Taula de continguts:

TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil: 10 passos (amb imatges)
TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil: 10 passos (amb imatges)

Vídeo: TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil: 10 passos (amb imatges)

Vídeo: TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil: 10 passos (amb imatges)
Vídeo: Ordering the X-Carve 2019 and Setup guide 2024, De novembre
Anonim
Image
Image
TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil
TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil
TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil
TinyDice: PCB professionals a casa amb tallador de vinil

Aquesta instrucció consisteix en una guia pas a pas que documenta un mètode de fabricació de PCB de qualitat professional a casa mitjançant l'ús d'un tallador de vinil, d'una manera fiable, senzilla i eficient. Aquest mètode permet la producció de PCB consistents i d’alta qualitat a casa amb pocs materials comuns i en un període de temps molt curt. Amb tots els fitxers a punt, es pot realitzar tot el procés en poques hores.

Assumpte de la guia, tinyDice:

Als efectes d’aquesta guia, el procés s’il·lustrarà amb la producció d’un lot de 3 tinyDice, una matriu electrònica basada en el microcontrolador atTiny85 amb charlieplexing de programari, que permet el control de 9 LEDs amb només 4 pins i 4 resistències. És una versió millorada del meu tinyDice original (2014), i tots els fitxers font necessaris per a aquesta instrucció es poden descarregar com a paquet comprimit al pas de subministraments.

Origen del mètode:

Com a entusiasta de l'electrònica, he tingut una bona experiència en la fabricació de PCB en el passat, però la majoria dels mètodes domèstics són excessivament poc fiables, com el mètode de transferència de tòner, o són excessivament complexos i laboriosos, com el mètode de l'encaminador CNC o l'UV mètode de fotoresistència (que he tractat en el passat al tinyDice original). A més, la qualitat final dels productes tendeix a ser força baixa, sobretot si intenteu implementar màscares de soldadura UV.

A partir d’aquestes experiències insatisfactòries, vaig decidir explorar mètodes alternatius per crear PCB a casa. Com recentment he començat a experimentar amb un tallador de vinil d'escriptori, se'm va ocórrer que un segell de vinil podia fer una màscara fiable i excel·lent per a l'aiguafort de PCB. En la primera investigació en línia, no vaig trobar referències de persones que utilitzessin segells de vinil per fabricar PCB, cosa que em va sorprendre, ja que sembla molt plausible. Això em va motivar a experimentar amb el procés i esbrinar si podia funcionar de manera fiable i eficient per transferir les traces de PCB de l'ordinador al coure.

Desenvolupament dels processos:

Fer traços de coure nets i constants en un PCB domèstic és en si mateix un èxit, però per tal que el PCB funcioni correctament i duri molt de temps, requereixen algun tipus de màscara soldadora, que impedeixi els ponts de soldadura no desitjats i protegeixi les traces de coure de la corrosió. Tradicionalment, la màscara de soldadura que s’utilitza té la forma d’una resina curable amb UV, que a la pràctica és bastant difícil de treballar.

Originalment, tenia la intenció d’utilitzar indirectament les malalties de vinil com a màscara per curar la màscara soldadora UV. Tanmateix, en diversos intents, no vaig poder aconseguir que la màscara soldadora UV es curés de manera fiable només als llocs previstos i mai no vaig poder fer una capa prou fina i uniforme, que finalment va resultar en un munt de taulers enrunats. Per tant, vaig desestimar aquesta idea i se'm va ocórrer que potser algun tipus de segell també es podria utilitzar directament com a màscara soldadora, tot i que certament no podria ser vinil, ja que no suportaria la calor de la soldadura per reflux.

Amb això en ment, vaig mirar la cinta Kapton, que és autoadhesiva, fina i promet resistir temperatures prou altes per soldar. La cinta Kapton es ven en rotlles, però se'm va ocórrer que si s'aplicava sobre el suport del vinil convencional, es podria tallar directament al tallador de vinil i utilitzar-la directament com a segell. Des del primer assaig d’això, era evident que la cinta Kapton es comportava de manera prometedora a la talladora de vinil, tot i que tots els talls que passaven per sobre de petites bombolles estaven dentats o incomplets, de manera que la clau per a segells perfectes de kapton era aplicar la cinta perfectament al suport de vinil sense deixar que cap aire quedi atrapat a sota. Això inicialment va resultar bastant complicat, ja que Kapton és excessivament prim i enganxós, però en intentar establir-lo amb una targeta de plàstic estàndard em vaig adonar que es podia fer perfectament i fàcilment d’aquesta manera.

Mitjançant aquests assaigs iteratius també vaig observar algunes de les limitacions pràctiques del procés, que mailny tenen a veure amb que la màscara de coure era originalment un segell. Aquestes limitacions es van convertir en un conjunt de pautes de disseny per fer fiable aquest procés.

Pas 1: materials, subministraments i eines

Materials, subministraments i eines
Materials, subministraments i eines
Materials, subministraments i eines
Materials, subministraments i eines

Materials:

  • PCB en blanc de 5 x 10 cm
  • Vinil autoadhesiu de 10 x 15 cm
  • Cinta Kapton de 50 mm d'ample
  • Pel·lícula de transferència de vinil de 10 x 15 cm

Subministraments:

  • Fertilitzant de clorur fèrric
  • Alcohol isopropílic
  • Pasta de soldadura
  • Filament PETG (per a la caixa del clauer)

Eines:

  • tallador de vinil d'escriptori (faig servir el Silhouette Cameo 3, però qualsevol equip bàsic funcionarà)
  • Estació de reelaboració d'aire calent (no indispensable, però útil)
  • soldador
  • targeta de plàstic (identificació antiga o qualsevol tipus)
  • USBtinyISP o Arduino com a ISP
  • tallador d’acrílic manual (es pot fer a casa des d’una secció de la fulla de serra antiga)
  • Paper de vidre granulat de 220 i 400
  • Impressora 3D (opcional, només per fer la caixa del clauer)

Programari:

  • Silhouette Studio (o equivalent per a altres marques de talladors de vinil)
  • EAGLE CAD (no és necessari si no teniu intenció de modificar el disseny)
  • Photoshop o qualsevol editor d'imatges (no és necessari si no teniu intenció de modificar el disseny)
  • Arduino IDE + atTinyCore
  • AVRDUDESS
  • Slic3r o qualsevol altre programari d'impressió 3D.
  • paquet de recursos tinyDice, (disponible per descarregar en aquest pas com a fitxer RAR)

Components:

per a cada tinyDice85:

  • 9x LEDs SMD 3528 (qualsevol color, recomanable igual)
  • 1x attiny85 (SOIC)
  • 4x resistències 0805 de 33 ohms (el valor exacte no és crític, utilitzeu qualsevol valor similar, però igual!)
  • 1 polsador SMD
  • 1 clip de bateria CR20XX
  • 1 bateria CR2032

Per a la plantilla de programació:

  • 6x pins de pogo
  • Capçalera masculina 1x 2x3 (per a ISP)
  • Capçalera masculina 1x 2x1 (per a fonts VCC externes)
  • 1 regulador LDO AMS1117 3,3v (SOT-23)

Pas 2: prepareu tots els adhesius

Prepareu tots els adhesius
Prepareu tots els adhesius
Prepareu tots els adhesius
Prepareu tots els adhesius
Prepareu tots els adhesius
Prepareu tots els adhesius

Per a aquest procés de fabricació de PCB a casa, els adhesius participen en tres etapes; Com a màscara per gravar el coure revestit, com a màscara de soldadura per protegir les traces i restringir la soldadura i com a plantilla per aplicar pasta de soldadura als coixinets. Per tal d’optimitzar el procés al màxim, es poden preparar tots els adhesius en un sol seient.

Preparació dels fitxers per tallar:

Si no teniu intenció de modificar el disseny, podeu utilitzar directament les imatges preparades o el fitxer Silhouette Studio amb tots els adhesius. Si utilitzeu un altre disseny, feu el següent per preparar el fitxer per tallar:

Com que la majoria dels programes gratuïts de tall de vinil funcionen amb imatges, hem d'exportar el disseny des d'EAGLE com a imatge d'alta resolució. Per a això, primer amagueu tota la capa, excepte TOP i VIAS, i després exporteu el tauler com a imatge en MONOCHROME i com a mínim 1500 dpi. A continuació, repetiu el procés però només amb la capa Tstop, per obtenir només els coixinets.

Un cop exportades les imatges, és recomanable fer una mica de neteja a Photoshop per augmentar la fiabilitat del procés. Per a la imatge revestida de coure, consisteix a esborrar qualsevol petita àrea de coure aïllada o connectar-la a àrees més grans, esborrar el centre de tots els forats i augmentar el joc al voltant de les tèrmiques. Per a la imatge dels coixinets, heu d’ajustar-los sobre una forma negra que desbordi una mica tot el coure revestit.

A continuació, importeu les imatges al programari de tall de vinil, traqueu-les i reduïu-les a una mida de 100 x 100 mm. Un dels avantatges dels panells de PCB és que teniu una referència constant per escalar-los adequadament independentment de la resolució.

Preparació de la cinta Kapton per tallar:

La cinta Kapton és un material fantàstic, però per fer-ne ús com a adhesiu, primer hem de col·locar-la sobre un suport pla. Per a això utilitzarem el respatller de la cinta de transferència de vinil, de manera que peleu el paté i reserveu-lo temporalment, tenint cura de mantenir-lo net. A continuació, desenrotlleu un segment de cinta i apliqueu-lo amb cura sobre el suport de paper de cera utilitzant una targeta de plàstic com a racó per assegurar-vos que no quedi cap bombolla atrapada a sota. Us recomano preparar-vos en excés del que espereu utilitzar, ja que és possible que alguns adhesius no surtin perfectament.

Tallar els adhesius:

Quan tingueu tots els adhesius traçats i redimensionats al programari de tall de vinil, procediu a col·locar el material de vinil autoadhesiu en una cantonada de la catifa de tall i col·loqueu la cinta Kapton posterior en una altra cantonada.

A continuació, al programari, col·loqueu només els dissenys de plantilles de pasta de soldadura revestida de coure a la zona corresponent al vinil i configureu els paràmetres de tall a: Velocitat 3, Profunditat de la fulla 1, Pressió 8. Envieu el treball per tallar i deixeu fer la màquina és cosa.

Finalment, desplaceu-vos dels dissenys utilitzats anteriorment i col·loqueu només el disseny de la màscara de soldadura a la zona corresponent a la cinta Kapton. Definiu els paràmetres de tall a: Velocitat 1, Profunditat de la fulla 1, Pressió 3. Procediu a enviar el treball a la màquina i, un cop acabat, traieu amb cura tant el vinil autoadhesiu com els materials Kapton de la catifa de tall. Aneu amb compte de no fer plecs forts quan els peleu.

Desherbar els adhesius:

Per transferir els adhesius de vinil al PCB, hem de fer servir la pel·lícula de transferència de vinil per garantir que totes les regions es transfereixin al seu lloc. Per poder transferir només els segments previstos del segell, hem d’eliminar totes les zones no desitjades abans d’aplicar la pel·lícula de transferència. Per a això, utilitzeu un tallador i aixequeu amb cura un racó de la zona no desitjada. Col·loqueu el tallador per sota i premeu el vinil sobre la fulla perquè quedi enganxat. A continuació, estireu el tallador i l'excés hauria de començar a pelar-se. Depenent del disseny, totes les zones no desitjades poden sortir com una sola peça. Un cop desherbades, col·loqueu la pel·lícula de transferència NOMÉS sobre els adhesius revestits de coure i rebutgeu tot l’excés. En aquest moment, els adhesius de vinil estan a punt per utilitzar-se. Els adhesius de cinta Kapton són una sola peça perquè es puguin transferir directament sense la pel·lícula de transferència.

Pas 3: gravar el revestiment de coure

Graveu el revestiment de coure
Graveu el revestiment de coure
Graveu el revestiment de coure
Graveu el revestiment de coure
Graveu el revestiment de coure
Graveu el revestiment de coure

Aquest és el pas més important del procés, ja que la qualitat de les traces de coure determinarà la taxa d’èxit dels productes finals. Si es fa amb cura, pot ser del 100%.

Transferència de l'adhesiu CLAD al coure:

Per tal de garantir uns resultats nets i fiables, primer heu de desgreixar el PCB en blanc amb alcohol isopropílic. Si el blanc és vell, es recomana lijar bé la superfície amb paper de vidre granulat de 320-400 fent petits cercles al llarg del tauler.

Un cop neta, és hora de transferir l’adhesiu al coure. Per a això, primer peleu una cantonada de la pel·lícula de transferència i col·loqueu l'adhesiu cap per avall sobre una taula neta. A continuació, procediu a desprendre lentament el paper de la transferència fent un plec afilat i estirant per la taula. D’aquesta manera, fins i tot els petits coixinets s’han d’enganxar a la transferència i no quedar-se al paper. No us preocupeu, però, si un o dos coixinets queden enrere, podeu col·locar-los manualment més tard.

A continuació, mantingueu la transferència de vinil amb l’adhesiu dins de les puntes dels dits (enganxeu-los lleugerament a la vora) i alineeu lentament l’adhesiu sobre el tauler abans de col·locar-lo cap avall. Un cop alineats, col·loqueu-lo sobre el coure i premeu-lo de forma ràpida amb els dits FORMAR EL CENTRE cap a fora, per evitar bombolles atrapades. A continuació, utilitzeu una targeta de plàstic per estirar tota la superfície per tal de garantir que el vinil s’enganxi fortament al coure. Procediu a desprendre la pel·lícula de transferència de vinil del revestiment de coure de la mateixa manera que vau pelar el suport del paper i col·loqueu manualment els coixinets que quedin enrere. Si l'adhesiu no cobreix tot el blanc, podeu cobrir les zones restants amb cinta adhesiva transparent per evitar gravar l'excés de coure i fer un ús excessiu dels subministraments.

Gravat de coure revestit:

Per al procés de gravat, necessitareu 2 envasos rectangulars d'estil Tupperware, un petit pal de fusta i el colorant de clorur fèrric.

El tauler preparat amb el segell CLAD està gairebé a punt per gravar-lo, però és molt important netejar-lo una vegada més amb alcohol isopropílic per eliminar qualsevol residu de la pel·lícula de transferència i assegurar un aiguafort uniforme i complet, sense que quedi coure no desitjat.

Per preparar el clorur fèrric per a l'aiguafort, aboqueu-lo a un dels envasos fins a la meitat aproximadament i afegiu al voltant d'un 30% més d'aigua. durant 15 segons ABANS de col·locar-la al PCB per accelerar el procés de gravat.

Finalment, col·loqueu el tauler al clorur fèrric i deixeu-lo enfonsar. El procés pot trigar una estona, però és important tornar cada 10 a 15 minuts per remoure la solució i comprovar el progrés. Perquè només heu d’utilitzar una petita ferralla per arribar al tauler i inclinar-la dins i fora de la solució unes quantes vegades. Això farà moure la solució per garantir que reaccioni de manera uniforme i us permetrà veure quanta quantitat de coure s'ha eliminat. Seguiu fent això fins que no vegeu més coure exposat, però no deixeu-lo més temps, ja que el colorant pot començar a trencar-se sota l'adhesiu i danyar les traces. Mentrestant, deixeu el pal a l’altre contenidor per evitar que es tinguin res amb la solució addicional, ja que és molt propens a les taques i també té una olor ferrosa molt forta.

Un cop feta, traieu el tauler de l'embotit i esbandiu-lo bé amb abundant aigua i sabó. Després d’això, agafeu un embut o feu-ne un amb una làmina de plàstic i col·loqueu-lo sobre una ampolla de PP buida per recuperar i emmagatzemar el producte. MAI rebutgeu el clorur fèrric gastat pel desguàs, reutilitzeu-lo al màxim i deixeu-lo assecar i, a continuació, elimineu-lo com a sòlid.

El gravat és el pas que més temps requereix del procés. Si es fa amb clorur fèrric fresc, es pot aconseguir en menys d'una hora, però, amb subministraments reutilitzats, pot trigar més de 4 hores a completar-se, així que tingueu paciència i comproveu-ho periòdicament.

Pas 4: Tallar i polir els daus

Talleu i liureu els daus
Talleu i liureu els daus
Talleu i liureu els daus
Talleu i liureu els daus
Talleu i liureu els daus
Talleu i liureu els daus

Un dels avantatges dels panells de PCB és que podeu fer servir el panell com a guia per tallar i, a més, és més fàcil manejar un tauler més gran. Per separar els taulers i donar-los un acabat adequat, primer els hem de tallar i esmolar les vores i les cantonades.

El tall del PCB no es pot fer amb un tallador, tisores o serres normals, ja que és probable que aquests processos fallin o danyin les taules. Per tallar, utilitzarem una senzilla eina de garra que raspa gradualment capes de cada pas, tallant una ranura fins a la seva fi. Aquestes fulles es venen comercialment com a talladores d'acrílic, però també es poden fer a casa amb algunes fulles de serra trencades. és recomanable ressaltar la fulla durant el procés, ja que les taules de fibra de vidre desgasten la vora ràpidament. No cal tallar tot el camí, només la major part del camí i, després, simplement treure cada peça.

Després de tallar, les vores són bastant rugoses i desiguals, de manera que les hem de polir primerament amb paper de vidre de gra de 240 i després amb unes de 400 per obtenir una suavitat addicional. Assegureu-vos que també arrodoneu les cantonades seguint la forma del revestiment de coure.

Finalment, utilitzeu un tallador per pelar amb cura els adhesius dels taulers. Això es pot fer abans de tallar, però els adhesius ajuden a protegir el coure durant el procés de tall.

Pas 5: Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask

Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask
Aplicació dels adhesius Kapton Soldermask

Ara, amb les taules tallades, ja estem gairebé a punt per muntar el circuit, però, per garantir que les traces de coure estiguin protegides a llarg termini i que la soldadura quedi només on hauria de fer-ho, necessitem una màscara de soldar, que es fabrica convencionalment amb resines de cura UV.. El procés tradicional és força tòxic, desordenat i poc fiable, de manera que cal una alternativa més pràctica per a la fabricació domèstica.

En aquest cas, aprofitem la cinta Kapton com a màscara soldada per la seva alta resistència a la temperatura i les seves propietats autoadhesives. Per transferir els adhesius als PCB, tornarem a utilitzar el tallador com a suport. Abans de transferir els adhesius, netegeu bé els PCB amb alcohol fregant per eliminar qualsevol greix o residu del vinil. A continuació, procediu a aixecar amb cura l’adhesiu Kapton del paper de suport amb el tallador (vegeu la imatge 2). Per a això, primer aixequeu una petita cantonada de l’adhesiu amb el tallador i premeu-la contra la fulla perquè s’enganxi i, a continuació, estireu el tallador del paper sense fer cap arruix a la vora afilada fins que l’adhesiu sencer surti del paper. i es queda enganxat a la fulla.

Finalment, és important assegurar-se que l’adhesiu estigui correctament alineat amb els coixinets abans de col·locar-lo al seu lloc, de manera que traieu-lo suaument sobre el PCB amb el tallador i raspalleu-lo lleugerament sobre el tauler unes quantes vegades; flota a la superfície, cosa que us permetrà ajustar la ubicació abans de prémer-la al seu lloc. Si el segell s’enganxa prematurament, peleu-lo amb cura del tauler mentre el feu pel paper i repetiu l’alineació. Quan estigueu correctament alineats, premeu-lo fermament sobre els PCB amb els dits i traieu el tallador amb cura de l'adhesiu per acabar de configurar-lo. A continuació, netegeu les taules de nou amb alcohol i ara els PCB ja estan acabats oficialment. Es poden utilitzar de seguida o emmagatzemar per després.

Pas 6: muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura

Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura
Muntar els daus: aplicar la pasta de soldadura

Un avantatge dels circuits SMD és que es poden soldar amb pasta d’una manera molt fiable i ràpida mitjançant l’ús d’una plantilla senzilla per aplicar-la només als coixinets, que es pot reutilitzar per a qualsevol nombre d’unitats. Les plantilles SMD convencionals es fabriquen en acer, de manera que són bastant cares i poc pràctiques per a la realització de prototips, però, la plantilla també es pot fer amb adhesius de vinil. Per a això, utilitzem tant la versió original com la versió reflectida de l'adhesiu per crear una plantilla de plàstic que no sigui autoadhesiva.

El solderpaste conté una gran quantitat de flux, de manera que es redueix significativament en reflotar. Per tant, hem d’aplicar una capa prou gruixuda per garantir que les juntes s’omplen correctament de soldadura. Per tal que la plantilla tingui el gruix adequat, hem de posar 4 adhesius de vinil junts. Feu-ho amb cura per assegurar-vos que els forats estan perfectament alineats durant tot el trajecte.

A continuació, creeu una petita vora al voltant d’un tauler amb PCB de rebuig o qualsevol altre material del mateix gruix i poseu la plantilla al seu lloc per un sol costat perquè serveixi de frontissa, assegurant l’alineació adequada de la plantilla sobre els coixinets (vegeu la imatge 2).

Finalment, utilitzant qualsevol tipus d’eina de vora recta, agafeu una mica de pasta de soldar i comenceu a estendre-la per la plantilla fins que s’omplin tots els forats i torneu a raspar la resta a l’ampolla amb la mateixa eina. No toqueu la pasta de soldar directament, ja que conté plom, cosa que s’evita millor. No us preocupeu si el toqueu, només netejar-lo bé.

Aixequeu la plantilla i traieu el tauler de la plantilla. Repetiu el procés per a totes les taules que vulgueu muntar. Ara els taulers estan preparats per omplir i soldar.

Pas 7: Soldadura de població i reflux

Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux
Soldadura de població i reflux

Amb la pasta de soldadura a les taules, és hora de poblar tots els components. Per a això, utilitzeu unes pinces de puntes fines i col·loqueu acuradament cada component sobre els seus coixinets, assegurant una orientació i alineació adequades (vegeu la imatge 2). Preneu-vos el temps fent això i corregint qualsevol error. Un cop col·locats tots els components, engegueu l'eina de reflux d'aire i comenceu a preescalfar tot el tauler posant-lo en cercles (veure imatge 3). A continuació, procediu a dirigir l'aire calent directament sobre cada coixinet fins que reflueixin completament (imatge 4). Quan acabeu de reflotar, és hora d'afegir el clip de la bateria. Per a això, foradeu els centres dels 2 coixinets rodons més grans i col·loqueu el clip de la bateria a la part inferior del tauler. També és recomanable enganxar el clip de la bateria al tauler amb Epoxi per alleujar la tensió dels pins d'alimentació, ja que el clip subjectarà el tauler a la caixa. En aquest moment, el PCB està completament muntat i llest per a la seva programació.

Pas 8: imprimiu en 3D les fundes del clauer

Impressió 3D dels estoigs del clauer
Impressió 3D dels estoigs del clauer
Impressió 3D dels estoigs del clauer
Impressió 3D dels estoigs del clauer
Impressió 3D dels estoigs del clauer
Impressió 3D dels estoigs del clauer

Les fundes impreses en 3D són opcionals, però molt recomanables, ja que afegeixen molt de caràcter a l’objecte convertint-lo en un clauer, alhora que protegeixen l’encuny. És obligatori imprimir-los en PETG per garantir una alta durabilitat, ja que el PLA probablement es trencarà molt ràpidament. Vaig fer dues versions de la funda, una amb un suport buit per treure la bateria i una altra amb el meu logotip a la part posterior, que manté la bateria segura i oculta. Com que el circuit consumeix molt poca energia, la bateria es pot quedar atrapada dins de la funda sense cap problema.

Per muntar la caixa, només cal que premeu el clip de la bateria a la impressió 3D fins que el tauler quedi al ras de la vora. Segons el clip de bateria exacte, és possible que hagueu de llevar lleugerament o augmentar l’alçada de la caixa per assegurar-se que s’adapta completament, així que assegureu-vos de comprovar-ho abans de muntar-lo. Si cal, però, es pot obrir la caixa tirant lentament del tauler cap a la vora.

Pas 9: Feu una plantilla de programació

Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació
Feu una plantilla de programació

Ara els tinyDice estan completament muntats, però hem de programar-los perquè facin el que cal. Per a això, fem servir una plantilla de pogo que contacta amb tots els blocs de programació de la placa i es connecta a un programador d’ISP, que pot ser un USBtinyISP o qualsevol Arduino com a ISP. el tinyDice té tots els pins de programació disponibles en coixinets amb un espaiat estàndard de 100 molins (2,54 mm), per tal de permetre el muntatge de la plantilla en un tauler perforat estàndard. Seguiu el diagrama de connexió per enllaçar cada pin pogo a la capçalera de l'ISP. Amb finalitats de desenvolupament, he fet una plantilla doble que també serveix per a una altra placa en la qual estic treballant i he incorporat un regulador LDO per no esgotar les bateries durant les proves, però per a una programació única podem utilitzar la potència directament de la bateria

tinyDice està dissenyat per funcionar a 3 volts, de manera que programar-los a 5 volts suposa el risc de danyar els pins IO del microcontrolador, els LED o fins i tot el programador, ja que s’extreuria massa corrent a través de les resistències limitadores de corrent del LED. Per tant, per programar el xip sense danyar res, hem d’utilitzar el voltatge natiu de la bateria. Si utilitzeu un USBtinyISP, simplement traieu el pont d’alimentació, que alimentarà el canvi de palanca lògic intern de la bateria del tinyDice i, si utilitzeu un Arduino, simplement deixeu l’alimentació sense connectar per alimentar només els daus amb la bateria i afegiu una resistència de la sèrie 5k a cada línia de dades.

Pas 10: Programació dels daus

Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus
Programació dels daus

Per al procés de programació, munteu acuradament la plantilla sobre els daus mitjançant separadors i assegureu-vos que tots els pins de pogo premeu correctament sobre els coixinets corresponents. Aneu amb compte i no feu lliscar el troquel per sota dels passadors, ja que és molt fàcil trencar-los. A continuació, connecteu l'USBtinyISP a la plantilla i a l'ordinador.

Obriu l’IDE Arduino, carregueu l’esbós tinyDice i seleccioneu el xip atTiny85 amb USBtinyISP com a programador. Feu clic al botó de pujada i comproveu els daus; 2 LEDs haurien de començar a parpellejar durant un temps. Si tot té èxit, ara el tinyDice està programat, acabat i llest per utilitzar. Repetiu el procés de programació per a totes les unitats que hàgiu fet i després deseu la plantilla completament muntada per protegir els passadors de pogo.

El codi:

El programa del tinyDice és tal que mostra primer una animació "pensant" i, a continuació, genera un número aleatori entre 0 i 9 que es mostra durant uns segons. Totes les transicions es fan amb PWM per a cada LED per permetre esvaïments. Després de mostrar el número i esvair-se, el processador entra en mode de repòs, cosa que atura essencialment el consum de la bateria, de manera que la bateria teòricament hauria de durar uns 6.000 "llançaments" de daus.

Tot el codi s’estructura al voltant d’una interrupció del temporitzador de 8 Khz que gestiona el charlieplexing i el PWM de 10 passos per a cada LED, així com l’avanç de les animacions. A l'esbós d'Arduino es comenten explicacions més detallades de cada funció.

Conclusions:

Els resultats d’aquest mètode per a la fabricació de PCB domèstics van superar amb escreix les meves expectatives inicials, ja que vaig trobar que pot ser extremadament fiable i produir resultats de molt alta qualitat per a un prototipatge fàcil i ràpid de circuits SMD i de forats passants. Per això, animo els bricoladors a provar aquest mètode per als seus propis dissenys i compartir els vostres resultats i troballes amb la comunitat.

Aquesta nova versió del tinyDice és en si mateixa un objecte molt divertit i divertit per tenir i compartir amb els amics, ja que les animacions i el estoig del clauer el fan molt únic i interessant. Espero que us hagi agradat aquest instructiu i compartiu els vostres comentaris i experiències sobre el tema perquè el mètode continuï evolucionant. A més, no dubteu a experimentar amb el codi i compartiu qualsevol variació interessant per provar d'altres.

Aquesta guia participa en el concurs de disseny de PCB, així que si us plau voteu-la si la considereu digna i compartiu-la amb els vostres amics i entusiastes de l'electrònica.

Desafiament de disseny de PCB
Desafiament de disseny de PCB
Desafiament de disseny de PCB
Desafiament de disseny de PCB

Accèssit al PCB Design Challenge

Recomanat: