Programador AVR amb alta tensió: 17 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:12

Aquest és el meu primer instructible. La placa que vaig dissenyar és un programador AVR. El tauler combina les funcions de 4 taules prototipus independents que he construït en els darrers anys:

- Un programador AVR d’alta tensió, que s’utilitza principalment en dispositius ATtiny per configurar fusibles quan s’utilitza la línia de reinici per a E / S.

- Arduino com a ISP, 5V i 3v3 (compta com a dues de les funcions)

- Programador EEPROM NOR Flash (copia ràpidament d'una targeta SD a NOR Flash)

La placa utilitza reguladors de tensió LDO AMS1117 comuns per obtenir 5V i 3v3. La funció d’alta tensió requereix 12V. Per a això, he utilitzat un convertidor incremental MT3608 CC-CC. El mcu funciona a 16 MHz, 5 V. El desplaçament de nivell per a qualsevol cosa que requereixi 3v3 es realitza mitjançant un LVC125A. El LVC125A és el que trobareu a molts mòduls de la targeta SD. El mcu és un ATmega328pb. L'ATMega328pb és gairebé el mateix que l'ATMega328p més comú, tret que té 4 pins d'E / S més al paquet de la mateixa mida.

Aquest tauler és la versió 1.5. Novetats en aquesta versió més recent: - una interfície sèrie USB - fusibles poli ajustables - Indicadors de funció LED a sota dels botons de selecció de funcions.- Un commutador per controlar el restabliment de sèrie desconnectant el DTR del xip de sèrie USB. - un MOSFET per eliminar completament l’alimentació del DC-DC 12V quan no s’utilitza.

La placa té l'opció d'afegir una EEPROM de sèrie AT24Cxxx I2C i hi ha un connector I2C JST-XH-05 de 5 pins (GND / 5V / SCL / SDA / INT1) per connectar dispositius I2C.

Un dels aspectes més complicats d’aquest projecte va ser com carregar totes les funcions / esbossos al tauler. El mètode més senzill hauria estat descarregar simplement un esbós sempre que hagués de canviar de funció. Un altre mètode hauria estat combinar tots els esbossos. Vaig decidir contra aquests dos mètodes. El mètode de combinació hauria dificultat la integració dels canvis fets als esbossos de la font original. El mètode de combinació també té el problema que la quantitat de SRAM disponible no era suficient sense reescriure i aprofundir a les biblioteques i esbossos utilitzats, de nou un problema de manteniment.

El mètode que vaig escollir va ser escriure una aplicació anomenada AVRMultiSketch que funcioni amb Arduino IDE per carregar els esbossos en flash canviant les ubicacions de memòria. Les fonts d’esbós no es modifiquen de cap manera. Corren al tauler com si fossin l’únic esbós. Es descriu detalladament com funciona això al readme GitHub de codi obert per a AVRMultiSketch. Consulteu https://github.com/JonMackey/AVRMultiSketch per obtenir més informació. Aquest dipòsit també conté els esbossos que he utilitzat / escrit / modificat, que es poden utilitzar individualment.

Per canviar entre esbossos, el tauler té quatre botons: Restabliment i botons etiquetats amb 0, 1, 2. En engegar-lo o restablir-lo, si no feu res, s'executarà l'última funció seleccionada. Si manteniu premut un dels botons numerats, seleccioneu un esbós / funció. L’esbós es converteix en l’esbós seleccionat. Els LED blancs de sota de cadascun dels botons de funció s’il·luminen per reflectir la selecció actual.

Actualment, el tauler només allotja 3 esbossos, però en pot acollir uns quants més. En aquest cas, suposant només 3 bits / botons numerats, podria allotjar fins a 7 mantenint premut més d'un botó.

L'esquema s'inclou al següent pas

Hi ha disponible un suport de suport mínim a thingiverse. Consulteu

El tauler de la versió 1.5 es comparteix a PCBWay. Consulteu

Poseu-vos en contacte amb mi si voleu un tauler muntat i provat.

Pas 1: instruccions per muntar la junta

Segueix les instruccions per muntar el tauler (o gairebé qualsevol tauler petit).

Si ja sabeu com construir una placa SMD, aneu al pas 13.

Pas 2: Reuneix parts

Començo gravant un tros de paper a la taula de treball amb etiquetes per a totes les peces molt petites (resistències, condensadors, LED). Eviteu col·locar condensadors i LED un al costat de l’altre. Si es barregen, pot ser difícil distingir-los.

A continuació, empleno el paper amb aquestes parts. Al voltant de la vora hi afegeixo l’altra, de fàcil identificació.

(Tingueu en compte que faig servir aquest mateix tros de paper per a altres taulers que he dissenyat, de manera que només algunes de les ubicacions de la foto tenen parts al costat o a les etiquetes)

Pas 3: munteu el tauler

Utilitzant un petit tros de fusta com a bloc de muntatge, encallo la placa PCB entre dues peces de tauler prototip de ferralla. Les taules prototipus es mantenen al bloc de muntatge amb cinta adhesiva doble (no hi ha cinta a la pròpia PCB). M’agrada fer servir fusta per al bloc de muntatge perquè és naturalment no conductora / antiestàtica. A més, és fàcil moure-ho segons calgui quan es col·loquen peces.

Pas 4: apliqueu la pasta de soldadura

Apliqueu pasta de soldadura als coixinets SMD, deixant nus els coixinets passants. En ser dretà, generalment treballo de dalt a esquerra a baix a la dreta per minimitzar les possibilitats de tacar la pasta de soldar que ja he aplicat. Si unteu la pasta, utilitzeu una tovalloleta sense pelussa, com ara per eliminar el maquillatge. Eviteu utilitzar un teixit Kleenex. Controleu la quantitat de pasta que s’aplica a cada coixinet és cosa que us atrapa a través de proves i errors. Només voleu una petita xapa a cada coixinet. La mida del tampó és relativa a la mida i la forma del coixinet (aproximadament un 50-80% de cobertura). En cas de dubte, utilitzeu menys. Per als passadors que estan junts, com el paquet LVC125A TSSOP que he esmentat anteriorment, apliqueu una tira molt prima a tots els coixinets en lloc d’intentar aplicar una tapa separada a cadascun d’aquests coixinets molt estrets. Quan es fon la soldadura, la màscara de soldadura farà que la soldadura migri cap al coixinet, com si l’aigua no s’adhereixi a una superfície oliosa. La soldadura esborrarà o es traslladarà a una zona amb un coixinet exposat.

Faig servir una pasta de soldadura de baix punt de fusió (punt de fusió 137C). La segona foto és la placa v1.3 i el tipus de pasta de soldadura que faig servir.

Pas 5: col·loqueu les peces SMD

Col·loqueu les peces SMD. Ho faig de dalt a esquerra a baix a la dreta, tot i que no fa molta diferència a part de que és menys probable que perdeu una part. Les peces es col·loquen amb pinces electròniques. Prefereixo la pinça amb un extrem corbat. Agafeu una peça, gireu el bloc de muntatge si cal i col·loqueu la peça. Feu un toc lleuger a cada part per assegurar-vos que queda assegut al tauler. Quan col·loco una peça, faig servir dues mans per facilitar la col·locació. Quan col·loqueu un mcu quadrat, agafeu-lo en diagonal des de cantonades oposades.

Inspeccioneu la placa per assegurar-vos que els condensadors polaritzats estiguin en la posició correcta i que tots els xips estiguin orientats correctament.

Pas 6: temps per a la pistola d'aire calent

Faig servir una pasta de soldadura a baixa temperatura. Per al meu model de pistola, tinc la temperatura ajustada a 275C, el flux d’aire a 7. Mantingueu la pistola perpendicular al tauler a uns 4cm per sobre del tauler. La soldadura al voltant de les primeres parts triga una estona a començar a fondre’s. No tingueu la temptació d’accelerar les coses movent l’arma a prop del tauler. Això generalment resulta en bufar les parts al voltant. Un cop la soldadura es fongui, passeu a la següent secció superposada del tauler. Feu el vostre camí al voltant del tauler.

Faig servir una pistola d’aire calent YAOGONG 858D SMD. (A Amazon per menys de 40 dòlars.) El paquet inclou 3 broquets. Faig servir el broquet més gran (8 mm). Aquest model / estil el fabriquen o venen diversos venedors. He vist valoracions per tot arreu. Aquesta arma ha funcionat perfectament per a mi.

Pas 7: reforçeu-lo si cal

Si la placa té un connector de targeta SD muntat a la superfície o un connector d’àudio muntat a la superfície, etc., apliqueu una soldadura de filferro addicional als coixinets que s’utilitzen per fixar la seva carcassa a la placa. He comprovat que la pasta de soldadura sola no sol ser prou resistent per assegurar aquestes parts de manera fiable.

Pas 8: neteja / eliminació del flux SMD

La pasta de soldadura que faig servir s’anuncia com a “no neta”. Cal netejar el tauler, es veu molt millor i eliminarà les petites perles de soldadura del tauler. Utilitzant guants de làtex, nitril o goma en un espai ben ventilat, aboqueu una petita quantitat de Flux Remover en un petit plat de ceràmica o d’acer inoxidable. Torneu a tancar l'ampolla eliminadora de flux. Amb un pinzell rígid, claveu el pinzell al supressor de flux i fregueu una zona del tauler. Repetiu-ho fins que hagueu fregat completament la superfície del tauler. Utilitzo un raspall de neteja d’armes amb aquest propòsit. Les truges són més rígides que la majoria dels raspalls dentals.

Pas 9: col·loqueu i soldeu totes les parts del forat de la canal

Després que l’eliminador de flux s’hagi evaporat del tauler, col·loqueu i soldeu totes les parts del forat, de més curta a més alta, d’una en una.

Pas 10: Rentar els passadors dels forats

Utilitzant una pinça talladora a ras, retalleu els passadors del forat passant a la part inferior del tauler. Si ho feu, és més fàcil eliminar el residu de flux.

Pas 11: Torneu a escalfar els passadors del forat després de retallar-los

Per obtenir un aspecte agradable, torneu a escalfar la soldadura dels passadors del forat passant després de retallar-la. Això elimina les marques de cisallament que deixa el tallador.

Pas 12: traieu el flux del forat passant

Fent servir el mateix mètode de neteja que abans, neteja la part posterior del tauler.

Pas 13: apliqueu el poder al tauler

Apliqueu alimentació a la placa (6 a 12V). Si res freda, mesureu 5V, 3v3 i 12V. 5V i 3v3 es poden mesurar des de la pestanya gran dels dos xips reguladors. Es pot mesurar 12V a partir de R3, l’extrem de la resistència més proper a la placa a la part inferior esquerra (la presa de corrent és a la part superior esquerra).

Pas 14: carregueu el carregador d'arrencada

Al menú Eines Arduino IDE, seleccioneu el tauler i altres opcions per al mcu que voleu orientar.

Als dissenys de la meva placa gairebé sempre tinc un connector ICSP. Si no teniu un Arduino com a proveïdor d’Internet o algun altre programador ICSP, podeu crear-ne un en una placa de control amb la finalitat de descarregar el carregador d’arrencada a la placa del programador. Seleccioneu Arduino com a ISP a l’element del menú del programador i, a continuació, seleccioneu gravar el carregador d’arrencada. A més de descarregar el carregador d’arrencada, també es configuraran correctament els fusibles. A la foto, el tauler de l'esquerra és l'objectiu. El tauler de la dreta és l’ISP.

Pas 15: carregueu l'esbós múltiple

Seguiu les instruccions del meu dipòsit GitHub per a AVRMultiSketch per carregar l'esbós múltiple al flash mitjançant el port sèrie de la placa. El dipòsit GitHub AVRMultiSketch conté tots els esbossos que es mostren a la foto. Fins i tot si no teniu previst construir el tauler, podeu trobar útils els esbossos NOR Flash Hex i els AVR High Voltage.

Pas 16: Fet

També he dissenyat unes quantes taules adaptadores quan s’utilitzen xips sense muntar, com per exemple, quan es fa el panell.

- Adaptador ICSP ATtiny85. S'utilitza per programar un ATtiny85 autònom.

- ATtiny84 a ATtiny85. S’utilitza tant per a la programació d’alta tensió com per a connectar-lo a l’adaptador ATtiny85 ICSP.

- Adaptador de flaix NOR.

Per veure alguns dels meus altres dissenys, visiteu

Pas 17: versió anterior 1.3

Les fotos anteriors són fotos de la versió 1.3. La versió 1.3 no té sèrie USB, fusibles restablibles i LED indicadors de funció. Una variant de la versió 1.3 utilitza un ATmega644pa (o 1284P)

Si us interessa crear la versió 1.3, envieu-me un missatge (en lloc d’afegir un comentari).