Missatges personalitzats que mostren quincalla: 16 passos

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:13

Cap al mes passat, donàvem la benvinguda als nostres primers estudiants de primer any al departament. Al meu amic se li va ocórrer la idea que havíem de tenir algun tipus de regal per a ells, i aquesta és la meva idea per això. Vaig trigar un dia a experimentar sobre com construir el primer i després diverses hores per construir la resta 4.

El quincalla està controlat per ATTINY414. El missatge s’emmagatzema a l’MCU i després es mostra una lletra a la vegada a la pantalla comuna de 7 segments d’ànode. Podeu tenir un missatge molt llarg ja que la meva paraula de 10 lletres només ocupava 400 bytes d’espai del programa al dispositiu 4k. Els 7 segments que presenten pins de càtode estan connectats a la MCU mitjançant resistències 1k.

Vaig intentar utilitzar tantes parts que ja tinc a mà com sigui possible i resulta que només hem de comprar suports i bateries. El quincalla també és bastant barat de construir, arribant a poc més de 2 $ cadascun sense tenir en compte la bateria.

Aquesta peça és ideal per decorar o penjar a la bossa.

Nota: aquest és el meu primer instructable i vaig fer menys fotos de les que hauria de fer. Els compensaré dibuixant alguns esbossos per als passos que no tinc. També disculpeu l’escriptura potencialment confusa.

Nota 2: Podeu utilitzar qualsevol microcontrolador per a aquest projecte, però la ubicació en aquest instructiu és per a ATTINY414 i altres dispositius compatibles amb pins.

Subministraments

(La llista és per 1 peça)

Parts

• 1x tauler Breakout per al xip SOP28 / TSSOP28
• 1x ATTINY414 (podeu utilitzar altres microcontroladors i adaptar-los vosaltres mateixos)
• Resistències 7x 1k (THT, 1/4 o 1/8 W)
• 1x condensador 100nF (THT o SMD)
• Pantalla amb 1 segment de 0,56 en ànode comú de 7 segments
• 1x interruptor lliscant
• 1x porta-bateria de cèl·lula de moneda (he utilitzat CR2032 aquí).
• Alguns cables AWG30 i potes de resistència (per saltar en zones reduïdes)
• Adhesiu o cinta de doble cara (per cobrir l'àrea per evitar curtcircuits)
• Tub retràctil d'1 mm
• 1x clauer

Eines

• Extractor de ferro i soldadura
• Mans ajudants o porta PCB
• Soldadura de petit diàmetre (he utilitzat 0,025 polzades).
• RMA Flux
• Tovalloletes amb alcohol o alcohol isopropílic + raspall pla
• Paper de seda
• Cinta adhesiva
• Programador de microcontroladors (basat en el vostre MCU)

Pas 1: Disseny general

Aquests esbossos són la disposició aproximada de com es col·loquen les coses al tauler de ruptura del meu disseny.

Nota: El tauler de ruptura que faig servir té un número de pin a cada forat basat en la numeració de pota IC comuna a cada costat. Quan tracti aquests forats, utilitzaré Txx per a la part superior (on es col·loca la MCU) i Bxx per a la part inferior. Si esteu confós sobre on soldar les coses, consulteu aquestes imatges.

Pas 2: proveu els components

Abans de començar, assegureu-vos que les peces estan en bon estat, especialment el microcontrolador i la pantalla. Atès que les peces s’amuntegaran en espais reduïts, acabant-la i després s’adonarà que la pantalla no funciona és l’últim que voleu, així que proveu-les primer.

Pas 3: programa el microcontrolador

El programa

El programa per al microcontrolador és força senzill i consta dels passos següents:

• Estableix els pins per a la primera lletra.
• Retardar una mica
• Estableix els pins alts per deixar en blanc la pantalla (opcional)
• Retardar una mica
• Estableix els pins per a la segona lletra.
• Esbandida i repeteix

He adjuntat el codi que he utilitzat. Podeu compilar-lo amb un compilador XC8 a MPLAB X. Tot i això, com que he utilitzat PA0 per al segment A, haureu de desactivar UPDI mitjançant el bit de fusible perquè funcioni (explicació a continuació).

Selecció dels ports adequats

Ara heu de seleccionar els ports del microcontrolador que voleu utilitzar. Normalment, per al microcontrolador de 14 pins, hi haurà un port de 8 bits i un de 4 bits. Com que la pantalla de 7 segments té 8 pins de càtode (inclòs el punt decimal), utilitzar el port de 8 bits és el més convenient perquè podeu utilitzar l'accés directe al port per establir el valor del port en una sola ordre.

Consideració 1: traços creuats

Tanmateix, l’elecció pot variar a causa del pinout del microcontrolador i l’enrutament del cable entre la vostra MCU i la pantalla. Per fer el treball més senzill, voleu la mínima quantitat de traços creuats.

Per exemple, a ATTINY414 el port de 8 bits és PORTA. Si heu assignat PA0 al segment A, PA1 al segment B, etc., la quantitat de traça creuada és 1 (segment F i G), cosa que per a mi és acceptable.

Protip: un costat del tauler pot contenir cinc resistències de 1/4 w de forma segura.

Consideració 2: funcions alternatives dels pins

En alguns casos, si els pins del port que voleu utilitzar tenen funcions alternatives com ara pins de programació, aquests pins no funcionaran com a pins GPIO, per tant, és possible que hagueu d’evitar-los o desactivar-los completament, la vostra opció és la vostra.

Per exemple, a ATTINY414 el pin de programació UPDI és al pin A0 de PORTA. Si utilitzeu aquest port com a sortida, no funcionarà perquè el port s'utilitzarà com a UPDI en lloc de GPIO. Aquí teniu 3 opcions amb els seus pros / contres:

• Desactiveu UPDI mitjançant els fusibles: no podreu tornar a programar el dispositiu tret que utilitzeu 12v per tornar a activar la funció UPDI (malauradament ho he fet, però no cal que ho feu).
• Utilitzeu només PA7-PA1: aquí no podreu utilitzar un punt decimal tret que també utilitzeu PORTB per ajudar-vos, però encara teniu programació disponible (millor opció).
• Utilitzeu PORTB per ajudar: el codi és més llarg, però també funciona si el pinout és massa desordenat en cas contrari.

Protip: Intenteu seleccionar el microcontrolador amb menys quantitat de pins de programació, ATTINY414 utilitza UPDI, que només utilitza 1 pin per comunicar-se, de manera que teniu més pins GPIO disponibles.

Programació del dispositiu

Si teniu un sòcol de programació per al dispositiu SMD, és possible que vulgueu programar-lo abans de soldar l'MCU a la placa de sortida. Però si no, la soldadura primer us pot ajudar amb la programació. El quilometratge pot variar. En el meu cas, connecto el PICKIT4 a una placa de sortida i després faig servir el dit per empènyer la MCU contra la placa. Funciona, però no és molt bo (el sòcol de programació ja és a la meva llista de desitjos).

Pas 4: soldeu el microcontrolador

No hi ha res de fantàstic en aquest pas. Heu de soldar el microcontrolador a la placa de sortida. Hi ha un munt de tutorials a Youtube sobre com soldar les peces SMD. En resum, els aspectes bàsics són:

• Punta de soldar neta
• La quantitat adequada de soldadura
• La temperatura adequada
• Molt flux
• Molta paciència i pràctica

Important: assegureu-vos de soldar el pin 1 de la MCU al pin 1 del tauler de ruptura.

Ara que la MCU està soldada al tauler, podem continuar amb el següent pas.

Pas 5: soldeu el condensador

Hi ha una regla general a l’electrònica que, quan teniu un circuit integrat al circuit, afegiu un condensador de 100 nF a prop dels pins d’alimentació, i aquí no n’hi ha cap excepció. Aquest condensador s’anomena condensador de desacoblament i farà que el vostre circuit sigui més estable. 100nF és un valor general que funciona amb la majoria de circuits.

Heu de soldar el condensador el més a prop possible entre els pins Vcc i GND de la MCU. Aquí no hi ha gaire espai, així que acabo de tallar-ne les cames a mida i soldar-les directament a les cames de la MCU.

Pas 6: neteja de flux 1

Tot i que el flux és essencial per a la soldadura. Deixar-lo al tauler després de soldar no és bo per a vostè, ja que pot corroir el tauler. El flux de residus es podria dissoldre amb alcohol isopropílic. No obstant això, també heu de netejar el flux de la placa abans que l’alcohol s’evapori o, en cas contrari, el flux enganxós cobrirà tota la placa.

Aquesta és la tècnica que faig servir que funciona força bé: col·loqueu el tauler de costat sobre un paper de seda i, a continuació, poseu un pinzell de pintura pla amb alcohol i "pinteu" ràpidament l'alcohol del tauler cap avall fins al paper de seda. Veureu flux groc que apareix al paper de seda. Per assegurar-vos que s’elimina la major part del flux, comproveu si el tauler no és enganxós i que la major part de fluxos de flux al voltant de les juntes de soldadura desapareixen. Vegeu la imatge superior per obtenir més detalls.

Motiu d'aquesta neteja: netejar el microcontrolador. La part serà molt més difícil d’arribar més endavant.

Pas 7: soldeu la pantalla de 7 segments

Ara incomplirem les regles sobre la soldadura dels dispositius de perfil més baix i començarem des de la pantalla de 7 segments. D'aquesta manera, podríem soldar les resistències a les potes de la pantalla de 7 segments.

Com que ara ens queden forats lliures molt limitats al tauler, tallarem el pin d'ànode comú inferior de la pantalla per deixar pas al pin negatiu del suport de la bateria. Després soldeu normalment. Simplement doblegueu les cames de la pantalla cap a fora, manteniu-la al lloc (aquí pot ser útil la cinta adhesiva) i soldeu-la a la part superior del tauler.

Pas 8: soldeu les resistències de la part inferior

El següent pas seria soldar les resistències a la part inferior del tauler. Abans de començar, col·loqueu cinta adhesiva a doble cara sobre els coixinets TSSOP que no utilitzàvem per evitar el curtcircuit.

Ara que els coixinets estan coberts, traieu les resistències i comenceu a doblegar les cames. Es connectaran entre les potes de la MCU (costat ESQUERRA del tauler) i les potes de la pantalla (costat DRET del tauler). Assegureu-vos que no es toquin i que tinguin espais suficients entre ells.

Protip: el tauler de ruptura pot presentar alguns forats al tauler. Es tracta de punts adequats per fixar el clauer. Assegureu-vos que un d’aquests forats no estigui cobert per les potes de les resistències.

Pas 9: soldeu les resistències de la part superior

Si no podeu instal·lar totes les resistències a la part inferior del tauler, potser haureu de posar-ne una a la part superior. Com que el microcontrolador també es troba en aquest costat, haureu de reduir les potes de la resistència per evitar que toquin el microcontrolador. La resta de procediments es mantenen igual que l’últim pas.

Pas 10: soldeu el commutador

La següent part de soldar és l’interruptor lliscant per encendre i apagar l’alimentació. Aquí faig servir un commutador lliscant 1P2T.

Una vegada més a causa dels forats limitats que queden, talla un passador lateral de l’interruptor

A continuació, soldeu el passador lateral restant de l’interruptor. Deixeu el passador central sense soldar.

Pas 11: Soldeu els cables i els ponts

Segons el vostre disseny, és possible que tingueu més o menys quantitat de cables per soldar. Al meu disseny, hi ha 2 cables (cables d'alimentació per a l'MCU) i 2 ponts (alimentació per a la pantalla i ponts addicionals per a l'MCU).

Només cal soldar-los correctament i ja està bo.

Pas 12: neteja de flux 2

Motiu d'aquesta neteja: ja no tindrem accés a la part inferior després d'haver soldat el suport de la bateria, per tant, hem de netejar ara.

Pas 13: soldeu el suport de la bateria + qualsevol pont addicional

Aquesta és l'última part més complicada de soldar. No ens queden prou forats dedicats per al suport de la bateria, així que el soldarem així: el terminal positiu compartí el forat amb la cama de l’interruptor que vam deixar sense soldar (pas 10) i el terminal negatiu entra al forat que ens queda tallant la cama de visualització (pas 7).

Llavors, si teniu algun pont addicional per soldar, soldeu-los ara. Pel meu disseny, em queda un pont perquè s’ha de connectar al pin negatiu del suport de la bateria.

Consulteu la imatge per obtenir més detalls.

Pas 14: neteja de flux 3

Motiu d'aquesta neteja: la neteja final.

Pas 15: proves + retoc final

Abans de posar la bateria, assegureu-vos que no hi hagi cames que es toquin, estireu els cables en excés i comproveu la soldadura. Un cop acabades, podeu posar una bateria, encendre-la i hauria de funcionar correctament.

Si no és així, torneu a comprovar totes les soldadures i potser comproveu si el programa de microcontrolador és correcte.

Pas 16: producte final

Felicitats! Ja heu creat els vostres quincalla personalitzats. No deixeu de compartir-ho amb mi aquí i gaudiu-ne!