Jinsi ya Kuunda Programu ya USBTiny ISP: kwa Kutumia Mashine ya Kusaga ya PCB ya PCB: Hatua 13 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Je! Ulifikiri juu ya jinsi ya kujenga mradi wako wa elektroniki kutoka mwanzoni?

Kufanya miradi ya umeme ni ya kufurahisha na ya kufurahisha kwetu, watunga. Lakini watengenezaji wengi na shauku ya vifaa ambao wanasonga mbele kwa utamaduni wa watengenezaji walijenga miradi yao na bodi za maendeleo, bodi za mikate, na moduli. Kwa njia hii, tunaweza kujenga toleo la haraka la mfano wa mradi wetu. Lakini itakuwa kubwa kwa saizi na imechanganywa na wirings za mkate. Kesi kama hiyo wakati wa kutumia bodi ya PCB ya Generic, pia inaonekana kuwa ya fujo na isiyo ya utaalam!

Kwa hivyo, ni jinsi gani tunaweza kujenga miradi yetu kwa njia rahisi zaidi?

Njia bora ya kutumia PCB za Standalone kwa mradi wetu!

Kubuni na kutengeneza PCB kwa mradi wetu ni njia bora na rahisi ya kuelezea taaluma yako na utaalam! Tunaweza kupunguza saizi ya mradi wetu kuwa saizi inayofaa na maumbo ya kawaida, PCB zinaonekana nadhifu na unganisho thabiti ni faida zingine.

Kwa hivyo, muhimu ni, jinsi tunavyounda gharama nafuu ya PCB na wakati mzuri?

Tunaweza kutuma muundo wetu kwa mtengenezaji wa PCB ili kutengeneza muundo wetu wa PCB, Lakini inapaswa kuwa wakati wa kuchukua na kupiga mfukoni. Njia nyingine ni kufanya njia ya kuhamisha toner kwa kutumia printa ya laser na karatasi ya picha. Lakini wakati wake pia kuchukua na kujaribu kiwango chako cha wagonjwa na unahitaji pia alama ya kudumu ili kubandika sehemu ambazo hazijatiwa. Nilitumia njia hii muda mwingi na ninaichukia.

Kwa hivyo, ni ipi njia bora?

Kwa upande wangu, Njia bora ya kutumia mashine za kusaga za CNC kujenga PCB yako. Mashine za kusaga za PCB zinakupa PCB bora na inachukua muda kidogo, rasilimali kidogo na njia ya bei rahisi kutoa prototypes za PCB!

Kwa hivyo, wacha tujenge programu ya USBtiny ISP kwa kutumia mashine ya kusaga ya CNC!

Bila kuendelea, wacha tuanze!

Hatua ya 1: Hutaki Kuwa Tajiri

Kweli! hautaki kununua mashine ya kusaga ya PCB. Wengi wetu hatuna bajeti ya kununua mashine ghali kama hii. Sina hata moja.

Kwa hivyo, ninawezaje kupata mashine? Kwa urahisi, ninaenda tu kwenye kitambaa, eneo la makerspace au nafasi ya udanganyifu katika eneo langu! Kwa kesi yangu, mimi nenda kwenye kitambaa na nitumie mashine kwa bei rahisi. Kwa hivyo, pata mahali kama fablab au nafasi ya makers katika eneo lako. Kwangu, bei ni 48 ¢ / saa ya kutumia mashine ya kusaga ya PCB. Bei inaweza kutofautiana katika eneo lako. Kwa hivyo, kama nilivyosema hutaki kuwa tajiri!

Hatua ya 2: Muswada wa Vifaa

Orodha ya vifaa

• 1 x Mdhibiti mdogo wa 45/85 (kifurushi cha SOIC)
• 2 x 499 Ohms
• 2 x 49 Ohms
• 2 x 1K
• 2 x 3.3 diode ya Zener
• 1 x 0.1mf capacitor
• 1 x Bluu iliyoongozwa
• 1 x Kijani kilichoongozwa
• 1 x 2x3 pini za kichwa cha kiume (smd)
• 1 x 20cm Kamba ya Ribbon ya waya
• 2 x 2x3 Kichwa cha Kike IDC Ribbon Cable Transition Connector
• 1x 4cm x 8cm FR4 Alifunga Shaba

Tafadhali kumbuka: (Resistors, capacitors, diode na kuongozwa hutumiwa katika miradi hii ni pakiti 1206)

Mahitaji ya zana

• Kituo cha kutengenezea au chuma cha kutengeneza (ncha ndogo)
• Soldering Kiongozi waya
• Tweezer (kipaza sauti)
• Utambi unaozunguka
• Chombo cha mkono wa tatu
• Multimeter
• Waya Stripper
• Mtoaji wa Moto (Hiari)

Mahitaji ya Mashine

Modela MDX20 (Mashine yoyote ya kusaga ya PCB hufanya kazi hiyo, lakini programu ya kudhibiti kazi itabadilika)

Pakua rasilimali za mradi huu!

Hatua ya 3: Je! Mashine ya kusaga ya PCB ni nini?

Mashine ya kusaga ya PCB ni mashine ya CNC (Udhibiti wa Nambari za Kompyuta) iliyokuwa ikitengeneza prototypes za PCB. Mashine ya kusaga ya PCB ni sehemu za kusaga za shaba iliyofunikwa ili kutafuta athari na pedi za PCB. Mashine ya kusaga ya PCB inakuja na harakati ya mitambo ya mhimili tatu (X, Y, Z). Kila mhimili unadhibitiwa na motor ya kukanyaga kwa harakati za usahihi. Harakati hizi za mhimili zinadhibitiwa na programu ya kompyuta kwa kutoa amri za G-kificho. Gcode hutumia sana lugha za programu za kudhibiti Nambari, mashine nyingi zinatumia g-kificho kudhibiti mhimili wa mashine. Kichwa cha zana (kawaida kitengo cha kusaga) kimeunganishwa na shoka hizi kitatoa PCB.

: - Mashine ninayotumia ni mashine ya kusaga ya MODELA MDX20.

Modela MDX 20 Mashine ya kusaga ya PCB

Modela MDX20 ni mashine ya kusaga ya PCB. Modela MDX20 kawaida hutumiwa kutengenezea PCB lakini tunaweza pia kutengeneza ukingo, vijiti nk.. Modela inaweza kusaga vifaa tofauti kama Plywood, Wax, Acrylic, Tofauti vifaa vya PCB kama Fr1 Fr4 nk. Modela ni nyepesi na inakuja na saizi ndogo. Tunaweza kuiweka kwenye desktop ndogo. Kitanda (uso wa kusaga) kimeambatanishwa na mhimili wa Y na kichwa cha zana kimeshikamana na X na Z. Hiyo inamaanisha harakati ya kitanda inadhibitiwa na mhimili wa Y na harakati ya kichwa cha zana inadhibitiwa na mhimili wa X na kichwa cha zana inadhibitiwa na mhimili wa Z. Modela ana programu yake ya kompyuta. Lakini ninatumia programu ya Linux inayoitwa FABModules. Moduli za FAB huwasiliana na Modela kudhibiti mchakato wa kukata na kusaga. Moduli za Fab hazijaweka moja kwa moja X, Y, Z mhimili moja kwa moja, tunahitaji kuziweka kwa mikono.

Hatua ya 4: Anza na Modela MDX20

Ikiwa ninataka kusaga PCB yangu, katika kesi hii, programu ya FabISP. Kwanza ninahitaji mpangilio wa muundo wa PCB na mpangilio wa muhtasari wa PCB. Milling ya PCB ni mchakato wa hatua mbili. Katika hatua ya kwanza, ninahitaji kuchora athari na pedi za PCB na katika hatua ya pili, ninahitaji kukata muhtasari wa PCB. Kutumia moduli za fab tunaweza kubadilisha mpangilio wa muundo wa PCB kwa G-kificho. Nambari ya G ina uratibu na njia ya zana ya kusaga PCB. Picha ya-p.webp

Uainishaji wa jumla

• Sehemu ya kazi: 203.2 x 152.4 mm
• Kiharusi cha Z-mhimili: 60.5mm
• Kasi ya spindle: 6500RPM

Kusagia Bits Kutumia

• Kusaga kidogo: 1/64 inchi (0.4 mm) kidogo
• Kukata Biti: 1/32 inchi (0.8 mm) kidogo

Hatua ya 5: ISP (IN - System - Programmer) ni nini?

Katika Programu ya Mfumo (ISP) pia inajulikana kama In-Circuit Serial Programmer (ICSP) ni programu ya microcontroller. ISP itasoma maagizo na maagizo kutoka kwa kompyuta ya USB na kutuma kwa Microcontroller kupitia interface ya pembeni ya pembeni (SPI). Vifaa vya ISP tu vinaturuhusu kuwasiliana na mdhibiti mdogo kwa kutumia laini za SPI. SPI ni njia ya mawasiliano katika microcontroller. Kila pembejeo zilizounganishwa na kiolesura huwasiliana na wadhibiti wadogowadogo kupitia SPI. Kama mpenzi wa elektroniki, jambo la kwanza linakuja akilini mwangu unaposema juu ya ISP ni MISO, MOSI SCK. Pini hizi tatu ni pini muhimu.

Kwa urahisi, ISP hutumiwa kuchoma programu kwa mdhibiti mdogo na pia hutumiwa kuwasiliana na mdhibiti wako mdogo!

Hatua ya 6: USBTiny ISP: Schematics na Mpangilio wa PCB

USB ISP ndogo

USBTiny ISP ni programu rahisi ya chanzo wazi cha USB AVR na kiolesura cha SPI. Ni gharama ya chini, ni rahisi kutengeneza, inafanya kazi vizuri na avrdude, ni AVRStudio-inayoshirikiana na kujaribiwa chini ya Windows, Linux na MacOS X. Inafaa kwa wanafunzi na Kompyuta, au kama programu chelezo.

Vipengele vyote hutumiwa katika miradi hii Vipengele vya SMD. Ubongo wa USBTinyISP ni mdhibiti mdogo wa Attiny45.

Mdhibiti mdogo wa 45

Mdhibiti mdogo anayetumia katika USBTinyISP ni Attiny 45. Attiny45 ni utendaji wa hali ya juu na nguvu ndogo 8- bitana ndogo ya AVR inayoendesha Usanifu wa RISC na Atmel (microchip ilinunua Atmel hivi karibuni). Attiny 45 huja kwenye kifurushi cha pini 8. Attiny 45 ina pini 6 za I / O, tatu kati yake ni pini za ADC (10 bit ADC) na zingine mbili ni pini za Dijiti zinazounga mkono PWM. Inakuja na kumbukumbu ya 4KM flash, 256 In-System inayopangwa EEPROM na 256B SRAM. Uendeshaji voltage karibu 1.8V hadi 5.5v 300mA. Attiny 45 msaada Universal Interface Serial. Toleo zote za SMD na THT zinapatikana sokoni. Attiny 85 ni toleo la juu la Attiny 45, Ziko karibu sawa. Tofauti pekee iko kwenye kumbukumbu ya Flash, Attiny 45 ina flash ya 4KB na Attiny 85 ina 8KB flash. Tunaweza kuchagua Attiny 45 au Attiny 85, Sio mpango mkubwa lakini Attiny 45 inatosha zaidi kutengeneza FabTinyISP. Tazama nyaraka rasmi kutoka hapa.

Hatua ya 7: Sanidi Mashine

Sasa wacha tujenge PCB kwa kutumia mashine ya kusaga ya PCB. Nilijumuisha mpangilio wa ufuatiliaji na mpangilio wa Kata kwenye faili ya zip, unaweza kupakua faili ya zip kutoka chini.

Sharti: Tafadhali pakua na usanikishe Moduli kutoka kwa kiunga hiki

Vipimo vya mkono vinasaidiwa tu kwenye mashine za Linux, ninatumia Ubuntu!

Hatua ya 1: Tabaka la kujitolea

Kwanza kabisa, sahani ya kazi ya mashine ya kusaga ya PCB (kitanda cha kusaga AKA) ni sahani ya chuma. Ni imara na inajenga vizuri. Lakini katika hali nyingine, inaweza kuharibu wakati wa kukata kwa kina kwa makosa. Kwa hivyo, ninaweka safu ya dhabihu juu ya kitanda cha kusaga (kitambaa cha shaba kilichowekwa juu ya kitanda cha kusaga ili kuepuka kugusa vipande kwenye bamba la chuma).

Hatua ya 2: Rekebisha sehemu ya kusaga ya 1/62 kwenye kichwa cha zana

Baada ya kuweka safu ya dhabihu, Sasa ninahitaji kurekebisha kidogo ya kusaga (kawaida hutumika 1/62 ya kusaga) kwenye kichwa cha zana. Tayari nilielezea mchakato wa hatua mbili za PCB za kusaga. Kwa kusaga athari na pedi za PCB, tumia sehemu ya kusaga ya 1/64 na kuiweka kwenye kichwa cha zana ukitumia kitufe cha Allen. Wakati wa kubadilisha bits, kila wakati toa huduma ya ziada kwa bits. Kidokezo kidogo ni nyembamba sana, Ina nafasi zaidi ya kuvunja kidogo wakati unateleza kutoka kwa mikono yetu hata ni anguko dogo. kushinda hali hii, niliweka kipande kidogo cha povu chini ya kichwa cha zana ili kukinga na maporomoko ya ajali.

Hatua ya 3: Safisha shaba iliyofunikwa

Ninatumia shaba iliyovaliwa FR1 kwa mradi huu. FR-1 ni sugu ya joto na hudumu zaidi. Lakini bamba za shaba zitaboresha haraka. Shaba ni sumaku za vidole. Kwa hivyo kabla ya kutumia shaba iliyofunikwa hata ni mpya, ninapendekeza usafishe PCB na kusafisha PCB au asetoni kabla na baada ya kusaga PCB. Nilikuwa safi PCB kusafisha PCB.

Hatua ya 4: Rekebisha kitambaa cha Shaba kwenye pedi ya kusaga

Baada ya kusafisha shaba iliyowekwa, weka shaba juu ya kitanda cha kusaga. Niliweka shaba juu ya pedi ya kusaga kwa msaada wa mkanda wenye nata mbili. Kanda zenye kunata pande mbili ni rahisi kuondoa na zinapatikana kwa bei rahisi. Ninaweka mkanda wa pande mbili juu ya safu ya dhabihu. Kisha weka shaba juu ya mkanda wa kunata.

Hatua ya 8: Sanidi Moduli za Vitambaa na Mchakato wa Kusaga

Hatua ya 1: Nguvu ya mashine na Vipimo vya Vipimo vya Mzigo

Inatumiwa kwenye mashine na kisha fungua programu ya moduli ya Fab katika mfumo wa Linux (ninatumia Ubuntu) kwa kuandika amri iliyo chini kwenye terminal ya Linux.

f ab

Kisha dirisha jipya litaibuka. Chagua picha (.png) kama fomati ya faili ya kuingiza na fomati ya pato kama Roland MDX-20 mill (rml). Baada ya hapo, bonyeza kitufe cha Make_png_rml.

Hatua ya 2: Pakia Picha ya muundo wa PCB

Juu ya dirisha jipya chagua kidogo ambayo utatumia. kisha pakia muundo wako wa-p.webp

Hatua ya 3: Weka X, Y & Z Axes

Bado hatujamaliza. Sasa bonyeza kitufe cha Angalia kwenye jopo la kudhibiti Modela MDX20. hakikisha kidogo iko vizuri. bonyeza kitufe cha kuona tena ili urudi kwenye nafasi chaguomsingi. Sasa weka nafasi za X, Y kwa kuingiza vipimo (inategemea nafasi ya bodi yako) kwenye masanduku ya maandishi unayotaka. Ninapendekeza uweke chini nafasi za X & Y mahali pengine. Ikiwa kitu kilienda vibaya na unahitaji kuanza kutoka kwanza, Unapaswa kuhitaji nafasi halisi za X&Y ili kuendelea na mchakato wako wa kusaga mwingine utaharibu.

Kuleta kichwa cha zana kwa kubonyeza kitufe cha Chini. Simama wakati kichwa cha Chombo kinafikia karibu na kitambaa cha shaba. Kisha poteza kichwa cha zana na ushuke kidogo kidogo chini hadi iguse safu ya shaba ya kitambaa cha shaba. Kisha kaza screw tena na urudishe kichwa cha zana kwenye nafasi ya nyumbani kwa kubonyeza kitufe cha Tazama. Sasa sisi wote tumeweka. Funga kifuniko cha usalama cha Modela na bonyeza kitufe cha Tuma. Modela itaanza mchakato wa kusaga.

Itachukua kiwango cha chini cha dakika 10 hadi 13 kusaga athari na pedi. Baada ya kumaliza kusaga nilipata matokeo mazuri.

Hatua ya 4: Kukata mpangilio wa muhtasari

Baada ya kumaliza Mila ya ufuatiliaji, Kata mpangilio wa muhtasari wa PCB (sura tu ya PCB). Mchakato huo ni karibu sawa. Kwa kukata mpangilio, Badilisha 1/64 kidogo hadi 1/32 kidogo kwenye kichwa cha zana. Kisha pakia faili ya mpangilio wa kukata. Kisha endelea taratibu zile zile ambazo zilibadilika mapema. Toa PCB iliyokamilishwa kutoka kitandani.

Hatua ya 9: PCB iliyokamilishwa

Hapa kuna PCB baada ya mchakato wa kusaga!

Hatua ya 10: Kuunganisha Vipengee kwenye PCB

Sasa nina PCB iliyomalizika. ninachohitaji kufanya ni kuuza bidhaa kwenye PCB. Kwangu, ni kazi ya kufurahisha na rahisi.

Linapokuja suala la kutengenezea, vifaa vya kupitia-shimo ni rahisi sana kutengeneza wakati wa kulinganisha na vifaa vya SMD. Vipengele vya SMD ni vidogo katika nyayo zao. ni ngumu kidogo kuuuza kwa Kompyuta. Kuna nafasi nyingi za kufanya makosa kama wauzaji baridi wa kuweka vibaya vifaa na jambo la kawaida au kutengeneza madaraja kati ya athari na pedi. Lakini kila mtu ana vidokezo na ujanja wake wa kuuza, kwamba walijifunza kutoka kwa uzoefu wao wenyewe. hii itafanya kazi hii kuwa ya kufurahisha na rahisi. Kwa hivyo chukua muda wako kugeuza vifaa!

Hapa Jinsi Ninavyofanya Soldering

Kwa kawaida mimi huuza Microcontroller na IC zingine kwanza. Halafu nikauza vitu vidogo kama vipikizi na vitambaa nk …

Mwishowe, sehemu za shimo, waya na pini za kichwa. Ili kuuza USBTinyISP yangu, mimi hufuata hatua sawa. Kuunganisha SMDs kwa urahisi, Kwanza, mimi huwasha chuma cha kutengeneza hadi 350 ° C. Kisha ongeza mtiririko wa solder kwenye pedi. Kisha pasha moto pedi ambayo nataka kugeuza vifaa, kisha ninaongeza kiasi kidogo cha solder kwenye pedi moja ya pedi ya vifaa. Kutumia kibano, futa sehemu hiyo na uweke kwenye pedi na uongeze pedi kwa sekunde 2-4. Baada ya hapo, solder pedi zilizobaki. Ukitengeneza madaraja kati ya pini na athari au unapeana sehemu nyingi kwa sehemu, tumia Ribbon ya utambi ili kuondoa solder isiyohitajika. Ninaendelea na hatua sawa mpaka PCB imeuzwa kabisa bila shida yoyote. Ikiwa kitu kilienda vibaya, kwanza ninaangalia kwa uangalifu athari zote na vifaa vyenye mapumziko au madaraja kwa kutumia kikuza na multimeter. Ikiwa nimepata, basi nitarekebisha!

Hatua ya 11: Kufanya ISP Cable

Kuunganisha microcontroller au programu nyingine ya ISP kuwasha firmware. tunahitaji waya wa ribon wa laini sita na kontakta wa waya 2x3 wa kike. Nilitumia waya wa utepe wa 4/3 miguu 6 na niliunganisha kwa uangalifu kichwa cha kike pande zote mbili. Ili kufanya vizuri nilitumia kiboreshaji cha G. tazama picha.

Hatua ya 12: Flashing Firmware

Sasa tunaweza kuwasha firmware kwa ISP yetu. Ili kufanya hivyo tunahitaji programu nyingine ya ISP. Nilitumia USBTinyISP nyingine, Lakini unaweza kutumia Arduino kama ISP kufanya kazi hii. Unganisha ISP zote mbili ukitumia kiunganishi cha ISP ambacho tulifanya hapo awali. Kisha unganisha USBinyISP (Hiyo tunayotumia kwa programu) kwa kompyuta. Hakikisha ISP imegunduliwa katika mfumo wako kwa kuandika amri iliyo chini kwenye terminal ya Linux.

lsusb

Hatua ya 1: Sakinisha mnyororo wa zana wa AVR GCC

Kwanza kabisa, tunahitaji kufunga mnyororo wa zana. Ili kufanya hivyo, fungua terminal ya Linux na andika.

Sudo apt-get kufunga avrdude gcc-avr avr-libc tengeneza

Hatua ya 2: Pakua na unzip firmware

Sasa pakua na unzip faili za firmware. Unaweza kuipakua kutoka hapa. Baada ya kupakua faili ya zip, toa mahali pazuri ambayo unaweza kupata kwa urahisi (ili kuepuka mikanganyiko isiyo ya lazima).

Hatua ya 3: Tengeneza faili

Kabla ya kuchoma firmware. tunahitaji kuhakikisha faili ya kutengeneza imewekwa kwa watawala wadogo wa Attiny. Ili kufanya hivyo fungua Makefile katika kihariri chochote cha maandishi. kisha thibitisha MCU = Attiny45. Tazama picha hapa chini.

Hatua ya 4: Flash firmware

Sasa tunaweza kuwasha firmware kwa ISP yetu. Ili kufanya hivyo tunahitaji programu nyingine ya ISP, kama nilivyosema hapo awali. Nilitumia FabTinyISP, ambayo nilifanya mapema. Lakini unaweza kutumia ISP yoyote au tumia Arduino kama programu ya ISP. Unganisha ISP zote mbili ukitumia kiunganishi cha ISP ambacho nilifanya hapo awali. Kisha unganisha FabTinyISP (ile ninayotumia kupanga ISP yangu) kwenye kompyuta. Hakikisha Isp imegunduliwa katika mfumo wako kwa kuandika amri iliyo chini kwenye terminal ya Linux.

lsusb

Sasa tuko tayari kuangaza. Fungua kituo kwenye njia ya folda ya firmware iliyoko na andika "fanya" kutengeneza faili ya.hex. Hii itazalisha faili ya. hex ambayo tunahitaji kuchoma kwenye Attiny 45.

Chapa amri iliyo hapo chini kwenye terminal ya Linux ili kuwasha firmware kwa microcontroller.

fanya flash

Hatua ya 5: Kuwezesha Fusebit

Hiyo ndio tumemaliza kuwasha firmware. Lakini tunahitaji kuamsha fuse. Andika tu ndani

tengeneza fuse

terminal ili kuamsha fuse ya ndani.

Sasa tunahitaji kuondoa jumper au kuzima pini ya kuweka upya. Kuondoa unganisho la jumper sio lazima, tunaweza kuzima pini ya kuweka upya. Ni juu yako. Ninachagua kulemaza pini ya kuweka upya.

Tafadhali kumbuka: - Ikiwa utalemaza pini ya kuweka upya, basi pini ya Rudisha itatengwa kwa ndani. Inamaanisha huwezi kuipanga tena baada ya kuzima pini ya kuweka upya.

Ikiwa unataka kuzima pini ya kuweka upya, kisha andika fanya amri iliyo chini kwenye terminal.

rstdisbl

Utapata ujumbe wa mafanikio. Baada ya kupakia firmware kwa mafanikio nahitaji kuangalia USBTinyISP inafanya kazi kwa usahihi, ili kufanya hivyo unahitaji kuingiza amri kwenye terminal

Sudo avrdude -c usbtiny -b9600 -p t45 -v

Baada ya kuingiza amri, tutapata maoni ya kurudi kwenye dirisha la terminal.

Hatua ya 13: Tumefanywa

Sasa unaweza kuondoa vifaa vyote kutoka kwa kompyuta na utumie USBtiny iliyojengwa sasa hivi kukuandalia watawala wadogo. Ninatumia ISP hii kuangaza michoro yangu ya Arduino.