Šveicariškas AVR peilis: 14 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:50

Šveicariškas AVR peilis sujungia daugybę AVR programavimo projektų į vieną patogią „Altoids Gum Tin“. Dėl lankstumo, kurį suteikia mikrovaldiklių programavimas, jis taip pat yra atspirties taškas daugeliui projektų, pagrįstų šviesos diodais ir garso išvestimi. SAK gali turėti tiek programų, kiek leidžia 8K atmintis, ir palaiko aštuonias kiekvienos programos būsenas. Mėlynas mygtukas priverčia SAK perjungti programas ir būsenas - greitas paspaudimas priverčia jį likti programoje, bet pasikeisti į kitą būseną (kad ir kaip ji būtų apibrėžta), o ilgai paspaudus ji pereina į kitą programą. Dabartinė programa ir visų programų būsenos išsaugomos EEPROM tarp naudojimo būdų.

Šiuo metu SAK įgyvendinami projektai yra šie. Jie kartu su visais kitais kodais ir konstantomis (yra visa šriftų lentelė) užima apie 4K turimos vietos. „MiniMenorah“- „Evil Mad Scientists“smegenų aparatas - Mitch AltmanMiniPOV - „Adafruit Industries“Triukšmo žaislas - Garsūs objektai LED bėgimo žibintai LED žvakių LED žibintuvėlis Šis projektas neegzistuotų be didelio dosnumo visiems, kurie vienaip ar kitaip prisidėjo. Be pirmiau minėtų dalykų, norėčiau padėkoti naudojamų programinės įrangos įrankių kūrėjams (žr. Kitus veiksmus) ir visiems, sukūrusiems naudingą svetainę, kuri padėjo geriau suprasti šias temas. Galiu imti tiesioginį kreditą už labai mažai šiame projekte naudojamo kodo. Jei manote, kad kodas yra jūsų, tai gali būti. Praneškite man ir aš su malonumu suteiksiu jums kreditą. Bet kokiu atveju, ačiū už jūsų indėlį:-)

1 žingsnis: dalys

Dalių galima įsigyti iš bet kurio elektroninio tiekėjo. Dėl vietos apribojimo dauguma komponentų yra būtini, kaip nurodyta. Viskas vos vos telpa; įsitikinkite, kad visos pakaitinės dalys neužima papildomos vietos. Nepakeiskite ATtiny84, nebent esate visiškai tikri, kad kaiščiai atitinka. Po dalimis pateikiamos nuorodos yra į „DigiKey“ir „All Electronics“. Elektroniniai komponentai 1 x U1-ATtiny84-ATTINY84-20PU-ND1 x Ux-IC lizdas 14 kontaktų DIP-A32879-ND9 x LED-jūsų pasirinkta spalva 9 x rezistoriai-pritaikyti prie jūsų šviesos diodų 2 x R1, R2-100 omų 1/4W 1% metalinė plėvelė-100XBK-ND2 x C7, C8-47uF-P5151-ND Įvairūs akumuliatoriaus laikikliai 1-AA 6 "laidų laidai (1) 2461K-NDP Telefono lizdas stereo 3,5 mm (1) MJW-22 Perjungimo jungiklis SPDT 1/4 "įjungtas (1) MTS-4 Paspaudimo mygtuko jungiklis (1) 450-1654-NDMinty Boost SAK maitina viena AA baterija „Maxim MAX756“lustas (esminis „MintyBoost“komponentas!). Toliau pateikti komponentai yra reikalingi šiai grandinės daliai. 1 x U1-MAX756CPA DC/DC 3.3/5V DIP-MAX756CPA+-ND1 x Ux-IC lizdas 8 kontaktų DIP-A32878-ND2 x C7, C8 -0,1uF-399-4151-ND2 x C3, C5-100uF-P5152-ND1 x L1-22uH radialinis-M9985-ND1 x D1-1N5818 Schottky 1A 30V-1N5818-E3/1GI- ND

2 žingsnis: „ATtiny84“mikrovaldiklis

Daugelyje projektų naudojamas 20 kontaktų ATtiny2313 arba 8 kontaktų ATtiny85 mikrovaldiklis. Man pasirodė, kad „ATtiny2313“yra per didelis (korpusui), o „ATtiny85“- per mažas (nepakanka atminties, nepakanka išvesties kaiščių). „ATtiny84“yra tinkamas:-) „ATtiny84“turi 8K programuojamos „flash“atminties (užtenka daugybei mažų programų), 512K EEPROM (būsenai išsaugoti tarp naudojimo būdų), iki 12 išvesties kaiščių (9 šviesos diodams, 2 kanalams) garso išvesties ir mygtuko jungiklio) ir daug kitų gėrybių, kurios šiame projekte nenaudojamos. Jei planuojate pridėti programų, gaukite ATtiny84 duomenų lapo kopiją. Internete yra daug instrukcijų, kaip išmokti programuoti šią mikrovaldiklių šeimą. Norėdami gauti naudingos mikrovaldiklių santraukos, žr. Kaip pasirinkti mikrovaldiklį. Pastaba. Čia aprašytame projekte „MiniMenorah“nėra visiškai įjungtas. MM reikia devynių išvesties kaiščių, dviejų smegenų mašinų ir mygtuko, kad būtų pakeista viena būsena, iš viso dvylika. Nors „ATtiny84“galima sukonfigūruoti taip, kad būtų dvylika išvesties kaiščių, tai daroma „RESET“kaiščio sąskaita. Išjungus RESET kaištį ir padarius jį I/O, ATtiny84 negali būti užprogramuotas naudojant USBtinyISP programuotoją (kas to nepadarė:-) ir reikia aukštos įtampos programavimo. Viskas yra paruošta, kad būtų galima įjungti MM, tačiau reikalingas kitas programuotojas, o aš jo neturiu.

3 žingsnis: AVR programavimo įrankiai

Norint programuoti AVR mikrovaldiklius, reikia nemažai komponentų, tiek aparatinės, tiek programinės įrangos. Žemiau yra mano naudojami įrankiai. Daugelis, daugelis kitų yra toje pačioje kainų kategorijoje - nuo nemokamų iki pigių. Raskite sau tinkantį rinkinį ir laikykitės jų. Dar geriau, susiraskite draugą, kuris sukūrė sistemą ir naudojosi savo įrankiais. Nieko nėra ypač sunku, jei viskas vyksta taip, kaip reklamuojama, tačiau visų įrankių veikimas kartu gali būti tikras iššūkis. Ilgi vielos apvyniojimo lusto laikiklio kaiščiai nusileidžia į duonos lentą ir yra patogi eksperimentinė sąranka. Vienintelė problema, su kuria susidūriau, yra ta, kad programavimo kaiščių komponentai negali būti įžeminti programuojant. Aš pasirinkau du būdus, kaip išspręsti šią problemą. Pirmasis-turėti du lustų laikiklius, vieną programavimui ir kitą veikimui (žr. 8 kontaktų lopšį). Tai nėra idealu, nes dėl to daugelis duonos lentos tampa netinkamos naudoti ir yra gana erzina perkelti lustą. Antrasis - įdiegti nedidelį jungiklį, kuris programavimo metu atjungtų įžeminimo kaištį nuo duonos lentos žemės. Tai veikia geriau ir palieka daugiau vietos duonos plokštėje komponentams. ProgrammerUSBtinyISP rinkinys iš „Adafruit Industries“. Šiek tiek pakeitus (nuimkite 10 kontaktų kabelį ir sulenkite šviesos diodus), programuotojas telpa į altoidinę gumos skardą. 6 kontaktų kabelis netgi gali būti suvyniotas į skardą saugojimui. „SoftwareWinAVR“yra atviro kodo programinės įrangos kūrimo įrankių, skirtų programuoti AVR mikrovaldiklius „Windows“kompiuteriuose, rinkinys. Jis gerai veikia su USBtinyISP programuotoju (žr. AVR vadovėlį). Neseniai perėjau nuo programuotojo užrašų knygelės programos, kuri pridedama prie „WinAVR“, į „Eclipse“naudojimą su „AVR Eclipse“papildiniu. „Eclipse“gali naudoti „avrdude“, todėl vis tiek turėsite įdiegti „WinAVR“. „Eclipse“turi geresnį projektų valdymą, naudingas pamokas ir yra nemokama. Įdiegti, dirbti su pamoka ir užprogramuoti mikroschemą užtruko vos kelias minutes. Skambinkite draugui Internete yra daug išteklių. Ieškokite jų, prašykite pagalbos. Žmonės gali būti nusimanantys ir paslaugūs. Tai malonu:-) Jie taip pat gali būti atmesti. Tai nėra malonu:-(

4 žingsnis: mikrovaldiklio programavimas

C kodas Nekritikuokite to, ko nesuprantu. Aš nesu programuotojas, C nėra mano gimtoji kalba, o dirbdamas C. mane laiko „Java“plonas siūlas ir daug interneto paieškų. Nors didžioji kodo dalis buvo gauta iš kitų projektų (žr. Kreditus), Aš turėjau padaryti keletą papildymų ir pakeitimų. Šveicariško AVR peilio šaltinio kodas yra pridėtas žemiau kaip c šaltinio failas ir šešioliktainis failas. Būčiau dėkingas, jei išgirstumėte, kur kodą būtų galima patobulinti. Kodekse numatoma atlikti keletą pakeitimų. Artėja atnaujinimai. Tuo tarpu kodas veikia taip, kaip reklamuojama. Saugikliai Mikrovaldiklio saugikliai yra painūs. Aš išjungiau kelis mikrovaldiklius tiek atsitiktinai nustatydamas juos ieškoti išorinio generatoriaus, tiek išjungdamas RESET kaištį. Jie gali būti atkurti, tačiau iki tol jie yra tik negyvos klaidos. Būkite atsargūs, jei pasirinksite keisti saugiklius. Norėdami apskaičiuoti teisingas saugiklių vertes, naudokite internetinį saugiklių skaičiuotuvą. Pasirinkite tikslinę dalį (ATtiny84) ir atitinkamus nustatymus - vidinį RC osciliatorių, veikiantį 8 MHz dažniu (numatytoji vertė), NESkirstykite laikrodžio iš 8 į vidų, įgalinkite serijinės programos atsisiuntimą ir išjunkite apjungimo aptikimą. Rezultatas turėtų būti toks. -U lfuse: w: 0xe2: m -U hfuse: w: 0xdf: m -U efuse: w: 0xff: m (low 0xE2 high 0xDF ext 0xFF). Saugiklius reikia sudeginti tik vieną kartą (nebent planuojate juos keisti). „Eclipse“tai palengvina, kaip ir aš esu tikras, kad tai daro kiti IDE. Klausimai, į kuriuos norėčiau atsakyti Bet kokios idėjos, kaip optimizuoti kodą Kodėl mirksinčios garso ir šviesos mašinos lemputės sukelia tono virpesius, kai įjungta skardoje, bet ne ant duonos lentos? Kodėl „Eclipse“nepatinka „lightOn“ir „lightOff“funkcijos, nors jos ir veikia?

5 veiksmas: „Breadboarding“projektas

Kadangi tiek daug šio projekto darbų atlieka mikrovaldiklis, išorinių dalių yra labai mažai. Patikrinę, ar jūsų programuotojas ir įrankių grandinė yra tvarkingi, būtų gera idėja apipavidalinti grandinę ir įsitikinti, kad viskas veikia taip, kaip reklamuojama. Žemiau esančios nuotraukos yra sugadintos faktinės mano nustatytos lentos versijos. Aš panaudojau modelio skardos šviesos diodus ir ištraukiau lopšį bei lustą, kad galėčiau juos naudoti keliose nuotraukose. Bendra elektros instaliacija iš esmės jungia aktyvius kaiščius prie kelių dalių, o po to - į žemę. Kode matysite kodo dalis, kurias reikia įjungti arba komentuoti, atsižvelgiant į tai, ar tikslas yra duonos lenta, ar PCB.

6 žingsnis: Altoidų dervos alavo paruošimas

Nuotraukos kelyje Išlyginkite apačią. Skardos dugnas išlenktas aukštyn ir į vidų. Jį reikia išlyginti, kad akumuliatorius ir plokštė tilptų tolygiai. Būkite atsargūs, kad neiškraipytumėte alavo, išstumkite dugną, kol jis iš esmės bus plokščias. Skardai reikia trijų skylių rinkinių. Aš naudoju metalinį štampą skylių vietoms pažymėti, o skylėms gręžti - briaunos taškus (medienai). Brad taško antgaliai turi centrinį tašką ir dvi pjovimo briaunas. Jie neslidinės, o kraštai lėtai pjauna metalą. „Brad Point“antgaliai yra prieinami iš Lee slėnio (be kitų vietų). Pirmasis yra devynių 5 mm skylių rinkinys, esantis šviesos diodų skardos viršuje. Galimi metriniai briaunos taškai, kurie daro švarias ir tvirtas skylutes šviesos diodams. Sukurkite popierinį šabloną su pažymėtomis skylėmis ir perkelkite žymes į skardos viršų. Kad skardos viršutinė dalis neįstumtų, pradurdami ir gręždami viršų, vidinę dangčio dalį palaikykite ant nedidelio medžio luito. Turėdamas popierių ir medieną, aš perforuoju skardą skylute. Gręždami iš pradžių eikite lėtai. Pjovimo briaunų briaunos turi padaryti lygų apskritimą. Gręžiant ką nors, bet ne statmenai paviršiui, antgalis gali sugriebti ir suplėšyti metalą. 5 mm briaunos taškas padaro gražią švarią skylę, tačiau pastebėjau, kad turiu ją šiek tiek išplėsti. Aš tai padariau gręždamas iš vidaus įprastu 13/64 antgaliu. Antrąjį rinkinį sudaro dvi 1/4 colio skylės dešinėje skardos pusėje jungikliui ir garso lizdui. Dėl skardos gale esančio griežto kreivumo šios skylės turi būti gana arti. Būtinai padėkite juos taip, kad komponentai tilptų į skardą. Centruokite juos vertikaliai toje pusėje, kuri matoma, kai dangtis uždarytas. Pažymėkite štampu ir labai atsargiai gręžkite. Atsargumas dėl skardos griebimo antgalių yra stipresnis didesniems bitams. Paskutinė skylė skirta mygtukiniam jungikliui. Padėkite skylę apatinio dešiniojo kampo link taip, kad mygtukas netrukdytų kitiems skardos komponentams.

7 žingsnis: PCB projektavimas ir gamyba

Internete yra daug išteklių, apibūdinančių PCB kūrimo procesą. Nė vienas iš metodų nėra patikimas ar lengvas, tačiau svarbu, kad bent vienas būtų patogus. Aš naudoju „CadSoft“nemokamą „EAGLE Layout Editor“versiją, kad sukurtų schemą ir išdėstytų spausdintinę plokštę. Mano požiūris į PCB gamybą aprašytas instrukcijose „Altoids Tin Speaker“PCB paruošimas ir paruošimas. Perkėlę, ėsdinę ir gręžę lentą, esate pasiruošę lituoti viską kartu. Pastaba grandinės plokštės yra tokios. Lentą gerai nuplaukite indų muilu ir nuvalykite žalia šveitimo priemone. Švelniai nušlifuokite visas plokštės kraštus, kad perkėlimo popierius ir lygintuvas gerai liestųsi su lenta. Įkaitinkite lygintuvą. Padėkite popieriaus lapą ant lentos ir pašildykite lentą lygintuvu. Kai lenta yra gana karšta, atsargiai padėkite paruoštą perdavimo popierių ant lentos. Jis iš karto prilips (nes plokštė yra karšta), todėl įsitikinkite, kad ji yra teisingai uždėta. Tada lyginkite tiesiai ant blizgios perdavimo popieriaus nugarėlės. Tai man niekada nesukėlė jokių rūpesčių, bet jūs naudojate savo geležį. Pirmiausia išbandykite. Leiskite plokštei atvėsti ir paleiskite ją po šaltu vandeniu. Perkėlimo popierius turėtų nukristi ir palikti visą vaizdą. Naudokite 8 kartų skaidrių/negatyvų peržiūros priemonę, kad peržiūrėtumėte perkėlimą ir užpildytumėte trūkstamas dalis. Sėkmės.

8 žingsnis: dalių litavimas prie PCB

Internete yra daug išteklių, apibūdinančių elektroninių komponentų litavimo į PCB procesą. Žiūrėkite, pavyzdžiui, litavimo pamoką svetainėje ladyada.net. Komponentų diegimo tvarka tikrai nesvarbi, nors man atrodė, kad darbas nuo mažiausio iki didžiausio yra lengviausias. Šviesos diodų/blykstės lempos yra pakankamai ilgos, todėl skardoje galite suformuoti į menorą panašų modelį. Atsargiai pritvirtinkite šviesos diodus ir sulenkite laidus taip, kad kiekvieno šviesos diodo viršutinė dalis būtų taip, kad jis išsikištų per atitinkamą skylę. Tai gali būti sudėtinga, bet atrodo labai gražiai, kai pagaliau pavyksta. Jei laidai paliekami per ilgi, skardos dangtelis gali suspausti ir išjungti šviesos diodus. Įdiegdami būtinai patikrinkite šviesos diodų poliškumą ir plokštės išdėstymą. Šis šviesos diodas yra pritvirtintas prie RESET kaiščio, todėl galite jo neįdiegti. Pastaba Garso lizdo ir rezistorių laidai turi skylę. Kad būtų patogiau, rezistorius pastatykite vertikaliai taip, kad rezistoriaus korpusas nebūtų per angą su garso laidu. Šiuo metu paruoškite ir įdiekite garso lizdą arba palaukite, kol jis bus paruoštas lituoti rezistoriuose. Vėliau nėra smagu išlydyti rezistorius.

9 žingsnis: mirksi

Šviesos diodus reikia apsaugoti rezistoriais. Nustatykite savo šviesos diodų įtampos kritimo ir srovės reikalavimus ir apskaičiuokite atitinkamus rezistorius, darant prielaidą, kad lustas yra 5 V šaltinis. Tam yra lengvai prieinami internetiniai skaičiuotuvai. Pasigaminkite daugybę mirksinčių žibintų. Gamindami juos šiam projektui, nukirpkite katodą (neigiamas/trumpas šviesos diodo laidas už išlygintos pusės) ir lituokite rezistorių labai arti šviesos diodo lęšio. Šviesos diodai skardoje sudaro menoros formą. Net jei rezistorius beveik liečiasi su objektyvu, trumpiausias šviesos diodas viduryje bus šiek tiek suspaustas skardos dangteliu. Norėdami išvengti trumpojo jungimo atsiradimo ankštose skardos ribose, kiekvieną rezistorių uždenkite šilumnešio vamzdeliu.

10 žingsnis: Baterijos laikiklio paruošimas

Stumkite mažus termiškai susitraukiančio vamzdelio gabalus išilgai abiejų akumuliatoriaus laikiklio laidų. Atsargiai įstumkite juos į laikiklio skyles ir susitraukite. Jie suteikia tam tikrą laidų apsaugą. (Ši instrukcija pakartota puslapyje „Perjungimo jungiklio paruošimas“.) Iškirpkite juodą laidą iki ilgio ir prilituokite į atitinkamą PCB skylę. Raudona viela yra lituojama tiesiai prie perjungimo jungiklio; žiūrėkite tame puslapyje pateiktas instrukcijas, kaip elgtis. Ankstesniuose projektuose aš nukirpiau akumuliatoriaus laikiklio laikiklius. Padaręs tai dėl prototipo, dabar apgailestauju. Baterija nenori tvirtai stovėti vietoje. Palikite skirtukus pradėti ir nuimkite juos tik tuo atveju, jei kyla problemų išimant akumuliatorių. Nepaisant to, paveikslėlyje parodytas akumuliatoriaus laikiklis su nupjautais skirtukais. Taip yra todėl, kad jį ištraukiau iš kito projekto.

11 veiksmas: perjungimo jungiklio paruošimas

Priklausomai nuo jūsų jungiklio, gali tekti nukirpti vieną iš kaiščių. Aš tai darau naudodamas jungiklius, nors tai gali būti ne visai būtina. Pastumkite nedidelį termiškai susitraukiančio vamzdelio gabalėlį išilgai raudono akumuliatoriaus laikiklio laido. Atsargiai įstumkite jį į laikiklio angą ir susitraukite. Tai suteikia tam tikrą laido apsaugą. (Ši instrukcija dubliuoja instrukciją, pateiktą skyriuje „Baterijos laikiklio paruošimas“.) Ant raudono laido užmaukite dar vieną mažą termoelektrinio vamzdelio gabalėlį. Nupjaukite ir nuimkite vielą iki galo ir uždėkite šiek tiek lituoklio tiek prie jungiklio kaiščio, tiek ant laido galo. Lituokite raudoną laidą iš akumuliatoriaus laikiklio tiesiai į išorinį jungiklio kaištį. Norėdami apsaugoti ir sutvirtinti, pastumkite šilumnešio vamzdelio gabalą virš jungties. Antrasis laidas eina nuo jungiklio vidurinio kaiščio iki PCB. Lituokite laidą prie jungiklio, kaip aprašyta aukščiau. Apsaugokite jungtį šilumnešio vamzdeliu. Kitą galą prilituokite prie atitinkamos PCB skylės.

12 žingsnis: Garso lizdo paruošimas

Visi laidai prie garso lizdo yra gana trumpi. Ant lizdo ir vielos kaiščių uždėkite šiek tiek litavimo ir tada lituokite juos vietoje. Norėdami apsaugoti ir sustiprinti, stumkite šilumnešio vamzdelių gabalus per sąnarius. Įžeminimo laidas gali būti lituojamas tiesiai į jo angą. Signalo laidų galai turi vieną skylę su vienu rezistoriaus galu. Paruoškite laidą ir rezistorių, sukdami galus ir uždėdami šiek tiek litavimo. Skylė, į kurią jie eina, turėtų būti išgręžta iki 3/64 , kad tilptų du laidai. Lituoti į vietą.

13 veiksmas: mygtuko jungiklio paruošimas

Paruoškite trumpą vientisos vielos gabalėlį, suformuodami jį U formos forma, kuri tvirtai priglunda prie jungiklio apačios. Abiejose skylės pusėse užtepkite litavimo lizdą - palikite vietos jungikliui - ir nustatykite jungiklį į vietą. Lydmetalį ištirpinkite ir stumkite vielą į vietą. Leiskite lydmetaliui sukietėti ir pakartokite kitoje pusėje. Tai turėtų pastatyti ir pritvirtinti jungiklį. Paruoškite dvi vielos vielos dalis, supjaustydami iki ilgio ir nuimdami abu galus. Įsitikinkite, kad laidai yra pakankamai ilgi, kad skardos dangtelis galėtų visiškai atsidaryti. Lituokite prie dviejų tinkamų jungiklio kaiščių, o po to stumkite šiluminio susitraukimo vamzdžio gabalus per jungtis, kad apsaugotumėte ir sustiprintumėte. Lituokite prie kitų galų į atitinkamas skyles lentoje. Atsargiai įkiškite laidus tarp šviesos diodų ir įsitikinkite, kad jie nesėdi ant baterijų. Aš išskleidžiau du kaiščius ant jungiklio taip, kad tarp jų slystų dešinysis šviesos diodas. Jungiklio kaiščiai yra LABAI trapūs (kiti du nukrito). Atkreipkite dėmesį, kad kaištis PA7 PCINT7 6 yra nustatytas taip, kad būtų galima pakeisti būseną. Paspaudus mygtuko jungiklį, kaištis pakyla aukštai ir vykdomas SIGNAL (PCINT0_vect). Atsižvelgiant į mygtuko paspaudimo trukmę, nieko neįvyksta (grubus išjungimas), būsena yra pažengusi (trumpas paspaudimas) arba programa yra išplėstinė (ilgas paspaudimas).

14 žingsnis: uždarykite dangtį

Jei šiuo metu viskas gerai, norėsite uždaryti skardą. Tai darydami turite būti labai atsargūs dėl šviesos diodų padėties. Manau, kad turiu juos įstumti plonu ašmeniu atsuktuvu, kad jie būtų tinkamai išdėstyti skylėse. Manevruodami šviesos diodus į vietą, šiek tiek paspauskite dangtelį žemyn, ir jie ilgainiui slysta į vietą. Gali tekti išdėstyti laidus taip, kad jie patektų tarp komponentų, o ne ant jų. Be to, gali tekti išlenkti mygtuko jungiklio kaiščius.