ข้อความส่วนบุคคลที่แสดงเครื่องประดับ: 16 ขั้นตอน

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

เมื่อประมาณเดือนที่แล้ว เราได้รับการต้อนรับน้องใหม่เข้าสู่แผนก เพื่อนของฉันมีความคิดว่าเราควรจะมีของขวัญบางอย่างให้พวกเขา และนี่คือสิ่งที่ฉันคิดไว้ ฉันใช้เวลาหนึ่งวันในการทดลองวิธีสร้างอันแรก จากนั้นใช้เวลาหลายชั่วโมงในการสร้าง 4 อันที่เหลือ

เครื่องประดับเล็กถูกควบคุมโดย ATTINY414 ข้อความจะถูกเก็บไว้ใน MCU แล้วแสดงตัวอักษรทีละตัวบนจอแสดงผล 7 เซ็กเมนต์ขั้วบวกทั่วไป คุณสามารถมีข้อความที่ยาวมากได้เนื่องจากคำ 10 ตัวอักษรของฉันใช้พื้นที่โปรแกรมเพียง 400 ไบต์บนอุปกรณ์ 4k พินแคโทดแสดงผล 7 ส่วนเชื่อมต่อกับ MCU ผ่านตัวต้านทาน 1k

ฉันพยายามใช้ชิ้นส่วนที่มีอยู่แล้วให้มากที่สุด และกลายเป็นว่าเราต้องซื้อที่ใส่แบตเตอรี่และแบตเตอรี่เท่านั้น เครื่องประดับเล็ก ๆ น้อย ๆ ก็ค่อนข้างถูกในการสร้างเช่นกันโดยมีราคาเพียง 2 เหรียญสหรัฐไม่รวมแบตเตอรี่

ชิ้นนี้เหมาะสำหรับตกแต่งหรือห้อยกระเป๋า

หมายเหตุ: นี่เป็นคำสั่งแรกของฉันและฉันถ่ายรูปน้อยกว่าที่ควร ฉันจะทำขึ้นสำหรับสิ่งเหล่านั้นโดยการวาดภาพร่างสำหรับขั้นตอนเหล่านั้นที่ฉันไม่มีรูปภาพ ขอโทษด้วยที่เขียนอาจทำให้สับสน

หมายเหตุ 2: คุณสามารถใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ใดก็ได้สำหรับโปรเจ็กต์นี้ แต่ตำแหน่งในคำแนะนำนี้มีไว้สำหรับ ATTINY414 และอุปกรณ์ที่รองรับพินอื่นๆ

เสบียง

(รายการสำหรับ 1 ชิ้น)

อะไหล่

• 1x บอร์ดฝ่าวงล้อมสำหรับชิป SOP28/TSSOP28
• 1x ATTINY414 (คุณสามารถใช้ไมโครคอนโทรลเลอร์ตัวอื่นและปรับเปลี่ยนได้ด้วยตัวเอง)
• ตัวต้านทาน 7x 1k (THT, 1/4 หรือ 1/8 W)
• ตัวเก็บประจุ 1x 100nF (THT หรือ SMD)
• จอแสดงผล 7 เซ็กเมนต์ขั้วบวกทั่วไป 0.56 นิ้ว
• 1x สวิตช์สไลด์
• 1x ที่ใส่แบตเตอรี่แบบเหรียญ (ฉันใช้ CR2032 ที่นี่)
• สายไฟและขาต้านทาน AWG30 บางรุ่น (สำหรับการกระโดดในพื้นที่แคบ)
• สติ๊กเกอร์หรือเทปกาวสองหน้า (สำหรับปิดคลุมพื้นที่ป้องกันการลัดวงจร)
• ท่อหด 1 มม.
• 1x พวงกุญแจ

เครื่องมือ

• หัวแร้งและเครื่องดูดควัน
• มือช่วยหรือที่ยึด PCB
• หัวแร้งขนาดเล็ก (ฉันใช้ 0.025 นิ้ว)
• RMA Flux
• ทิชชู่เปียกแอลกอฮอล์ หรือ ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ + แปรงแบน
• กระดาษชำระ
• กระดาษกาว
• โปรแกรมเมอร์ไมโครคอนโทรลเลอร์ (ตาม MCU ของคุณ)

ขั้นตอนที่ 1: การออกแบบทั่วไป

ภาพสเก็ตช์เหล่านี้เป็นเลย์เอาต์คร่าวๆ ของการวางสิ่งของต่างๆ บนกระดานฝ่าวงล้อมในการออกแบบของฉัน

หมายเหตุ: กระดานฝ่าวงล้อมที่ฉันใช้มีหมายเลขพินในแต่ละหลุมตามหมายเลขขา IC ทั่วไปในแต่ละด้าน เมื่อฉันจัดการกับรูเหล่านี้ ฉันจะใช้ Txx สำหรับด้านบน (ตำแหน่งที่วาง MCU) และ Bxx สำหรับด้านล่าง หากคุณสับสนว่าต้องบัดกรีตรงไหน ให้อ้างอิงกับรูปภาพเหล่านี้

ขั้นตอนที่ 2: ทดสอบส่วนประกอบของคุณ

ก่อนที่คุณจะเริ่ม ตรวจสอบให้แน่ใจว่าชิ้นส่วนของคุณอยู่ในสภาพใช้งานได้ โดยเฉพาะไมโครคอนโทรลเลอร์และจอแสดงผล เนื่องจากชิ้นส่วนต่างๆ จะถูกอัดแน่นในพื้นที่ขนาดเล็ก ทำจนเสร็จและพบว่าจอแสดงผลของคุณใช้งานไม่ได้คือสิ่งสุดท้ายที่คุณต้องการ ดังนั้นให้ทดสอบก่อน!

ขั้นตอนที่ 3: ตั้งโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์

โปรแกรม

โปรแกรมสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์นั้นค่อนข้างเรียบง่ายและประกอบด้วยขั้นตอนต่อไปนี้:

• ตั้งหมุดให้ต่ำสำหรับตัวอักษรตัวแรก
• ล่าช้าหน่อย
• ตั้งหมุดให้สูงทั้งหมดเพื่อทำให้หน้าจอว่างเปล่า (ไม่บังคับ)
• ล่าช้าหน่อย
• ตั้งหมุดให้ต่ำสำหรับตัวอักษรตัวที่สอง
• ล้างแล้วทำซ้ำ

ฉันได้แนบรหัสที่ฉันใช้ คุณสามารถคอมไพล์ได้ด้วยคอมไพเลอร์ XC8 บน MPLAB X อย่างไรก็ตาม เนื่องจากฉันใช้ PA0 สำหรับเซ็กเมนต์ A คุณจะต้องปิดการใช้งาน UPDI ผ่านฟิวส์บิตเพื่อให้มันทำงาน (คำอธิบายด้านล่าง)

การเลือกพอร์ตที่เหมาะสม

ตอนนี้คุณต้องเลือกพอร์ตของไมโครคอนโทรลเลอร์ที่จะใช้ โดยปกติสำหรับไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มี 14 พิน จะมีพอร์ต 8 บิตหนึ่งพอร์ตและพอร์ต 4 บิตหนึ่งพอร์ต เนื่องจากจอแสดงผล 7 ส่วนมีพินแคโทด 8 พิน (รวมถึงจุดทศนิยม) การใช้พอร์ต 8 บิตจึงสะดวกที่สุดเพราะคุณสามารถใช้การเข้าถึงพอร์ตโดยตรงเพื่อตั้งค่าพอร์ตในคำสั่งเดียว

ข้อพิจารณาที่ 1: กากบาท

อย่างไรก็ตาม ตัวเลือกอาจแตกต่างกันไปเนื่องจากพินเอาต์ของไมโครคอนโทรลเลอร์และการกำหนดเส้นทางสายระหว่าง MCU และจอแสดงผล เพื่อให้งานง่ายที่สุด คุณต้องมี cross-traces น้อยที่สุด

ตัวอย่างเช่น บน ATTINY414 พอร์ต 8 บิตคือ PORTA หากคุณกำหนด PA0 ให้กับกลุ่ม A, PA1 ให้กับกลุ่ม B เป็นต้น จำนวนการติดตามข้ามคือ 1 (กลุ่ม F และ G) ซึ่งเป็นที่ยอมรับสำหรับฉัน

ข้อแนะนำ: ด้านหนึ่งของบอร์ดสามารถใส่ตัวต้านทาน 1/4 w ห้าตัวได้อย่างปลอดภัย

ข้อควรพิจารณา 2: ฟังก์ชันสำรองของพิน

ในบางกรณี หากพินบนพอร์ตที่คุณต้องการใช้มีฟังก์ชันสำรอง เช่น พินการเขียนโปรแกรม พินเหล่านี้จะไม่ทำงานเป็นพิน GPIO ดังนั้น คุณอาจต้องหลีกเลี่ยงหรือปิดใช้งานการเขียนโปรแกรมทั้งหมด ทางเลือกเป็นของคุณ

ตัวอย่างเช่น บน ATTINY414 พินการเขียนโปรแกรม UPDI จะอยู่ที่พิน A0 บน PORTA หากคุณใช้พอร์ตนี้เป็นเอาต์พุต จะใช้ไม่ได้เนื่องจากพอร์ตจะถูกใช้เป็น UPDI แทน GPIO คุณมี 3 ตัวเลือกที่นี่พร้อมข้อดี/ข้อเสีย:

• ปิดใช้งาน UPDI ผ่านฟิวส์บิต: คุณจะไม่สามารถตั้งโปรแกรมอุปกรณ์ได้อีกเว้นแต่คุณจะใช้ 12v เพื่อเปิดใช้งานฟังก์ชัน UPDI อีกครั้ง (ขออภัยที่ฉันทำสิ่งนี้ แต่คุณไม่จำเป็นต้องทำ)
• ใช้เฉพาะ PA7-PA1: คุณจะใช้จุดทศนิยมที่นี่ไม่ได้ เว้นแต่คุณจะใช้ PORTB เพื่อช่วย แต่คุณจะยังมีโปรแกรมที่ใช้งานได้ (ตัวเลือกที่ดีที่สุด)
• ใช้ PORTB เพื่อช่วย: โค้ดที่ยาวขึ้นแต่ยังใช้งานได้หากพินเอาต์ยุ่งเกินไป

Protip: ลองเลือกไมโครคอนโทรลเลอร์ที่มีพินการเขียนโปรแกรมน้อยกว่า ATTINY414 ใช้ UPDI ซึ่งใช้เพียง 1 พินในการสื่อสาร ดังนั้นคุณจึงมีพิน GPIO มากขึ้น

การเขียนโปรแกรมอุปกรณ์

หากคุณมีซ็อกเก็ตการเขียนโปรแกรมสำหรับอุปกรณ์ SMD คุณอาจต้องการตั้งโปรแกรมก่อนที่จะบัดกรี MCU กับบอร์ดฝ่าวงล้อม แต่ถ้าคุณทำไม่ได้ การบัดกรีก่อนอาจช่วยคุณในการเขียนโปรแกรมได้ ไมล์สะสมอาจแตกต่างกันไป ในกรณีของฉัน ฉันเชื่อมต่อ PICKIT4 กับบอร์ดฝ่าวงล้อมหนึ่งบอร์ด จากนั้นใช้นิ้วดัน MCU เข้ากับบอร์ด มันใช้งานได้ แต่ไม่ค่อยดี (ตอนนี้ซ็อกเก็ตการเขียนโปรแกรมอยู่ในสิ่งที่อยากได้ของฉัน)

ขั้นตอนที่ 4: ประสานไมโครคอนโทรลเลอร์

ไม่มีอะไรแฟนซีในขั้นตอนนี้ คุณต้องประสานไมโครคอนโทรลเลอร์กับบอร์ดฝ่าวงล้อม มีบทช่วยสอนมากมายใน Youtube เกี่ยวกับวิธีการประสานชิ้นส่วน SMD สรุปสาระสำคัญคือ

• ทำความสะอาดหัวแร้ง
• ปริมาณการบัดกรีที่เหมาะสม
• อุณหภูมิที่เหมาะสม
• ไหลเยอะ
• อดทนและฝึกฝนมากๆ

สำคัญ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าได้ประสานพิน 1 ของ MCU กับพิน 1 ของบอร์ดฝ่าวงล้อมแล้ว!

ตอนนี้ MCU ถูกบัดกรีเข้ากับบอร์ดแล้ว เราก็สามารถไปยังขั้นตอนต่อไปได้

ขั้นตอนที่ 5: ประสานตัวเก็บประจุ

มีกฎง่ายๆในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ว่าเมื่อคุณมี IC ในวงจรของคุณ ให้เพิ่มตัวเก็บประจุ 100nF หนึ่งตัวใกล้กับหมุดจ่ายไฟ และนั่นก็ไม่มีข้อยกเว้น ตัวเก็บประจุนี้เรียกว่าตัวเก็บประจุแบบแยกส่วนและจะทำให้วงจรของคุณมีเสถียรภาพมากขึ้น 100nF เป็นค่าทั่วไปที่ใช้ได้กับวงจรส่วนใหญ่

คุณต้องประสานตัวเก็บประจุให้ใกล้ที่สุดเท่าที่จะทำได้ผ่านพิน Vcc และ GND ของ MCU ที่นี่มีพื้นที่ไม่มากนัก ฉันเลยตัดขาของมันให้ได้ขนาดแล้วประสานเข้ากับขาของ MCU โดยตรง

ขั้นตอนที่ 6: การทำความสะอาดฟลักซ์ 1

ในขณะที่ฟลักซ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับการบัดกรี การวางทิ้งไว้บนบอร์ดหลังจากการบัดกรีไม่ดีสำหรับคุณเพราะอาจกัดกร่อนบอร์ดได้ ฟลักซ์ของสารตกค้างสามารถละลายได้โดยใช้ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ อย่างไรก็ตาม คุณต้องเช็ดฟลักซ์ออกจากกระดานก่อนที่แอลกอฮอล์จะระเหยออกไป มิฉะนั้นฟลักซ์ที่เหนียวเหนอะจะครอบคลุมทั้งกระดาน

นี่เป็นเทคนิคที่ฉันใช้ซึ่งใช้ได้ผลดีทีเดียว: วางกระดานไปด้านข้างบนกระดาษทิชชู่ จากนั้นจุ่มแปรงทาสีแบบแบนในแอลกอฮอล์และ "ทาสี" แอลกอฮอล์บนกระดานอย่างรวดเร็วลงไปที่กระดาษทิชชู่ คุณจะเห็นฟลักซ์สีเหลืองปรากฏบนกระดาษทิชชู่ เพื่อให้แน่ใจว่าฟลักซ์ส่วนใหญ่ถูกกำจัดออก ให้ตรวจสอบว่าบอร์ดของคุณไม่เหนียวเหนอะหนะหรือไม่และสระของฟลักซ์รอบข้อต่อบัดกรีส่วนใหญ่จะหายไป ดูภาพด้านบนสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

เหตุผลในการทำความสะอาดนี้: เพื่อทำความสะอาดไมโครคอนโทรลเลอร์ ส่วนนี้จะยากมากที่จะเข้าถึงในภายหลัง

ขั้นตอนที่ 7: ประสานจอแสดงผล 7 ส่วน

ตอนนี้เราจะทำลายกฎเกี่ยวกับการบัดกรีอุปกรณ์ที่มีโปรไฟล์ต่ำสุดก่อนแล้วจึงเริ่มจากการแสดงผล 7 ส่วน ด้วยวิธีนี้ เราสามารถประสานตัวต้านทานกับขาของจอแสดงผล 7 ส่วนได้

เนื่องจากตอนนี้เรามีรูว่างเหลืออยู่อย่างจำกัดบนบอร์ด เราจะตัดพินขั้วบวกทั่วไปด้านล่างของจอแสดงผลออก เพื่อเปิดทางให้พินลบของที่ใส่แบตเตอรี่ จากนั้นประสานตามปกติ เพียงแค่งอขาของจอแสดงผลออกไปด้านนอกเล็กน้อย จับเข้าที่ (เทปกาวอาจมีประโยชน์ที่นี่) แล้วบัดกรีที่ด้านบนของบอร์ด

ขั้นตอนที่ 8: ประสานตัวต้านทานด้านล่าง

ขั้นตอนต่อไปคือการประสานตัวต้านทานที่ด้านล่างของบอร์ด ก่อนที่เราจะเริ่มต้น ให้วางเทปกาวสองหน้าหรือสติกเกอร์ทับแผ่นรอง TSSOP ที่เราไม่ได้ใช้เพื่อป้องกันการลัดวงจร

เมื่อแผ่นอิเล็กโทรดถูกปิดแล้ว ให้นำตัวต้านทานออกแล้วเริ่มงอขาของพวกมัน พวกเขาจะเชื่อมต่อระหว่างขา MCU (ด้านซ้ายของบอร์ด) และขาแสดง (ด้านขวาของบอร์ด) ตรวจสอบให้แน่ใจว่าพวกเขาไม่ได้สัมผัสกันและมีช่องว่างเพียงพอระหว่างพวกเขา

Protip: กระดานฝ่าวงล้อมของคุณอาจมีรูเจาะบนกระดาน เหล่านี้เป็นจุดที่สะดวกในการติดพวงกุญแจ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าหนึ่งในรูเหล่านี้ไม่ได้ถูกหุ้มด้วยขาของตัวต้านทาน

ขั้นตอนที่ 9: ประสานตัวต้านทานด้านบน

หากคุณไม่สามารถใส่ตัวต้านทานทุกตัวที่ด้านล่างของบอร์ดได้ คุณอาจต้องใส่ตัวต้านทานบางตัวที่ด้านบน เนื่องจากไมโครคอนโทรลเลอร์อยู่ด้านนี้ด้วย คุณจะต้องลดขนาดขาตัวต้านทานเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัสกับไมโครคอนโทรลเลอร์ ขั้นตอนที่เหลือจะเหมือนกับขั้นตอนสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 10: ประสานสวิตช์

ส่วนต่อไปที่จะประสานคือสวิตช์สไลด์เพื่อเปิดและปิดเครื่อง ฉันใช้สวิตช์สไลด์ 1P2T ที่นี่

อีกครั้งเนื่องจากรูเหลือจำกัด ให้ตัดพินด้านหนึ่งของสวิตช์ออก

จากนั้นประสานพินด้านที่เหลือของสวิตช์ ปล่อยให้พินกลางขายไม่ออก

ขั้นตอนที่ 11: ประสานสายไฟและจัมเปอร์

จากการออกแบบของคุณ คุณอาจมีสายไฟในการบัดกรีมากหรือน้อย ในการออกแบบของฉัน มีสายไฟ 2 เส้น (สายไฟสำหรับ MCU) และจัมเปอร์ 2 เส้น (กำลังสำหรับจอแสดงผลและการเชื่อมต่อเพิ่มเติมสำหรับ MCU)

เพียงแค่บัดกรีให้ถูกต้อง คุณก็พร้อมแล้ว

ขั้นตอนที่ 12: การทำความสะอาดฟลักซ์ 2

เหตุผลในการทำความสะอาดนี้: หลังจากบัดกรีที่ใส่แบตเตอรี่แล้ว เราจะเข้าถึงด้านล่างไม่ได้อีกต่อไป ดังนั้นเราต้องทำความสะอาดตอนนี้

ขั้นตอนที่ 13: ประสานที่ใส่แบตเตอรี่ + จัมเปอร์เพิ่มเติม

นี่เป็นส่วนสุดท้ายและยากที่สุดในการประสาน เรามีรูเฉพาะเหลือไม่เพียงพอสำหรับที่ใส่แบตเตอรี่ ดังนั้นเราจะบัดกรีในลักษณะนี้: ขั้วบวกแบ่งรูร่วมกับขาของสวิตช์ที่เรายังไม่ได้ขาย (ขั้นตอนที่ 10) และขั้วลบเข้าไปในรูที่เราทิ้งไว้ การตัดขาจอแสดงผลออก (ขั้นตอนที่ 7)

จากนั้น หากคุณมีจัมเปอร์เพิ่มเติมที่จะบัดกรี ให้บัดกรีตอนนี้ สำหรับการออกแบบของฉัน ฉันเหลือจัมเปอร์หนึ่งตัวเพราะต้องเชื่อมต่อกับพินเชิงลบของที่ใส่แบตเตอรี่

ดูภาพสำหรับรายละเอียดเพิ่มเติม

ขั้นตอนที่ 14: การทำความสะอาดฟลักซ์ 3

เหตุผลในการทำความสะอาดนี้: การล้างครั้งสุดท้าย

ขั้นตอนที่ 15: การทดสอบ + การปรับแต่งขั้นสุดท้าย

ก่อนที่เราจะใส่แบตเตอรี่เข้าไป ตรวจสอบให้แน่ใจว่าไม่มีขาใดๆ สัมผัสกัน ตัดตะกั่วส่วนเกิน ตรวจสอบการบัดกรีของคุณ หลังจากทำเสร็จแล้ว คุณสามารถใส่แบตเตอรี่ เปิดเครื่อง และแบตเตอรี่จะทำงานอย่างถูกต้อง

หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ตรวจสอบการบัดกรีทั้งหมดของคุณอีกครั้ง และอาจตรวจสอบว่าโปรแกรมไมโครคอนโทรลเลอร์ของคุณถูกต้องหรือไม่

ขั้นตอนที่ 16: ผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้าย

ยินดีด้วย! คุณได้สร้างเครื่องประดับส่วนตัวของคุณเอง! อย่าลืมแบ่งปันกับฉันที่นี่และสนุก!