Messaggio personalizzato che visualizza bigiotteria: 16 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Intorno al mese scorso abbiamo dato il benvenuto al dipartimento alle nostre nuove matricole. Il mio amico ha avuto l'idea che dovremmo avere una sorta di regali per loro, e questa è la mia opinione. Mi ci è voluto un giorno per sperimentare come costruire il primo, poi diverse ore per costruire il resto 4.

Il gingillo è controllato da ATTINY414. Il messaggio viene memorizzato sull'MCU e quindi visualizzato una lettera alla volta sul display a 7 segmenti dell'anodo comune. Potresti avere un messaggio molto lungo poiché la mia parola di 10 lettere ha utilizzato solo 400 byte di spazio del programma sul dispositivo 4k. I pin del catodo del display a 7 segmenti sono collegati all'MCU tramite resistori da 1k.

Ho cercato di utilizzare il maggior numero possibile di parti che ho già a portata di mano e si scopre che dobbiamo acquistare solo portabatterie e batterie. Anche il gingillo è abbastanza economico da costruire, arrivando a poco più di 2 $ ciascuno esclusa la batteria.

Questo pezzo è ideale per la decorazione o per appendere la borsa.

Nota: questo è il mio primo Instructable e ho scattato meno foto di quanto avrei dovuto. Rimedierò a quelli disegnando alcuni schizzi per quei passaggi che non ho immagini. Ci scusiamo anche per la scrittura potenzialmente confusa.

Nota 2: è possibile utilizzare qualsiasi microcontrollore per questo progetto, ma il posizionamento in questo Instructable è per ATTINY414 e altri dispositivi compatibili con pin.

Forniture

(L'elenco è per 1 pezzo)

Parti

• 1x scheda breakout per chip SOP28/TSSOP28
• 1x ATTINY414 (puoi usare altri microcontrollori e adattarlo tu stesso)
• 7 resistenze da 1k (THT, 1/4 o 1/8 W)
• 1x condensatore da 100nF (THT o SMD)
• 1x display a 7 segmenti ad anodo comune da 0,56 pollici
• 1x interruttore a scorrimento
• 1x portabatteria a bottone (qui ho usato CR2032).
• Alcuni cavi AWG30 e piedini del resistore (per saltare in spazi ristretti)
• Adesivo o nastro biadesivo (per coprire l'area per evitare cortocircuiti)
• Tubo termoretraibile da 1 mm
• 1x portachiavi

Utensili

• Saldatore ed estrattore di fumo
• Aiutare le mani o il porta PCB
• Saldatura di piccolo diametro (ho usato 0,025 pollici)
• Flusso RMA
• Salviette imbevute di alcol o alcool isopropilico + pennello piatto
• Carta velina
• Nastro adesivo
• Programmatore di microcontrollori (basato sul tuo MCU)

Passaggio 1: progettazione generale

Questi schizzi sono il layout approssimativo di come le cose sono posizionate sulla breakout board nel mio progetto.

Nota: la scheda breakout che utilizzo ha un numero di pin su ciascun foro in base alla numerazione comune delle gambe IC su ciascun lato. Quando affronterò questi buchi, userò Txx per il lato superiore (dove è posizionato l'MCU) e Bxx per il lato inferiore. Se sei confuso su dove saldare le cose, fai riferimento a queste immagini.

Passaggio 2: prova i tuoi componenti

Prima di iniziare, assicurati che le tue parti siano in condizioni di lavoro, in particolare il microcontrollore e il display. Dato che le parti andranno stipate nei piccoli spazi, finirlo e poi rendersi conto che il tuo display non funziona è l'ultima cosa che vuoi, quindi provale prima!

Passaggio 3: programmare il microcontrollore

Il programma

Il programma per il microcontrollore è piuttosto semplice e consiste nei seguenti passaggi:

• Imposta i perni in basso per la prima lettera.
• Ritarda un po'
• Imposta i pin tutti in alto per oscurare il display (opzionale)
• Ritarda un po'
• Imposta i perni in basso per la seconda lettera.
• Risciacqua e ripeti

Ho allegato il codice che ho usato. Puoi compilarlo con un compilatore XC8 su MPLAB X. Tuttavia, poiché ho usato PA0 per il segmento A, dovrai disabilitare UPDI tramite il bit fuse per farlo funzionare (spiegazione di seguito).

Selezione delle porte giuste

Ora devi selezionare quali porte del microcontrollore utilizzare. Normalmente per il microcontrollore con 14 pin, ci sarà una porta a 8 bit e una porta a 4 bit. Poiché il display a 7 segmenti ha 8 pin catodici (incluso il punto decimale), l'utilizzo della porta a 8 bit è il più conveniente perché è possibile utilizzare l'accesso diretto alla porta per impostare il valore della porta in un singolo comando.

Considerazione 1: Tracce incrociate

Tuttavia, la scelta potrebbe variare a causa della piedinatura del microcontrollore e dell'instradamento dei cavi tra l'MCU e il display. Per rendere il lavoro più semplice, vuoi il minor numero di tracce incrociate.

Ad esempio, su ATTINY414 la porta a 8 bit è PORTA. Se hai assegnato PA0 al segmento A, PA1 al segmento B e così via, la quantità di traccia incrociata è 1 (segmento F e G) che è accettabile per me.

Suggerimento: un lato della scheda può ospitare in sicurezza cinque resistori da 1/4 w.

Considerazione 2: funzioni alternative dei pin

In alcuni casi, se i pin sulla porta che si desidera utilizzare hanno funzioni alternative come i pin di programmazione, questi pin non funzioneranno come pin GPIO, quindi potrebbe essere necessario evitarli o disabilitare del tutto la programmazione, la scelta è tua.

Ad esempio, su ATTINY414 il pin di programmazione UPDI si trova sul pin A0 di PORTA. Se usi questa porta come output, non funzionerà perché la porta verrà utilizzata come UPDI invece di GPIO. Hai 3 opzioni qui con i loro pro/contro:

• Disabilita UPDI tramite bit di fusibile: non sarai in grado di programmare di nuovo il dispositivo a meno che non utilizzi 12v per riattivare la funzione UPDI (purtroppo l'ho fatto ma non è necessario).
• Usa solo PA7-PA1: non sarai in grado di usare un punto decimale qui a meno che tu non usi anche PORTB per aiutare, ma avrai ancora la programmazione disponibile (opzione migliore).
• Usa PORTB per aiutare: codice più lungo ma funziona anche se il pinout è troppo disordinato altrimenti.

Suggerimento: prova a selezionare il microcontrollore con meno pin di programmazione, ATTINY414 utilizza UPDI che utilizza solo 1 pin per comunicare, quindi hai più pin GPIO disponibili.

Programmazione del dispositivo

Se disponi di una presa di programmazione per il dispositivo SMD, potresti volerlo programmare prima di saldare l'MCU alla scheda breakout. Ma se non lo fai, la saldatura prima potrebbe aiutarti con la programmazione. Il chilometraggio può variare. Nel mio caso, collego il PICKIT4 a una scheda breakout, quindi uso il dito per spingere l'MCU contro la scheda. Funziona ma non molto bene (la presa di programmazione è ora nella mia lista dei desideri).

Passaggio 4: saldare il microcontrollore

Non c'è niente di speciale in questo passaggio. Devi saldare il microcontrollore alla breakout board. Ci sono molti tutorial su Youtube su come saldare le parti SMD. Riassumendo, gli elementi essenziali sono:

• Punta del saldatore pulita
• La giusta quantità di saldatura
• La giusta temperatura
• Un sacco di flusso
• Tanta pazienza e pratica

Importante: assicurati di saldare il pin 1 dell'MCU al pin 1 della breakout board!

Ora che l'MCU è saldato alla scheda, possiamo continuare con il passaggio successivo.

Passaggio 5: saldare il condensatore

C'è una regola empirica nell'elettronica che quando hai un IC nel tuo circuito, aggiungi un condensatore da 100nF vicino ai suoi pin di alimentazione, e qui non fa eccezione. Questo condensatore è chiamato condensatore di disaccoppiamento e renderà il tuo circuito più stabile. 100nF è un valore generale che funziona con la maggior parte dei circuiti.

Devi saldare il condensatore il più vicino possibile ai pin Vcc e GND dell'MCU. Non c'è molto spazio qui, quindi ho appena tagliato le sue gambe a misura e l'ho saldato direttamente alle gambe dell'MCU.

Passaggio 6: pulizia del flusso 1

Mentre il flusso è essenziale per la saldatura. Lasciarlo sulla scheda dopo la saldatura non fa bene perché può corrodere la scheda. Il flusso residuo può essere sciolto utilizzando alcol isopropilico. Tuttavia, devi anche rimuovere il flusso dalla tavola prima che l'alcol evapori, altrimenti il flusso appiccicoso ora coprirà l'intera tavola.

Questa è la tecnica che uso e funziona abbastanza bene: posiziona la lavagna lateralmente su una carta velina, quindi imbevi un pennello piatto da pittura nell'alcol e "dipingi" rapidamente l'alcol sulla tavola verso il basso fino alla carta velina. Vedrai apparire un flusso giallo sulla carta velina. Per essere sicuro che la maggior parte del flusso venga rimossa, controlla se la tua scheda non è appiccicosa e le pozze di flusso attorno ai giunti di saldatura sono per lo più scomparse. Vedere un'immagine sopra per maggiori dettagli.

Motivo di questa pulizia: per pulire il microcontrollore. La parte sarà molto più difficile da raggiungere in seguito.

Passaggio 7: saldare il display a 7 segmenti

Ora infrangeremo le regole sulla saldatura prima dei dispositivi di profilo più basso e inizieremo dal display a 7 segmenti. In questo modo potremmo semplicemente saldare i resistori alle gambe del display a 7 segmenti.

Poiché ora abbiamo dei fori liberi molto limitati sulla scheda, taglieremo via il pin dell'anodo comune inferiore del display per far posto al pin negativo del supporto della batteria. Quindi saldare normalmente. Basta piegare leggermente le gambe del display verso l'esterno, tenerlo in posizione (il nastro adesivo potrebbe essere utile qui) e saldarlo sul lato superiore della scheda.

Passaggio 8: saldare i resistori sul lato inferiore

Il prossimo passo sarebbe saldare i resistori sul lato inferiore della scheda. Prima di iniziare, posiziona del nastro biadesivo o un adesivo sui pad TSSOP che non abbiamo usato per evitare cortocircuiti.

Ora che i pad sono coperti, tira fuori i resistori e inizia a piegare le gambe. Si collegheranno tra le gambe MCU (lato SINISTRO della scheda) e le gambe del display (lato DESTRO della scheda). Assicurati che non si tocchino e che ci siano spazi sufficienti tra loro.

Suggerimento: la tua breakout board potrebbe essere dotata di alcuni fori praticati sulla scheda. Questi sono punti convenienti per attaccare il portachiavi. Assicurati che uno di questi fori non sia coperto dalle gambe dei resistori.

Passaggio 9: saldare i resistori sul lato superiore

Se non riesci a inserire tutti i resistori sul lato inferiore della scheda, potresti doverne mettere alcuni sul lato superiore. Poiché il microcontrollore è anche su questo lato, dovrai restringere le gambe del resistore per evitare che tocchino il microcontrollore. Il resto delle procedure rimane lo stesso dell'ultimo passaggio.

Passaggio 10: saldare l'interruttore

La parte successiva da saldare è l'interruttore a scorrimento per accendere e spegnere l'alimentazione. Io uso un interruttore a scorrimento 1P2T qui.

Sempre a causa dei pochi fori rimasti, tagliare un perno laterale dell'interruttore

Quindi saldare il restante pin laterale dell'interruttore. Lascia il perno centrale non saldato.

Passaggio 11: saldare i fili e i ponticelli

In base al tuo progetto, potresti avere una quantità maggiore o minore di fili da saldare. Nel mio progetto, ci sono 2 cavi (cavi di alimentazione per l'MCU) e 2 ponticelli (alimentazione per il display e bridging extra per l'MCU).

Basta saldarli correttamente e sei a posto.

Passaggio 12: pulizia del flusso 2

Motivo di questa pulizia: non avremo più accesso al lato inferiore dopo aver saldato il supporto della batteria, quindi dobbiamo pulire ora.

Passaggio 13: saldare il supporto della batteria + eventuali ponticelli aggiuntivi

Questa è l'ultima e più difficile parte da saldare. Non abbiamo abbastanza fori dedicati per il supporto della batteria, quindi lo salderemo in questo modo: Il terminale positivo condivide il foro con la gamba dell'interruttore che abbiamo lasciato non saldato (passo 10) e il terminale negativo va nel foro che abbiamo lasciato tagliare la gamba del display (passo 7).

Quindi, se hai ponticelli aggiuntivi da saldare, saldali ora. Per il mio progetto, mi è rimasto un ponticello perché deve collegarsi al pin negativo del portabatteria.

Vedere l'immagine per maggiori dettagli.

Passaggio 14: pulizia del flusso 3

Motivo di questa pulizia: la pulizia finale.

Passaggio 15: test + ritocco finale

Prima di inserire la batteria, assicurati che le gambe non si tocchino, taglia i cavi in eccesso, controlla la saldatura. Al termine, puoi inserire una batteria, accenderla e dovrebbe funzionare correttamente.

In caso contrario, ricontrolla tutte le tue saldature e forse controlla se il programma del tuo microcontrollore è corretto.

Passaggio 16: prodotto finale

Congratulazioni! Hai creato i tuoi ciondoli personalizzati! Assicurati di condividerlo con me qui e divertiti!