štetec namočte do alkoholu a rýchlo „namaľujte“alkohol na dosku nadol na hodvábny papier. Na hodvábnom papieri uvidíte žltý tok. Aby ste sa presvedčili, že väčšina taviva je odstránená, skontrolujte, či vaša doska nie je lepkavá a či toky taveniny okolo spájkovacích spojov väčšinou zmizli. Bližšie informácie nájdete na obrázku vyššie.

Dôvod tohto čistenia: Čistenie mikrokontroléra. K tejto časti sa neskôr dostanete oveľa ťažšie.

Krok 7: Spájkujte 7-segmentový displej

Teraz porušíme pravidlá o spájkovaní zariadení s najnižším profilom a začneme od 7-segmentového displeja. Týmto spôsobom by sme mohli len spájkovať odpory k nohám 7-segmentového displeja.

Pretože nám na doske teraz zostali veľmi obmedzené voľné otvory, odrežeme spodný spoločný anódový kolík displeja, aby sme uvoľnili miesto pre záporný kolík držiaka batérie. Potom spájkujte normálne. Stačí trochu ohnúť nohy displeja smerom von, držať ho na mieste (tu môže byť nápomocná maskovacia páska) a spájkovať ho s hornou stranou dosky.

Krok 8: Spájkujte odpory na spodnej strane

Ďalším krokom by bolo spájkovanie odporov na spodnej strane dosky. Predtým, ako začneme, umiestnite obojstrannú pásku alebo nálepku na podložky TSSOP, ktoré sme nepoužili na zabránenie skratu.

Teraz, keď sú podložky zakryté, vyberte svoje rezistory a začnite im ohýbať nohy. Pripojia sa medzi nohy MCU (Ľavá strana dosky) a nohy displeja (SPRÁVNA strana dosky). Uistite sa, že sa navzájom nedotýkajú a majú medzi sebou dostatočné medzery.

Protip: Vaša odpočinková doska môže mať niekoľko dier vyvŕtaných na doske. Toto sú praktické miesta na pripevnenie kľúčenky. Zaistite, aby jeden z týchto otvorov nebol zakrytý nohami rezistorov.

Krok 9: Spájkujte odpory na hornej strane

Ak sa vám nezmestí každý odpor na spodnú stranu dosky, možno budete musieť dať nejaký na hornú stranu. Pretože je mikrokontrolér aj na tejto strane, budete musieť nohy rezistora zmršťovať a zabraňovať ich dotyku s mikrokontrolérom. Ostatné postupy zostanú rovnaké ako posledný krok.

Krok 10: Spájkujte prepínač

Ďalšou časťou spájkovania je posuvný vypínač, ktorý zapína a vypína napájanie. Tu používam posuvný prepínač 1P2T.

Opäť kvôli obmedzenému počtu otvorov odrežte jeden bočný kolík vypínača

Potom spájkujte zostávajúci bočný kolík spínača. Stredový kolík nechajte nespájkovaný.

Krok 11: Spájkujte drôty a prepojky

Na základe vášho návrhu môžete mať väčšie alebo menšie množstvo drôtov na spájkovanie. V mojom návrhu sú 2 vodiče (napájacie vodiče pre MCU) a 2 prepojky (napájanie pre displej a extra premosťovanie pre MCU).

Stačí ich správne spájkovať a môžete začať.

Krok 12: Čistenie tavidla 2

Dôvod tohto čistenia: Po spájkovaní držiaka batérie už nebudeme mať prístup k spodnej strane, preto musíme teraz čistiť.

Krok 13: Spájkujte držiak batérie + akékoľvek ďalšie prepojky

Toto je posledná a najnáročnejšia časť na spájkovanie. Na držiak batérie nám nezostalo dostatok vyhradených otvorov, takže ho spájkujeme takto: Kladný pól zdieľal otvor s nohou prepínača, ktorú sme ponechali nespájkovanou (krok 10), a záporný pól ide do otvoru, ktorý nám zostal odrezanie nohy displeja (krok 7).

Potom, ak máte ďalšie spájky na spájkovanie, teraz ich spájkujte. Pre môj návrh mi zostal jeden jumper, pretože sa musí pripojiť k zápornému kolíku držiaka batérie.

Bližšie informácie nájdete na obrázku.

Krok 14: Čistenie tavidla 3

Dôvod tohto čistenia: záverečné upratovanie.

Krok 15: Testovanie + posledné dotyky

Pred vložením batérie sa uistite, že sa žiadne nohy navzájom nedotýkajú, odstrihnite prebytočné vodiče a skontrolujte spájkovanie. Keď sú hotové, môžete vložiť batériu, zapnúť ju a mala by správne fungovať.

Ak nie, znova skontrolujte všetky spájky a možno skontrolujte, či je váš program mikrokontroléra správny.

Krok 16: Konečný produkt

Gratulujem! Vytvorili ste si vlastné prispôsobené drobnosti! Určite to tu so mnou zdieľajte a užívajte si!