Εξατομικευμένο μήνυμα που εμφανίζει μπιχλιμπίδια: 16 βήματα

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:34

Περίπου τον περασμένο μήνα, υποδεχτήκαμε τους νέους μας πρωτοετείς στο τμήμα. Ο φίλος μου ήρθε με μια ιδέα ότι πρέπει να έχουμε ένα είδος δώρων γι 'αυτούς, και αυτή είναι η άποψή μου γι' αυτό. Μου πήρε μια μέρα για να πειραματιστώ πώς να φτιάξω το πρώτο και μετά αρκετές ώρες για να φτιάξω το υπόλοιπο 4.

Το μπιμπερό ελέγχεται από το ATTINY414. Το μήνυμα αποθηκεύεται στο MCU και στη συνέχεια εμφανίζεται ένα γράμμα κάθε φορά στην οθόνη της κοινής ανόδου 7 τμημάτων. Θα μπορούσατε να έχετε ένα πολύ μεγάλο μήνυμα, επειδή η λέξη μου με 10 γράμματα εξάντλησε μόνο 400 byte χώρου προγράμματος στη συσκευή 4k. Τα 7 τμήματα που εμφανίζουν τις ακίδες καθόδου συνδέονται στο MCU μέσω αντιστάσεων 1k.

Προσπάθησα να χρησιμοποιήσω όσο το δυνατόν περισσότερα μέρη που έχω ήδη στο χέρι και αποδεικνύεται ότι δεν έχουμε παρά να αγοράσουμε θήκες μπαταριών και μπαταρίες. Το μπιχλιμπίδι είναι αρκετά φτηνό για να κατασκευαστεί επίσης, έρχεται σε λίγο περισσότερο από 2 $ το καθένα χωρίς την μπαταρία.

Αυτό το κομμάτι είναι ιδανικό για διακόσμηση ή για κρέμασμα στην τσάντα σας.

Σημείωση: Αυτό είναι το πρώτο μου Instructable και έβγαλα πολύ λιγότερες φωτογραφίες από ό, τι έπρεπε. Θα τα αναπληρώσω σχεδιάζοντας σκίτσα για εκείνα τα βήματα που δεν έχω εικόνες. Επίσης συγνώμη για την πιθανώς μπερδεμένη γραφή.

Σημείωση 2: Μπορείτε να χρησιμοποιήσετε οποιοδήποτε μικροελεγκτή για αυτό το έργο, αλλά η τοποθέτηση σε αυτό το Instructable είναι για ATTINY414 και άλλες συσκευές συμβατές με pin.

Προμήθειες

(Η λίστα είναι για 1 κομμάτι)

Ανταλλακτικά

• 1x πίνακας Breakout για τσιπ SOP28/TSSOP28
• 1x ATTINY414 (μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άλλους μικροελεγκτές και να το προσαρμόσετε μόνοι σας)
• 7x 1k αντιστάσεις (THT, 1/4 ή 1/8 W)
• 1x πυκνωτής 100nF (THT ή SMD)
• 1x 0.56 σε κοινή οθόνη ανόδου 7 τμήματος
• 1x Διακόπτης διαφάνειας
• 1x θήκη μπαταρίας νομισμάτων (χρησιμοποίησα το CR2032 εδώ.)
• Μερικά καλώδια AWG30 και πόδια αντίστασης (για άλματα σε στενές περιοχές)
• Αυτοκόλλητο ή ταινία διπλής όψης (για κάλυψη της περιοχής για αποφυγή βραχυκυκλώματος)
• Σωλήνας συρρίκνωσης 1mm
• 1x μπρελόκ

Εργαλεία

• Συγκολλητικό σίδερο και απορροφητήρας καπνού
• Βοηθητικά χέρια ή θήκη PCB
• Συγκόλληση μικρής διαμέτρου (χρησιμοποίησα 0,025 ιντσών.)
• RMA Flux
• Μαντηλάκια με αλκοόλ ή ισοπροπυλική αλκοόλη + επίπεδη βούρτσα
• Χαρτομάντηλο
• Χαρτοταινία
• Προγραμματιστής μικροελεγκτών (με βάση το MCU σας)

Βήμα 1: Γενικός σχεδιασμός

Αυτά τα σκίτσα είναι η πρόχειρη διάταξη του τρόπου με τον οποίο τοποθετούνται τα πράγματα στον πίνακα breakout στο σχέδιό μου.

Σημείωση: Ο πίνακας διάλυσης που χρησιμοποιώ έχει έναν αριθμό καρφίτσας σε κάθε τρύπα με βάση την κοινή αρίθμηση των ποδιών IC σε κάθε πλευρά. Όταν αντιμετωπίζω αυτές τις τρύπες, θα χρησιμοποιήσω Txx για την επάνω πλευρά (όπου τοποθετείται το MCU) και Bxx για την κάτω πλευρά. Αν έχετε μπερδευτεί για το πού να κολλήσετε πράγματα, ανατρέξτε σε αυτές τις εικόνες.

Βήμα 2: Δοκιμάστε τα εξαρτήματά σας

Πριν ξεκινήσετε, βεβαιωθείτε ότι τα εξαρτήματά σας είναι σε κατάσταση λειτουργίας, ειδικά ο μικροελεγκτής και η οθόνη. Δεδομένου ότι τα μέρη θα είναι στριμωγμένα στους μικρούς χώρους, τελειώνοντας το και στη συνέχεια συνειδητοποιήστε ότι η οθόνη σας δεν λειτουργεί είναι το τελευταίο πράγμα που θέλετε, οπότε δοκιμάστε τα πρώτα!

Βήμα 3: Προγραμματίστε τον μικροελεγκτή

Το πρόγραμμα

Το πρόγραμμα για τον μικροελεγκτή είναι αρκετά απλό και αποτελείται από τα ακόλουθα βήματα:

• Ρυθμίστε τις καρφίτσες χαμηλά για το πρώτο γράμμα.
• Καθυστερήστε λίγο
• Ορίστε τις καρφίτσες όλες ψηλά για να αδειάσετε την οθόνη (προαιρετικά)
• Καθυστερήστε λίγο
• Ρυθμίστε τις καρφίτσες χαμηλά για το δεύτερο γράμμα.
• Ξεπλύνετε και Επαναλάβετε

Έχω επισυνάψει τον κωδικό που χρησιμοποίησα. Μπορείτε να το μεταγλωττίσετε με έναν μεταγλωττιστή XC8 στο MPLAB X. Ωστόσο, εφόσον χρησιμοποίησα το PA0 για το τμήμα Α, θα πρέπει να απενεργοποιήσετε το UPDI μέσω ενός bit ασφάλειας για να λειτουργήσει (εξήγηση παρακάτω).

Επιλογή των σωστών θυρών

Τώρα πρέπει να επιλέξετε ποιες θύρες του μικροελεγκτή θα χρησιμοποιήσετε. Κανονικά για τον μικροελεγκτή με 14 ακίδες, θα υπάρχει μία θύρα 8 bit και μία θύρα 4 bit. Δεδομένου ότι η οθόνη 7 τμημάτων έχει 8 ακίδες καθόδου (συμπεριλαμβανομένου του δεκαδικού), η χρήση της θύρας 8 bit είναι η πιο βολική, επειδή μπορείτε να χρησιμοποιήσετε άμεση πρόσβαση στη θύρα για να ορίσετε την τιμή της θύρας σε μία μόνο εντολή.

Σκέψη 1: Διασταυρούμενα ίχνη

Ωστόσο, η επιλογή ενδέχεται να διαφέρει λόγω του pinout του μικροελεγκτή και της δρομολόγησης καλωδίων μεταξύ του MCU και της οθόνης. Για να κάνετε το έργο ευκολότερο, θέλετε τη λιγότερη ποσότητα διασταυρούμενων ιχνών.

Για παράδειγμα, στο ATTINY414 η θύρα 8-bit είναι PORTA. Εάν εκχωρήσατε το PA0 στο τμήμα Α, το PA1 στο τμήμα Β και ούτω καθεξής, η ποσότητα διασταύρωσης είναι 1 (τμήμα F και G) που είναι αποδεκτή για μένα.

Protip: Η μία πλευρά του πίνακα μπορεί να φιλοξενήσει με ασφάλεια πέντε αντιστάσεις 1/4 w.

Σκέψη 2: Εναλλακτικές λειτουργίες καρφίτσες

Σε ορισμένες περιπτώσεις, εάν οι ακίδες στη θύρα που θέλετε να χρησιμοποιήσετε έχουν εναλλακτικές λειτουργίες όπως καρφίτσες προγραμματισμού, αυτές οι ακίδες δεν θα λειτουργούν ως καρφίτσες GPIO, επομένως ίσως χρειαστεί να τις αποφύγετε ή να απενεργοποιήσετε εντελώς τον προγραμματισμό, η επιλογή είναι δική σας.

Για παράδειγμα, στο ATTINY414 ο πείρος προγραμματισμού UPDI είναι στον ακροδέκτη A0 στο PORTA. Εάν χρησιμοποιείτε αυτήν τη θύρα ως έξοδο, δεν θα λειτουργήσει επειδή η θύρα θα χρησιμοποιηθεί ως UPDI αντί για GPIO. Έχετε 3 επιλογές εδώ με τα υπέρ και τα κατά:

• Απενεργοποιήστε το UPDI μέσω ασφαλειών: Δεν θα μπορείτε να προγραμματίσετε ξανά τη συσκευή εκτός εάν χρησιμοποιήσετε 12v για να ενεργοποιήσετε ξανά τη λειτουργία UPDI (δυστυχώς το έκανα αυτό, αλλά δεν χρειάζεται).
• Χρησιμοποιήστε μόνο PA7-PA1: Δεν θα μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ένα δεκαδικό σημείο εδώ, εκτός εάν χρησιμοποιείτε επίσης το PORTB για βοήθεια, αλλά θα έχετε ακόμα διαθέσιμο προγραμματισμό (καλύτερη επιλογή).
• Χρησιμοποιήστε το PORTB για βοήθεια: Μεγαλύτερος κώδικας, αλλά λειτουργεί επίσης εάν το pinout είναι πολύ ακατάστατο.

Protip: Προσπαθήστε να επιλέξετε τον μικροελεγκτή με μικρότερη ποσότητα ακίδων προγραμματισμού, το ATTINY414 χρησιμοποιεί UPDI το οποίο χρησιμοποιεί μόνο 1 ακίδα για επικοινωνία, οπότε έχετε περισσότερες καρφίτσες GPIO διαθέσιμες.

Προγραμματισμός της συσκευής

Εάν έχετε υποδοχή προγραμματισμού για τη συσκευή SMD, ίσως θελήσετε να την προγραμματίσετε πριν συγκολλήσετε το MCU στον πίνακα ανάρτησης. Αλλά αν δεν το κάνετε, η συγκόλληση πρώτα μπορεί να σας βοηθήσει με τον προγραμματισμό. Τα χιλιόμετρα μπορεί να διαφέρουν. Στην περίπτωσή μου, συνδέω το PICKIT4 σε έναν πίνακα ξεμπλοκαρίσματος και στη συνέχεια χρησιμοποιώ το δάχτυλό μου για να σπρώξω το MCU στον πίνακα. Λειτουργεί αλλά δεν είναι πολύ καλό (η υποδοχή προγραμματισμού είναι τώρα στη λίστα επιθυμιών μου).

Βήμα 4: Συγκολλήστε τον μικροελεγκτή

Δεν υπάρχει τίποτα φανταχτερό σε αυτό το βήμα. Πρέπει να κολλήσετε τον μικροελεγκτή στην πλακέτα διαρροής. Υπάρχουν πολλά σεμινάρια στο Youtube σχετικά με τον τρόπο συγκόλλησης των εξαρτημάτων SMD. Συνοψίζοντας, τα βασικά είναι:

• Καθαρό άκρο συγκολλητικού σιδήρου
• Η σωστή ποσότητα συγκόλλησης
• Η σωστή θερμοκρασία
• Πολλή ροή
• Πολλή υπομονή και εξάσκηση

Σημαντικό: Βεβαιωθείτε ότι έχετε κολλήσει τον πείρο 1 της MCU στην καρφίτσα 1 της σανίδας διαρροής!

Τώρα που το MCU είναι κολλημένο στον πίνακα, μπορούμε να συνεχίσουμε στο επόμενο βήμα.

Βήμα 5: Συγκολλήστε τον πυκνωτή

Υπάρχει ένας γενικός κανόνας στα ηλεκτρονικά ότι όταν έχετε ένα IC στο κύκλωμά σας, προσθέστε έναν πυκνωτή 100nF κοντά στις ακίδες ισχύος του, και αυτό δεν αποτελεί εξαίρεση εδώ. Αυτός ο πυκνωτής ονομάζεται πυκνωτής αποσύνδεσης και θα κάνει το κύκλωμά σας πιο σταθερό. Το 100nF είναι μια γενική τιμή που λειτουργεί με τα περισσότερα κυκλώματα.

Πρέπει να κολλήσετε τον πυκνωτή όσο το δυνατόν πιο κοντά στις ακίδες Vcc και GND του MCU. Δεν υπάρχει πολύς χώρος εδώ, οπότε κόβω τα πόδια του σε μέγεθος και το κολλάω απευθείας στα πόδια του MCU.

Βήμα 6: Καθαρισμός ροής 1

Ενώ η ροή είναι απαραίτητη για τη συγκόλληση. Το να το αφήσετε στο χαρτόνι μετά τη συγκόλληση δεν σας κάνει καλό γιατί μπορεί να διαβρώσει τον πίνακα. Η ροή υπολειμμάτων θα μπορούσε να διαλυθεί χρησιμοποιώντας ισοπροπυλική αλκοόλη. Ωστόσο, πρέπει επίσης να σκουπίσετε τη ροή από τον πίνακα πριν εξατμιστεί το αλκοόλ ή αλλιώς η κολλώδης ροή θα καλύψει τώρα ολόκληρο τον πίνακα.

Αυτή είναι η τεχνική που χρησιμοποιώ και λειτουργεί αρκετά καλά: τοποθετήστε το χαρτόνι πλάγια σε ένα χαρτομάντιλο, μετά μουλιάστε μια επίπεδη βούρτσα ζωγραφικής με οινόπνευμα και γρήγορα "βάψτε" το αλκοόλ στον πίνακα προς τα κάτω στο χαρτομάντιλο. Θα δείτε κίτρινη ροή να εμφανίζεται στο χαρτομάντιλο. Για να βεβαιωθείτε ότι το μεγαλύτερο μέρος της ροής έχει αφαιρεθεί, ελέγξτε εάν η σανίδα σας δεν είναι κολλώδης και οι λίμνες ροής γύρω από τις αρθρώσεις συγκόλλησης εξαφανίζονται ως επί το πλείστον. Δείτε την παραπάνω εικόνα για περισσότερες λεπτομέρειες.

Αιτία αυτού του καθαρισμού: Για να καθαρίσετε τον μικροελεγκτή. Το κομμάτι θα είναι πολύ πιο δύσκολο να φτάσει αργότερα.

Βήμα 7: Κολλήστε την οθόνη 7 τμημάτων

Τώρα θα σπάσουμε τους κανόνες για τη συγκόλληση των συσκευών με το χαμηλότερο προφίλ και θα ξεκινήσουμε από την οθόνη των 7 τμημάτων. Με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσαμε απλά να κολλήσουμε τις αντιστάσεις στα πόδια της οθόνης 7 τμημάτων.

Δεδομένου ότι έχουμε πολύ περιορισμένες ελεύθερες οπές που έχουν απομείνει στον πίνακα, θα κόψουμε την κάτω κοινή καρφίτσα ανόδου της οθόνης για να ανοίξουμε τη θέση για την αρνητική ακίδα της θήκης της μπαταρίας. Μετά κολλήστε κανονικά. Απλώς λυγίστε τα πόδια της οθόνης προς τα έξω, κρατήστε τη στη θέση της (η ταινία κάλυψης μπορεί να είναι χρήσιμη εδώ) και κολλήστε την στην επάνω πλευρά του πίνακα.

Βήμα 8: Συγκολλήστε τις αντιστάσεις κάτω πλευράς

Το επόμενο βήμα θα ήταν η συγκόλληση των αντιστάσεων στην κάτω πλευρά του πίνακα. Πριν ξεκινήσουμε, τοποθετήστε ταινία ή αυτοκόλλητο διπλής όψης πάνω στα μαξιλάρια TSSOP που δεν χρησιμοποιήσαμε για να αποφύγετε βραχυκύκλωμα.

Τώρα που τα μαξιλάρια είναι καλυμμένα, βγάλτε τις αντιστάσεις σας και αρχίστε να λυγίζετε τα πόδια τους. Θα συνδεθούν μεταξύ των ποδιών MCU (ΑΡΙΣΤΕΡΑ πλευρά του πίνακα) και των ποδιών οθόνης (ΔΕΞΙΑ πλευρά του πίνακα). Βεβαιωθείτε ότι δεν αγγίζουν το ένα το άλλο και έχουν επαρκή κενά μεταξύ τους.

Protip: Ο πίνακας σας μπορεί να έχει μερικές τρύπες στον πίνακα. Αυτά είναι βολικά σημεία για να στερεώσετε το μπρελόκ. Βεβαιωθείτε ότι μία από αυτές τις τρύπες δεν καλύπτεται από τα πόδια των αντιστάσεων.

Βήμα 9: Συγκολλήστε τις αντιστάσεις στην επάνω πλευρά

Εάν δεν μπορείτε να τοποθετήσετε κάθε αντίσταση στην κάτω πλευρά του πίνακα, ίσως χρειαστεί να βάλετε μερικά στην επάνω πλευρά. Δεδομένου ότι ο μικροελεγκτής βρίσκεται επίσης σε αυτήν την πλευρά, θα πρέπει να συρρικνώσετε τα πόδια αντιστάσεων για να μην αγγίξετε τον μικροελεγκτή. Οι υπόλοιπες διαδικασίες παραμένουν ίδιες με το τελευταίο βήμα.

Βήμα 10: Συγκολλήστε το διακόπτη

Το επόμενο μέρος για συγκόλληση είναι ο διακόπτης που ενεργοποιεί και απενεργοποιεί την τροφοδοσία. Χρησιμοποιώ έναν διακόπτη διαφάνειας 1P2T εδώ.

Και πάλι λόγω περιορισμένων οπών που απομένουν, κόψτε τη μία πλευρική ακίδα του διακόπτη

Στη συνέχεια συγκολλήστε τον υπόλοιπο πείρο του διακόπτη. Αφήστε το κεντρικό πείρο να μην γίνει συγκόλληση.

Βήμα 11: Συγκολλήστε τα καλώδια και τους βραχυκυκλωτήρες

Με βάση τον σχεδιασμό σας, μπορεί να έχετε περισσότερη ή λιγότερη ποσότητα καλωδίων για συγκόλληση. Στο σχέδιό μου, υπάρχουν 2 καλώδια (καλώδια τροφοδοσίας για το MCU) και 2 βραχυκυκλωτήρες (ισχύς για την οθόνη και επιπλέον γέφυρα για το MCU).

Απλά κολλήστε τα σωστά και είστε έτοιμοι.

Βήμα 12: Καθαρισμός ροής 2

Λόγος για αυτόν τον καθαρισμό: Δεν θα έχουμε πλέον πρόσβαση στην κάτω πλευρά αφού κολλήσουμε τη θήκη της μπαταρίας, επομένως πρέπει να καθαρίσουμε τώρα.

Βήμα 13: Κολλήστε τη θήκη μπαταρίας + τυχόν επιπλέον βραχυκυκλωτήρες

Αυτό είναι το τελευταίο και πιο δύσκολο κομμάτι για συγκόλληση. Δεν μας έχουν απομείνει αρκετές ειδικές οπές για τη θήκη της μπαταρίας, γι 'αυτό θα την κολλήσουμε έτσι: Ο θετικός ακροδέκτης μοιράστηκε την τρύπα με το πόδι του διακόπτη που αφήσαμε χωρίς συγκόλληση (βήμα 10) και ο αρνητικός ακροδέκτης μπαίνει στην τρύπα που έχουμε αφήσει κόβοντας το πόδι της οθόνης (βήμα 7).

Στη συνέχεια, εάν έχετε επιπλέον άλτες για συγκόλληση, συγκολλήστε τους τώρα. Για το σχέδιό μου, μου έχει απομείνει ένας βραχυκυκλωτήρας γιατί πρέπει να συνδεθεί με τον αρνητικό πείρο της θήκης της μπαταρίας.

Δείτε την εικόνα για περισσότερες λεπτομέρειες.

Βήμα 14: Καθαρισμός ροής 3

Αιτία αυτού του καθαρισμού: Ο τελικός καθαρισμός.

Βήμα 15: Δοκιμή + Τελική επαφή

Πριν βάλουμε την μπαταρία, βεβαιωθείτε ότι κανένα πόδι δεν αγγίζει το ένα το άλλο, σπάστε τυχόν περίσσεια καλωδίων, ελέγξτε τη συγκόλλησή σας. Αφού ολοκληρωθούν, μπορείτε να βάλετε μια μπαταρία, να την ενεργοποιήσετε και θα πρέπει να λειτουργεί σωστά.

Εάν όχι, ελέγξτε ξανά όλες τις κολλήσεις σας και ίσως ελέγξτε αν το πρόγραμμα μικροελεγκτή σας είναι σωστό.

Βήμα 16: Τελικό προϊόν

Συγχαρητήρια! Έχετε φτιάξει τα δικά σας εξατομικευμένα μπιχλιμπίδια! Φροντίστε να το μοιραστείτε μαζί μου εδώ και να το απολαύσετε!