TinyDice: PCB-uri profesionale la domiciliu cu tăietor de vinil: 10 pași (cu imagini)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:42

Acest instructable constă dintr-un ghid pas cu pas care documentează o metodă de fabricare a PCB-urilor de calitate profesională la domiciliu prin utilizarea unui tăietor de vinil, într-un mod fiabil, simplu și eficient. Această metodă permite producerea de PCB-uri consistente și de înaltă calitate la domiciliu, cu puține materiale comune și într-un interval de timp foarte scurt. Cu toate fișierele gata, întregul proces poate fi realizat în câteva ore.

Subiectul ghidului, tinyDice:

În scopul acestui ghid, procesul va fi ilustrat cu producerea unui lot de 3 tinyDice, o matriță electronică bazată pe microcontrolerul atTiny85 cu software charlieplexing, care permite controlul a 9 LED-uri cu doar 4 pini și 4 rezistențe. Este o versiune îmbunătățită a tinyDice-ului meu original (2014), iar toate fișierele sursă necesare pentru acest instructabil sunt disponibile pentru descărcare ca pachet comprimat la pasul consumabile.

Originea metodei:

Ca un pasionat de electronică, am avut parte din experiența mea corectă în fabricarea PCB-urilor în trecut, dar majoritatea metodelor de acasă sunt fie excesiv de nesigure, cum ar fi metoda de transfer a tonerului, fie excesiv de complexe și laborioase, precum metoda routerului CNC sau UV metoda fotorezistentă (pe care am tratat-o în trecut pe originalul tinyDice). În plus, calitatea finală a produselor tinde să fie destul de slabă, mai ales dacă încercați să implementați masca solderm UV.

Din aceste experiențe nesatisfăcătoare, am decis să explorez metode alternative pentru crearea PCB-urilor acasă. Deoarece am început recent să experimentez cu un tăietor de vinil de birou, mi-a venit în minte că o ștampilă de vinil ar putea face o mască excelentă și fiabilă pentru gravarea PCB. La cercetările inițiale online, nu am găsit nicio referință a persoanelor care foloseau ștampile de vinil pentru a face PCB-uri, ceea ce m-a surprins, deoarece pare foarte plauzibil. Acest lucru m-a motivat să experimentez acest proces și să aflu dacă ar putea funcționa în mod fiabil și eficient pentru a transfera urmele PCB-ului de pe computer pe cupru.

Dezvoltarea proceselor:

Realizarea urmelor de cupru curate și consistente într-un PCB de acasă este în sine o realizare, dar pentru ca PCB-urile să funcționeze corect și să dureze mult timp, acestea necesită un fel de mască de lipit, care previne punțile de lipit nedorite și protejează urmele de cupru de coroziune. În mod tradițional, masca de lipit utilizată este sub formă de rășină vindecabilă UV, care, în practică, este destul de dificil de lucrat.

Inițial, intenționam să folosesc bolile de vinil indirect ca o mască pentru vindecarea mastermass UV. Cu toate acestea, în mai multe încercări, nu am putut obține masca solderm UV pentru a se vindeca în mod fiabil doar în locurile prevăzute și nu am reușit niciodată să realizez un strat suficient de subțire și uniform, ceea ce a dus în cele din urmă la o grămadă de plăci distruse. Astfel am renunțat la această idee și mi s-a întâmplat că poate un fel de ștampilă ar putea fi, de asemenea, utilizat direct ca mască de soldat, deși cu siguranță nu ar putea fi vinil, deoarece nu ar rezista căldurii lipirii prin reflux.

Având în vedere acest lucru, m-am uitat la banda Kapton, care este autoadezivă, subțire și promite să reziste la temperaturi suficient de ridicate pentru lipire. Banda Kapton se vinde în role, dar mi s-a întâmplat că, dacă ar fi aplicată pe suportul vinilului convențional, ar putea fi tăiată direct pe tăietorul de vinil și folosită direct ca ștampilă. De la prima încercare, a fost evident că banda Kapton s-a comportat destul de promițător pe tăietorul de vinil, deși toate tăieturile care treceau peste bule minuscule erau zimțate sau incomplete, așa că cheia pentru ștampilele perfecte Kapton era aplicarea perfectă a benzii pe suport de vinil fără a permite ca aerul să fie prins dedesubt. Acest lucru s-a dovedit inițial destul de dificil, deoarece Kapton este excesiv de subțire și lipicios, dar când am încercat să-l aștern cu un card de plastic standard, mi-am dat seama că se poate face perfect și ușor în acest fel.

Prin aceste încercări iterative am observat și câteva dintre limitările practice ale procesului, pe care mailny le are de a face cu faptul că masca de cupru este inițial o ștampilă. Aceste limitări au evoluat într-un set de linii directoare de proiectare pentru a face acest proces de încredere.

Pasul 1: Materiale, consumabile și instrumente

Materiale:

• PCB gol de 5 x 10 cm
• Vinil autoadeziv de 10 x 15 cm
• Bandă Kapton de 50 mm lățime
• Film de transfer de vinil de 10 x 15 cm

Provizii:

• Clorură ferică etchant
• Alcool izopropilic
• Pastă de lipit
• Filament PETG (pentru carcasa brelocului)

Instrumente:

• tăietor de vinil pentru desktop (folosesc Silhouette Cameo 3, dar orice mașină de bază va funcționa)
• Stație de prelucrare a aerului cald (nu indispensabilă, dar utilă)
• ciocan de lipit
• card de plastic (ID vechi sau orice fel)
• USBtinyISP sau Arduino ca ISP
• tăietor acrilic manual (poate fi făcut de casă dintr-o secțiune a lamei vechi a ferăstrăului)
• Hârtie de șlefuit 220 & 400
• Imprimantă 3D (opțională, numai pentru realizarea carcasei brelocului)

Software:

• Silhouette Studio (sau echivalent pentru alte mărci de tăietori de vinil)
• EAGLE CAD (nu este necesar dacă nu intenționați să modificați designul)
• Photoshop sau orice editor de imagini (nu este necesar dacă nu intenționați să modificați designul)
• Arduino IDE + atTinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r sau orice alt software de imprimare 3D.

• pachetul de resurse tinyDice, (disponibil pentru descărcare în acest pas ca fișier RAR)

Componente:

pentru fiecare tinyDice85:

• 9x LED-uri SMD 3528 (orice culoare, recomandate la fel)
• 1x attiny85 (SOIC)
• 4x rezistențe 0805 33 ohmi (valoarea exactă nu este critică, utilizați orice valoare similară, dar la fel!)
• 1x buton SMD
• 1x clemă pentru baterie CR20XX
• 1x baterie CR2032

Pentru jigul de programare:

• 6x pogo pogo
• 1x 2x3 antet masculin (pentru ISP)
• 1x 2x1 antet masculin (pentru sursă VCC externă)
• 1x regulator LDO AMS1117 3.3v (SOT-23)

Pasul 2: Pregătiți toate autocolantele

Pentru acest proces de fabricare a PCB-urilor acasă, autocolantele sunt implicate în trei etape; Ca mască pentru gravarea plăcii de cupru, ca mască de lipit pentru a proteja urmele și pentru a constrânge lipirea și ca șablon pentru a aplica pasta de lipit pe tampoane. Pentru a optimiza procesul cât mai mult posibil, toate autocolantele pot fi pregătite într-un singur loc.

Pregătirea fișierelor pentru tăiere:

Dacă nu intenționați să modificați designul, puteți utiliza direct imaginile pregătite sau fișierul Silhouette Studio cu toate autocolantele. Dacă utilizați un alt design, faceți următoarele pentru a pregăti fișierul pentru tăiere:

Deoarece majoritatea software-ului gratuit pentru tăierea vinilului funcționează cu imagini, trebuie să exportăm designul de la EAGLE ca imagine de înaltă rezoluție. Pentru aceasta, ascundeți mai întâi tot stratul, cu excepția TOP și VIAS, apoi exportați panoul ca imagine în MONOCHROME și cel puțin 1500 dpi. Apoi, repetați procesul, dar numai cu stratul Tstop, pentru a obține doar tampoanele.

Odată ce exportați imaginile, este recomandabil să faceți un pic de curățare în Photoshop pentru a crește fiabilitatea procesului. Pentru imaginea îmbrăcată în cupru, aceasta constă în ștergerea oricăror zone mici de cupru izolate sau conectarea lor la zone mai mari, ștergerea centrului tuturor găurilor prin creșterea și creșterea jocului în jurul termicelor. Pentru imaginea tampoanelor, trebuie să le potriviți pe o formă neagră care revarsă puțin cuprul îmbrăcat puțin.

Apoi, importați imaginile în software-ul de tăiat vinil, urmăriți-le și scalați-le la o dimensiune de 100 x 100 mm. Un avantaj al panoului PCB este că aveți o referință consecventă pentru a le scala corespunzător, indiferent de rezoluție.

Pregătirea benzii Kapton pentru tăiere:

Banda Kapton este un material excelent, totuși Pentru a putea folosi ca autocolant trebuie mai întâi să o așezați pe un suport plat. Pentru aceasta vom folosi suportul de pe banda de transfer de vinil, deci îndepărtați pateul și lăsați-l temporar deoparte, având grijă să îl mențineți curat. Apoi, derulați un segment de bandă și aplicați-l cu atenție pe suportul de hârtie cu ceară folosind o cartelă de plastic ca racletă pentru a vă asigura că nu rămân bule prinse dedesubt. Vă recomand să vă pregătiți mai mult decât vă așteptați să utilizați, deoarece unele autocolante ar putea să nu iasă perfect.

Tăierea autocolantelor:

După ce ați urmărit și scalat toate autocolantele în software-ul de tăiat vinil, treceți la plasarea materialului vinilic autoadeziv pe un colț al saltelei de tăiere și plasarea benzii Kapton spate pe un alt colț.

Apoi, pe software, așezați numai desenele de șablon îmbrăcat în cupru și lipit peste zona corespunzătoare vinilului și setați parametrii de tăiere la: Viteza 3, Adâncimea lamei 1, Presiunea 8. Trimiteți lucrarea pentru tăiere și lăsați mașina să facă este ceva.

În cele din urmă, mutați deoparte desenele utilizate anterior și plasați doar designul măștii de lipit peste zona corespunzătoare benzii Kapton. Setați parametrii de tăiere la: Viteza 1, Adâncimea lamei 1, Presiunea 3. Treceți la trimiterea lucrării la mașină și, după finalizare, îndepărtați cu atenție atât vinilul autoadeziv, cât și materialele Kapton de pe covorul de tăiere. Aveți grijă să nu faceți cutii ascuțite atunci când le desprindeți.

Decuparea autocolantelor:

Pentru a transfera autocolantele de vinil pe PCB trebuie să folosim folie de transfer de vinil pentru a ne asigura că toate regiunile vor fi transferate în loc. Pentru a putea transfera numai segmentele de ștampilă intenționate, trebuie să îndepărtăm toate zonele nedorite înainte de a aplica filmul de transfer. Pentru aceasta utilizați un tăietor și ridicați cu atenție un colț al zonei nedorite. Împingeți tăietorul dedesubt și apăsați vinilul pe lamă pentru a-l lipi. Apoi, trageți tăietorul și excesul ar trebui să înceapă să se descuameze. În funcție de design, toate zonele nedorite pot ieși ca o singură piesă. Odată îndepărtat, așezați filmul de transfer NUMAI peste autocolantele îmbrăcate în cupru și aruncați tot excesul. În acest moment, autocolantele de vinil sunt gata de utilizare. Autocolantele cu bandă Kapton sunt o singură bucată, astfel încât să poată fi transferate direct fără filmul de transfer.

Pasul 3: Gravați îmbrăcatul de cupru

Acesta este cel mai important pas al procesului, deoarece calitatea urmelor de cupru va determina rata de succes a produselor finale. Dacă se face cu atenție, poate fi 100%.

Transferarea autocolantului CLAD pe cupru:

Pentru a asigura rezultate curate și fiabile, trebuie mai întâi să degresați PCB-ul gol cu alcool izopropilic. Dacă semifabricatul este vechi, se recomandă să șlefuiți bine suprafața cu hârtie de șlefuit 320-400, făcând cercuri mici pe toată placa.

Odată complet curat, este timpul să transferați autocolantul pe cupru. Pentru aceasta, mai întâi curățați un colț al filmului de transfer și apoi așezați autocolantul cu capul în jos pe o masă curată. Apoi, continuați să îndepărtați încet hârtia de pe transfer, făcând o cută ascuțită și trăgând de-a lungul mesei. În acest fel, chiar și tampoanele mici ar trebui să se lipească de transfer și să nu rămână pe hârtie. Nu vă faceți griji, totuși, dacă unul sau două tampoane rămân în urmă, le puteți așeza manual mai târziu.

Apoi, țineți transferul de vinil cu autocolantul în vârful degetelor (lipiți-le ușor de marginea foarte mare) și aliniați încet autocolantul peste tablă înainte de a-l așeza. Odată aliniat, așezați-l pe cupru și apăsați-l ușor cu degetele FORMAȚI CENTRUL ÎN AFARA, pentru a preveni apariția bulelor. Apoi, utilizați un card de plastic pentru a strânge întreaga suprafață, pentru a vă asigura că vinilul se lipeste puternic de cupru. Continuați să îndepărtați filmul de transfer de vinil de pe acoperit cu cupru în același mod în care ați decojit suportul de hârtie și așezați manual tampoanele care au rămas în urmă. Dacă autocolantul nu acoperă întregul gol, puteți acoperi toate zonele rămase cu bandă transparentă pentru a evita gravarea excesului de cupru și utilizarea excesivă a consumabilelor.

Gravarea îmbrăcat în cupru:

Pentru procesul de gravare, veți avea nevoie de 2 containere dreptunghiulare în stil Tupperware, un băț de lemn mic și un element de etanșare cu clorură ferică.

Tabla pregătită cu ștampila CLAD este aproape gata pentru gravare, dar este foarte important să o curățați încă o dată cu alcool izopropilic pentru a elimina orice reziduu din filmul de transfer și pentru a asigura o gravură uniformă și completă, fără a rămâne cupru nedorit.

Pentru a pregăti clorura ferică pentru gravare, turnați-l într-unul din recipiente până la jumătate plin și adăugați cu aproximativ 30% mai multă apă. timp de 15 secunde ÎNAINTE de plasare în PCB pentru a accelera procesul de gravare.

În cele din urmă, așezați placa în clorura ferică și lăsați-o să se scufunde. Procesul poate dura ceva timp, dar este important să reveniți la fiecare 10-15 minute pentru a agita soluția și a verifica progresul. Pentru că pur și simplu folosiți o resturi de lemn mic pentru a ajunge la tablă și înclinați-o înăuntru și în afara soluției de câteva ori. Aceasta va muta soluția pentru a vă asigura că reacționează uniform și vă va permite să vedeți cât din cupru a fost îndepărtat. Continuați să faceți acest lucru până când nu vedeți mai mult cupru expus, dar nu îl lăsați mai mult, deoarece substanța chimică poate începe să spargă sub autocolant și să deterioreze urmele. Între timp, lăsați bățul pe celălalt recipient pentru a preveni pătarea oricărui lucru cu soluția etchant, deoarece este foarte predispusă la pete și are, de asemenea, un miros feros foarte puternic.

După ce ați terminat, scoateți placa de pe șampon și clătiți-o bine cu apă și săpun din abundență. După aceasta, apucați o pâlnie sau faceți-o folosind o foaie de plastic și fixați-o peste o sticlă PP goală pentru a recupera și a stoca materialul de etanșare. Niciodată nu aruncați clorura ferică uzată prin canal, reutilizați-o cât mai mult posibil și aruncați-o lăsând-o să se usuce, apoi aruncați-o sub formă de solid.

Gravarea este cea mai lungă etapă a procesului. Dacă se face cu clorură ferică proaspătă, aceasta poate fi realizată în mai puțin de o oră, cu toate acestea, cu consumabilele reutilizate poate dura mai mult de 4 ore până la finalizare, deci aveți răbdare și verificați periodic.

Pasul 4: Tăiați și șlefuiți zarurile

Un avantaj al PCB-urilor de panellizare este că puteți utiliza panoul ca ghid pentru tăiere, plus că este mai ușor de manevrat o placă mai mare. Pentru a separa plăcile și a le oferi o finisare adecvată, trebuie mai întâi să le tăiem și să le șlefuim marginile și colțurile.

Tăierea PCB-ului nu se poate face cu un tăietor obișnuit, foarfece sau ferăstrău, deoarece aceste procese aproape sigur ar defecta sau ar deteriora plăcile. Pentru tăiere, vom folosi un instrument simplu de gheare care răzuiește treptat straturile de pe fiecare trecere, cioplind o canelură până la capăt. Aceste lame sunt vândute comercial sub formă de freze acrilice, dar pot fi făcute și de casă din unele lame de ferăstrău sparte. este recomandabil să răsfoiți lama prin proces, deoarece plăcile din fibră de sticlă uzează rapid marginea. Nu este necesar să tăiați până la capăt, doar în cea mai mare parte a drumului și, ulterior, pur și simplu să rupeți fiecare piesă.

După tăiere, marginile sunt destul de aspre și neuniforme, așa că trebuie să le șlefuim bine mai întâi cu hârtie de șlefuit de 240 granulații și apoi cu aproximativ 400 de granulații pentru o mai mare netezime. Asigurați-vă că rotunjiți și colțurile urmând forma îmbrăcată în cupru.

În cele din urmă, utilizați un tăietor pentru a desprinde cu atenție autocolantele de pe scânduri. Acest lucru se poate face înainte de tăiere, dar autocolantele ajută la protejarea cuprului prin procesul de tăiere.

Pasul 5: Aplicarea autocolantelor Kapton Soldermask

Acum, cu plăcile tăiate, suntem aproape gata să asamblăm circuitul, cu toate acestea, pentru a ne asigura că urmele de cupru sunt protejate pe termen lung și lipirea rămâne doar acolo unde ar trebui, avem nevoie de o mască de soldat, care este fabricată în mod convențional folosind rășini de curățare UV. Procesul tradițional este destul de toxic, dezordonat și nesigur, deci este necesară o alternativă mai practică pentru fabricarea casei.

În acest caz, exploatăm banda Kapton ca mască de lipit datorită rezistenței la temperaturi ridicate și a proprietăților autoadezive. Pentru a transfera autocolantele pe PCB, vom folosi din nou tăietorul ca suport. Înainte de a transfera autocolantele, curățați bine PCB-urile cu alcool pentru a îndepărta orice grăsime sau reziduuri de pe vinil. Apoi, procedați la ridicarea cu atenție a autocolantului Kapton de pe hârtia de sprijin cu ajutorul tăietorului (a se vedea imaginea 2). Pentru aceasta, ridicați mai întâi un colț mic al autocolantului cu dispozitivul de tăiere și apăsați-l pe lamă pentru a-l lipi, apoi trageți încet dispozitivul de tăiere de pe hârtie fără a face o cută pe marginea ascuțită până când întregul autocolant se desprinde de pe hârtie și rămâne lipit de lamă.

În cele din urmă, este important să vă asigurați că autocolantul este aliniat corect cu tampoanele înainte de a-l fixa, așa că aduceți-l ușor peste PCB cu tăietorul și periați-l ușor peste bord de câteva ori, acest lucru îl va încărca cu static și face plutește la suprafață, ceea ce vă va permite să reglați amplasarea înainte de a o apăsa în poziție. Dacă ștampila se lipeste prematur, îndepărtați-o cu grijă de pe tablă pe măsură ce o dezlipiți de pe hârtie și repetați alinierea. Odată aliniat corect, apăsați-l ferm pe PCB cu degetele și desprindeți cu atenție tăietorul de pe autocolant pentru a termina setarea acestuia. Apoi, curățați din nou plăcile cu alcool și acum PCB-urile sunt terminate oficial. Pot fi utilizate imediat sau stocate pentru mai târziu.

Pasul 6: Asamblați zarurile: aplicarea lipirii de lipit

Un avantaj al circuitelor SMD este că pot fi lipite cu pastă într-o manieră foarte fiabilă și rapidă folosind un șablon simplu pentru aplicarea acestuia doar pe tampoane, care poate fi refolosit pentru orice număr de unități. Șabloanele SMD convenționale sunt fabricate din oțel, astfel încât sunt destul de scumpe și impracticabile pentru prototipare, cu toate acestea, șablonul poate fi făcut și din autocolante de vinil. Pentru aceasta, folosim atât versiunea originală, cât și versiunea oglindită a autocolantului pentru a crea un șablon din plastic care nu este autoadeziv.

Pasta de lipit conține mult flux, astfel încât se reduce semnificativ la reflux. Astfel, trebuie să aplicăm un strat suficient de gros pentru a ne asigura că îmbinările se umplu corect cu lipire. Pentru a obține șablonul cu grosimea corespunzătoare, trebuie să acoperim 4 autocolante de vinil împreună. Faceți acest lucru cu atenție pentru a vă asigura că găurile sunt perfect aliniate până la capăt.

Apoi, construiți o margine mică în jurul unei plăci din PCB reziduuri sau din orice alt material de aceeași grosime și fixați șablonul în loc de o singură parte pentru a servi drept balama, asigurând alinierea corectă a șablonului peste plăcuțe (vezi imaginea 2).

În cele din urmă, folosind orice fel de instrument cu margine dreaptă, apucați niște pastă de lipit și începeți să o împrăștiați pe șablon până când toate găurile sunt umplute și răzuiește restul înapoi în sticlă cu același instrument. Nu atingeți direct pasta de lipit, deoarece conține plumb, care este cel mai bine evitat. Nu vă faceți griji dacă îl atingeți, pur și simplu curățați-l bine.

Ridicați șablonul și scoateți placa de pe jig. Repetați procesul pentru toate plăcile pe care intenționați să le asamblați. Acum, plăcile sunt gata pentru populare și lipire.

Pasul 7: lipirea populației și refluxul

Cu pasta de lipit pe plăci, este timpul să completați toate componentele. Pentru aceasta, utilizați niște pensete cu punct fin și așezați cu grijă fiecare componentă pe tampoanele sale, asigurând orientarea și alinierea corespunzătoare (vezi imaginea 2). Luați-vă timpul făcând acest lucru și corectând eventualele deplasări greșite. Odată ce toate componentele sunt plasate, porniți instrumentul de reflux de aer și începeți treptat să preîncălziți întreaga placă plimbându-vă în cercuri deasupra acesteia (a se vedea imaginea 3). Apoi, continuați să direcționați aerul fierbinte direct peste fiecare tampon până când acestea revin complet (imaginea 4). Când ați terminat refluxul, este timpul să adăugați clema bateriei. Pentru aceasta, găuriți centrele celor 2 plăcuțe rotunde mai mari și așezați clema bateriei pe partea inferioară a plăcii. De asemenea, este recomandabil să lipiți clema bateriei pe placă cu Epoxy pentru a elibera orice stres de la pinii de alimentare, deoarece clema va ține placa pe carcasă. În acest moment PCB este complet asamblat și gata pentru programare.

Pasul 8: Imprimați 3D carcasele brelocului

Carcasele tipărite 3D sunt opționale, dar foarte recomandate, deoarece adaugă mult caracter obiectului transformându-l într-un breloc, protejând totodată matrița. Este obligatoriu să le tipăriți în PETG pentru a asigura o durabilitate ridicată, deoarece PLA se va rupe foarte repede. Am realizat două versiuni ale carcasei, una cu suport gol pentru scoaterea bateriei și alta cu sigla mea pe spate, care păstrează bateria sigură și ascunsă. Deoarece circuitul consumă foarte puțină energie, bateria poate fi prinsă în interiorul carcasei. fără nici o problemă.

Pentru a asambla carcasa, pur și simplu apăsați clema bateriei pe imprimarea 3D până când placa este la același nivel cu marginea. În funcție de clema exactă a bateriei, poate fi necesar să o șlefuiți ușor sau să măriți înălțimea carcasei pentru a vă asigura că se potrivește până la capăt, deci asigurați-vă că verificați înainte de asamblare. Dacă este necesar, totuși, carcasa poate fi deschisă trăgând încet placa în jurul marginii.

Pasul 9: Faceți un program de programare

Acum, tinyDice sunt complet asamblate, cu toate acestea trebuie să le programăm pentru a le face să facă așa cum ar trebui. Pentru aceasta, facem uz de un pogo pin jig care contactează toate plăcile de programare de pe placă și se conectează la un programator ISP, care poate fi un USBtinyISP sau orice Arduino ca ISP. tinyDice are toate știfturile de programare disponibile pe tampoane cu o distanță standard de 100 de mii (2,54 mm), pentru a permite asamblarea jigului pe o placă perforată standard. Urmați diagrama de conexiune pentru a lega fiecare pin pogo la antetul ISP. În scopuri de dezvoltare, am făcut un jig dublu care servește și pentru o altă placă la care lucrez și am încorporat un regulator LDO pentru a evita scurgerea bateriilor în timpul testării, dar pentru o singură programare putem utiliza puterea direct de la baterie

tinyDice sunt proiectate să funcționeze la 3 volți, astfel încât programarea lor la 5 volți prezintă riscul de a deteriora pinii IO ai microcontrolerului, LED-urilor sau chiar programatorului, deoarece prea mult curent ar fi tras prin rezistențele de limitare a curentului LED-urilor. Deci, pentru a programa cipul fără a deteriora nimic, trebuie să folosim tensiunea sa nativă de la baterie. Dacă utilizați un USBtinyISP, pur și simplu scoateți jumperul de alimentare, care va alimenta comutatorul Logic Lever Shifter de pe bateria tinyDice și, dacă utilizați un Arduino, pur și simplu lăsați puterea neconectată pentru a alimenta doar zarurile cu bateria și adăugați un rezistor din seria 5k la fiecare linie de date.

Pasul 10: Programarea zarurilor

Pentru procesul de programare, asamblați cu grijă jigul peste zaruri folosind standoffs și asigurați-vă că toți pogo-urile sunt apăsate corect pe tampoanele corespunzătoare. Aveți grijă și nu glisați matrița sub știfturi, deoarece este foarte ușor să le spargeți. Apoi, conectați USBtinyISP la jig și la computer.

Deschideți IDE-ul Arduino, încărcați schița tinyDice și selectați cipul atTiny85 cu USBtinyISP ca programator. Apăsați butonul de încărcare și verificați zarurile, 2 LED-uri ar trebui să înceapă să clipească pentru o vreme. Dacă totul are succes, acum tinyDice este programat, terminat și gata de utilizare. Repetați procesul de programare pentru toate unitățile pe care le-ați făcut și apoi stocați jigul complet asamblat pentru a proteja pinii pogo.

Codul:

Programul tinyDice este astfel încât afișează mai întâi o animație „gânditoare” și apoi generează un număr aleatoriu între 0 și 9 care este afișat pentru câteva secunde. Toate tranzițiile se efectuează cu PWM pentru fiecare LED pentru a permite estomparea. După afișarea numărului și decolorarea, procesorul intră în modul de repaus, ceea ce întrerupe în mod esențial consumul bateriei, astfel încât bateria ar trebui să dureze teoretic în jur de 6 000 de „aruncări” de zaruri.

Întregul cod este structurat în jurul unei întreruperi a temporizatorului de 8 Khz care gestionează charlieplexarea și PWM în 10 pași pentru fiecare LED, precum și avansarea animațiilor. Explicații mai detaliate ale fiecărei funcții sunt comentate pe schița Arduino.

Concluzii:

Rezultatele acestei metode pentru fabricarea PCB-urilor la domiciliu au depășit cu mult așteptările mele inițiale, deoarece am constatat că poate fi extrem de fiabilă și poate oferi rezultate de înaltă calitate pentru prototiparea ușoară și rapidă a circuitelor SMD și a orificiilor traversante. Din această cauză, îi încurajez pe DIYeri să încerce această metodă pentru propriile modele și să împărtășească rezultatele și descoperirile dvs. cu comunitatea.

Această nouă versiune a tinyDice este în sine un obiect foarte frumos și distractiv de avut și împărtășit cu prietenii, deoarece animațiile și carcasa brelocului îl fac destul de unic și interesant. Sper că ți-a plăcut acest lucru instructiv și te rog să împărtășești comentariile și experiențele tale pe această temă, astfel încât metoda să continue să evolueze. De asemenea, nu ezitați să experimentați codul și să împărtășiți orice variante interesante pe care să le încerce alții.

Acest ghid face parte din concursul de proiectare PCB, așa că vă rugăm să îl votați dacă îl considerați demn și să îl împărtășiți prietenilor și entuziaștilor electronici.

Premiul II la PCB Design Challenge