USBTiny ISP программистин кантип куруу керек: CNC PCB фрезер машинасын колдонуу менен: 13 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Өзүңүздүн электрондук долбооруңузду кантип нөлдөн баштап куруу керек деп ойлодуңуз беле?

Электроника долбоорлорун жасоо биз үчүн, жаратуучулар үчүн, абдан кызыктуу жана кызыктуу. Бирок жаратуучулардын маданиятына жаңыдан кадам таштап жаткан көпчүлүк өндүрүүчүлөр жана аппараттык ышкыбоздор өздөрүнүн долбоорлорун өнүгүү такталары, нан такталары жана модулдар менен курушкан. Ошентип, биз долбоорубуздун прототипинин тез версиясын түзө алабыз. Бирок анын көлөмү көлөмдүү жана нан тактасынын зымдары менен аралаштырылышы керек. Окшош окуя Жалпы ПКБ тактасын колдонууда, ошондой эле баш аламан жана кесипкөй эмес көрүнөт!

Ошентип, биз кантип өзүбүздүн долбоорлорду ыңгайлуу түрдө кура алабыз?

Биздин долбоор үчүн Standalone PCB колдонуунун эң жакшы жолу!

Биздин долбоор үчүн ПХБны иштеп чыгуу жана өндүрүү - бул сиздин профессионалдуулугуңузду жана тажрыйбаңызды билдирүүнүн эң жакшы жана ыңгайлуу жолу !. Биз проектибиздин көлөмүн шайкеш өлчөмгө жана ыңгайлаштырылган формага түшүрө алабыз, ПКБлар тыкан көрүнөт жана бекем байланыштар - кээ бир артыкчылыктар.

Ошентип, эмне маанилүү, биз ПХБны кантип үнөмдүү жана убакытты натыйжалуу курабыз?

Биз өзүбүздүн дизайныбызды ПХБ дизайнын өндүрүү үчүн ПХБ өндүрүүчүсүнө жөнөтө алабыз, бирок бул чөнтөктү өрттөп, убакытты алышы керек. Дагы бир ыкма - лазердик принтерди жана фото кагазды колдонуу менен тонерди өткөрүп берүү ыкмасы. Бирок бейтаптардын деңгээлин текшерүү жана текшерүү убактысы, ошондой эле чегилбеген бөлүктөрдү жамоо үчүн туруктуу маркер керек. Мен бул ыкманы көп колдондум жана жек көрөм.

Демек, эң жакшы жолу кайсы?

Менин учурда, ПХБ куруу үчүн CNC фрезер станокторун колдонуунун эң жакшы жолу. ПХБ фрезердик станоктору сизге жакшы сапаттагы ПХБ берет жана ПХБ прототиптерин чыгарууга азыраак убакыт, аз ресурс жана эң арзан жол талап кылынат!

Ошентип, келгиле, USBtiny ISP программистин CNC фрезер машинасын колдонуу менен куралы!

Эч нерсе кылбай эле, баштайлы!

1 -кадам: Сиз бай болгуңуз келбейт

Чынында! сиз PCB фрезердик станогун сатып алгыңыз келбейт. Көбүбүздүн мындай кымбат машинаны сатып алууга бюджетибиз жок. Менде жок.

Ошентип, мен кантип машинага кире алам? Жөн эле, мен жөн гана өзүм жашаган жердеги фаблабга, мейкер мейкиндигине же хакердик мейкиндикке барам! Менин учурда, мен жөн эле фаблебге барып, машинаны арзан баада колдоном. Андыктан, өзүңүздүн жериңизден fablab же makerspace сыяктуу жерди табыңыз. Мен үчүн, баасы PCB фрезердик станциясын колдонуу үчүн 48 ¢/саат. Баасы сиздин жериңизге жараша өзгөрүшү мүмкүн. Ошентип, мен айткандай, бай болгуңуз келбейт!

2 -кадам: Билл материалдар

Компоненттердин тизмеси

• 1 x Attiny 45/85 микроконтроллери (SOIC пакети)
• 2 x 499 Ом
• 2 x 49 Ом
• 2 x 1K
• 2 x 3.3 Zener диод
• 1 x 0.1mf конденсатор
• 1 x Blue LED
• 1 x Жашыл LED
• 1 x 2x3 Эркек баш казыктары (smd)
• 1 x 20см 6 жиптүү тасма кабели
• 2 x 2x3 Аял Башы IDC Ribbon Cable Transition Connector
• 1x 4cm x 8cm FR4 Жез капкак

Көңүл буруңуз: (Бул долбоорлордо резисторлор, конденсаторлор, диоддор жана лед колдонулат 1206 пакет)

Куралдарга талаптар

• Пластикалык станция же ширетүүчү (Микро учу)
• Коргошун зым
• Пинцет (микротип)
• Desoldering Wick
• Үчүнчү кол курал
• Мультиметр
• Wire Stripper
• Түтүн чыгаруучу (милдеттүү эмес)

Машиналарга талап

Modela MDX20 (Ар бир PCB фрезер станогу бул ишти аткарат, бирок жумушту көзөмөлдөөчү программа өзгөрөт)

Бул долбоордун ресурстарын жүктөп алыңыз!

3 -кадам: PCB тегирмени деген эмне?

PCB фрезердик станок - бул PCB прототиптерин жасоо үчүн колдонулган CNC (Computer Numerical Control) машинасы. ПХБ фрезердик станоктору жездин капталган бөлүктөрүн тегиздөө менен ПХБнын издерин жана төшөмдөрүн чыгарат. PCB фрезердик машина үч огу механикалык кыймылы менен келет (X, Y, Z). Ар бир огу так кыймылдар үчүн тепкич мотору тарабынан башкарылат. Бул ог кыймылдары G-коду буйруктарын берүү менен компьютер программасы тарабынан башкарылат. Gcode сандык башкаруу программалоо тилдерин кеңири колдонот, машиналардын көбү машиналардын огун көзөмөлдөө үчүн g-кодун колдонушат. Бул окторго шайман башы (көбүнчө фрезердик бит) ПКБларды тегирменден чыгарат.

:- Мен колдонгон машина MODELA MDX20 CNC фрезер станогу.

Modela MDX 20 PCB фрезердик станок

Modela MDX20 - бул PCB фрезердик станогу. Modela MDX20, адатта, ПХБларды жасоо үчүн колдонулат, бирок биз ошондой эле калыптарды, чийимдерди ж.б. жасай алабыз … Modela фанера, мом, акрил, Fr1 Fr4 ж.б.у.с. айырмаланган ПХБ материалдары сыяктуу тегирмен жасай алат … Модель жеңил жана кичине өлчөмү менен келет. Биз аны кичинекей столго да жайгаштыра алабыз. Төшөк (фрезердик бет) Y огуна, ал эми куралдын башы X жана Z га бекитилген. Бул төшөктүн кыймылы Y огу менен башкарылат жана куралдын башынын кыймылы X огу жана куралдын башы менен башкарылат Z огу менен башкарылат. Modelaнын өзүнүн компьютердик программасы бар. Бирок мен FABModules деп аталган Linux программасын колдонуп жатам. FABmodules кесүү жана фрезерлөө процессин көзөмөлдөө үчүн Modela менен байланышат. Fab Modules эч качан X, Y, Z огун автоматтык түрдө койбойт, биз аларды кол менен орнотушубуз керек.

4 -кадам: Modela MDX20 менен баштаңыз

Эгерде мен ПКБны тегирмен кылгым келсе, бул учурда FabISP программисти. Биринчиден, мен ПХБ дизайнынын макетин жана ПХБнын контур схемасын керек. ПХБ фрезерлөө-эки этаптуу процесс. Биринчи этапта мен ПХБнын изин жана төшөгүн тегирмендеп, экинчи этапта ПХБнын контурун кесип салышым керек. Фаб модулдарын колдонуу менен биз-p.webp

Жалпы спецификация

• Иштөө аянты: 203.2 x 152.4 мм
• Z огунун соккусу: 60.5мм
• Шпиндель ылдамдыгы: 6500 RPM

Колдонуу үчүн фрезердик биттер

• Фрезердик бит: 1/64 дюйм (0,4 мм) бит
• Кесүүчү бит: 1/32 дюйм (0,8 мм) бит

5 -кадам: ISP (IN - System - Programmer) деген эмне?

In System Circuit Programmer (ISP), ошондой эле In-Circuit Serial Programmer (ICSP) деп аталган микроконтроллер программисти. Интернет провайдери компьютердин USBсинен көрсөтмөлөрдү жана буйруктарды окуп, сериялык перифериялык интерфейс (SPI) аркылуу микроконтроллерге жөнөтөт. Жөн гана ISP түзмөктөрү бизге SPI линияларын колдонуу менен микроконтроллер менен байланышууга мүмкүнчүлүк берет. SPI - микроконтроллердеги байланыш жолу. Ар бир туташкан тышкы жабдуулар жана интерфейс SPI аркылуу микроконтроллерлер менен байланышат. Электрондук энтузиаст катары ISP жөнүндө MISO, MOSI SCK деген сөз биринчи жолу эсиме келет. Бул үч казык маанилүү казыктар.

Жөнөкөй сөз менен айтканда, ISP микроконтроллерге программаларды жазуу үчүн колдонулат жана микроконтроллериңиз менен байланышуу үчүн да колдонулат!

6 -кадам: USBTiny ISP: Схемалар жана PCB макети

USBTiny ISP

USBTiny ISP-бул ачык булактуу USB AVR программисти жана SPI интерфейси. Бул арзан, жасалышы оңой, avrdude менен сонун иштейт, AVRStudio менен шайкеш келет жана Windows, Linux жана MacOS X астында сыналган. Студенттер жана жаңы баштагандар үчүн, же камдык программист катары.

Бардык компоненттер бул долбоорлордо колдонулат SMD компоненттери. USBTinyISPтин мээси Attiny45 микроконтроллери.

ATtiny 45 микроконтроллер

USBTinyISPте колдонгон микроконтроллер Attiny 45. Attiny45- бул Атмелдин RISC архитектурасында иштеген жогорку аткаруу жана аз кубаттуу 8 биттик AVR микроконтроллери (микрочип жакында Атмелди сатып алган). Attiny 45 8 пиндик пакетте келет. Attiny 45те 6 I/O казыктары бар, алардын үчөө ADC казыктары (10 бит ADC), экөө PWMди колдогон Санарип казыктар. Бул 4KM флеш-эс, 256 системада программалоочу EEPROM жана 256B SRAM менен келет. Иштөө чыңалуусу 1.8Vдан 5.5V 300mAга чейин. Attiny 45 универсалдуу сериялык интерфейсти колдойт. SMD жана THT версиялары рынокто жеткиликтүү. Attiny 85 - бул Attiny 45тин жогорку версиясы, Алар дээрлик бирдей. Жалгыз айырмачылык Flash эстутумунда, Attiny 45те 4КБ флешке ээ жана Attiny 85те 8КБ флешке ээ. Биз Attiny 45 же Attiny 85 тандай алабыз, анча деле чоң эмес, бирок Attiny 45 FabTinyISPти жасоо үчүн жетиштүү. Бул жерден расмий документтерди караңыз.

7 -кадам: Машинаны орнотуу

Эми PCB фрезер станогунун жардамы менен ПХБ куралы. Мен zip файлына Trace макетин жана Cut макетин киргиздим, zip файлын төмөндөн жүктөп алсаңыз болот.

Алдын ала суроо: Fabmodules'ти бул шилтемеден жүктөп алып, орнотуңуз

Fabmodules Linux машиналарында гана колдоого алынат, мен Ubuntu колдонуп жатам!

1 -кадам: Курмандык катмары

Биринчиден, PCB фрезер станогунун (AKA фрезердик төшөгү) жумушчу табагы металл табак. Ал бекем жана жакшы курулган. Бирок кээ бир учурларда, ал жаңылыштык менен терең кесилип жатканда зыян келтириши мүмкүн. Ошентип, мен фрезердик керебеттин үстүнө курмандык катмарын коём (металл табактагы биттерге тийбөө үчүн фрезердин үстүнө жез капталган).

2 -кадам: 1/62 фрезердик битти шайман башына оңдоңуз

Курмандык катмарын койгондон кийин, эми мен фрезердик битти (адатта 1/62 фрезердик битти) куралдын башына оңдошум керек. Мен буга чейин ПКБларды майдалоонун эки баскычтуу процессин түшүндүрдүм. ПХБнын издерин жана төшөмдөрдү фрезерлөө үчүн, 1/64 фрезердик битти колдонуңуз жана аны Аллен ачкычын колдонуу менен куралдын башына коюңуз. Биттерди алмаштырып жатканда, биттерге дайыма кам көрүңүз. Биттин учу ушунчалык жука, ал кичине жыгылып кетсе дагы, биздин колубуздан тайып баратканда битти сындырууга көбүрөөк мүмкүнчүлүгү бар. Бул кырдаалды жеңүү үчүн, кокусунан түшүп кетүүдөн коргонуу үчүн, шайман башынын астына кичинекей көбүкчөсүн койдум.

3 -кадам: жез капталган тазалоо

Мен бул долбоор үчүн FR1 жез капталганын колдонуп жатам. FR-1 ысыкка чыдамдуу жана бышык. Бирок жез капталдар тез кычкылданат. Жездер манжа изинин магниттери. Ошентип, жез капталганды колдонуудан мурун, ал жаңы болсо дагы, мен ПХБны фрезерлөөдөн мурун жана андан кийин ПХБ тазалагыч же ацетон менен тазалоону сунуштайм. Мен PCB тазалоо үчүн PCB тазалагычын колдондум.

4 -кадам: Жез капталган фрезер аянтына бекитүү

Жез капталганды тазалагандан кийин, жез капталганды фрезердик төшөктүн үстүнө коюңуз. Мен жез капталган фрезага эки тараптуу скотчтун жардамы менен койдум. Эки тараптуу жабышчаак тасмаларды алып салуу ушунчалык оңой жана алар арзан баада бар. Курмандык катмарынын үстүнө эки тараптуу лента чаптайм. Андан кийин жез капталган жабышчаак лентанын үстүнө койду.

8 -кадам: Фаб модулдарын орнотуу жана фрезерлөө процесси

1 -кадам: Машинаны кубаттаңыз жана FabModules жүктөңүз

машинаны иштетип, андан кийин Linux тутумунда Fab модулдук программалык камсыздоону ачыңыз (мен Ubuntu колдонуп жатам) Linux терминалына төмөнкү буйрукту терүү менен.

f ab

Андан кийин жаңы терезе ачылат. Сүрөттү (.png) киргизүү файл форматы жана Roland MDX-20 тегирмени (rml) катары чыгаруу форматы катары тандаңыз. Андан кийин Make_png_rml баскычын чыкылдатыңыз.

2 -кадам: PCB дизайн сүрөтүн жүктөңүз

Жаңы терезенин жогору жагында сиз колдоно турган битти тандаңыз. анда-p.webp

3 -кадам: X, Y & Z окторун коюңуз

Биз азырынча бүтө элекпиз. Эми Modela MDX20 башкаруу панелиндеги Көрүү баскычын басыңыз. бит жакшы тар экенин текшериңиз. демейки абалына кайтуу үчүн көрүү баскычын дагы бир жолу басыңыз. Эми X, Y позицияларын керектүү текст кутучаларына өлчөөлөрдү (тактаңыздын абалына жараша) киргизүү менен коюңуз. Мен сизге бир жерде X & Y позицияларын белгилөөнү сунуштайм. Эгерде бир нерсе туура эмес болуп калса жана башынан баштоо керек болсо, анда фрезерлөө процессин улантуу үчүн так X&Y позициялары керек, антпесе ал бузулат.

Ылдый баскычын басуу менен куралдын башын түшүрүңүз. Куралдын башы жез капталганга жакындаганда токтогула. Андан кийин куралдын бурамасын жоготуп, жез капталган жез катмарына тийгенче бир аз ылдый түшүрүңүз. Андан кийин бураманы кайра бекемдеп, View баскычын басуу менен куралдын башын үй абалына кайтарыңыз. Эми баарыбыз жөнөдүк. Modela коопсуздук капкагын жаап, жөнөтүү баскычын чыкылдатыңыз. Модель фрезерлөө процессин баштайт.

Издерди жана төшөмдөрдү тегирмендөө үчүн кеминде 10-13 мүнөт талап кылынат. Тегирменди бүтүргөндөн кийин жакшы натыйжага жеттим.

4 -кадам: Контурдун макетин кесүү

Trace фрезерлөөнү бүтүргөндөн кийин, ПХБнын контурунун макетин кесип алыңыз (ПХБнын формасы). Процесс дээрлик бирдей. Макетти кесүү үчүн, шайман башындагы 1/64 битти 1/32 битке өзгөртүңүз. Андан кийин-p.webp

9 -кадам: Даяр PCB

Бул жерде фрезердик процесстен кийин ПХБ турат!

10 -кадам: Компоненттерди ПХБга ширетүү

Азыр менде даяр PCB бар. Мен эмне кылышым керек, ПХБдагы компоненттерди ширетүү. Мен үчүн бул кызыктуу жана жеңил тапшырма.

Бул ширетүүгө келгенде, SMD компоненттери менен салыштырганда, тешикчелердин компоненттери ушунчалык жеңил болот. SMD компоненттери алардын издеринде кичинекей. үйрөнчүктөр үчүн ширетүү бир аз кыйын. Муздак ширелердин тетиктерди алмаштыруусу жана эң кеңири таралган нерсе сыяктуу ката кетирүү же издер менен төшөмөлөрдүн ортосунда көпүрө куруу мүмкүнчүлүктөрү көп. Бирок ар биринин өз тажрыйбасынан үйрөнгөн өздөрүнүн ширетүүчү кеңештери жана амалдары бар. бул бул ишти кызыктуу жана жеңил кылат. Андыктан компоненттерди ширетүүгө шашылыңыз!

Бул жерде мен кантип ширетүүнү жасайм

Мен көбүнчө Микроконтроллерлерди жана Башка ICлерди биринчи жолу ширетем. Андан кийин мен резисторлор жана конденсаторлор сыяктуу майда компоненттерди ширетем …

Акыры тешик компоненттери, зымдар жана баштыктар. Менин USBTinyISPти ширетүү үчүн, мен ошол эле кадамдарды аткарам. SMDлерди оңой эле ширетүү үчүн, Биринчиден, мен ширеткичти 350 ° C чейин ысытам. Андан кийин төшөктөргө бир аз ширетүү агымын кошуңуз. Андан кийин мен компоненттерди ширетким келген жаздыкчаны жылытыңыз, андан кийин мен компоненттердин бир аянтчасына бир аз өлчөмдө ширетүүнү кошом. Пинцетти колдонуп, компонентти жулуп, төшөккө коюп, 2-4 секундага жылытыңыз. Андан кийин, калган төшөмөлөрдү ширетүү. Эгерде сиз казыктар менен издердин ортосунда көпүрө курсаңыз же компонентке көп ширетүүнү берсеңиз, керексиз ширетүүнү алып салуу үчүн ширетүүчү лентаны колдонуңуз. Мен ПКБ эч кандай көйгөйсүз толугу менен ширетилгенге чейин ошол эле кадамдарды улантам. Эгерде бир нерсе туура эмес болуп калса, адегенде лупа жана мультиметрдин жардамы менен бардык издерин жана тетиктери тыныгууларга же көпүрөлөргө текшерип көрөм. Эгер тапсам, анда мен аны оңдойм!

11 -кадам: ISP кабелин жасоо

Микроконтроллерди же башка ISP программистин туташтыруу үчүн, микрофонду жаркылдатыңыз. бизге 2x3 ургаачы зым конектору бар алты линия лента зымы керек. Мен 4/3 фут 6 канал лента зымын колдонуп, аял башын эки тараптан кылдаттык менен туташтырдым. Жакшы кылуу үчүн мен G кыскычын колдондум. сүрөттү карагыла.

12 -кадам: Жаркылдаган жабдык

Эми биз провайдерибизди провайдерибизге жаркырата алабыз. Бул үчүн бизге башка ISP программисти керек. Мен башка USBTinyISP колдондум, бирок бул тапшырманы аткаруу үчүн Arduino провайдер катары колдоно аласыз. Интернет провайдерлеринин экөөсүн биз мурда жасаган ISP туташтыргычы менен туташтырыңыз. Андан кийин USBinyISPти (биз программалоо үчүн колдонуп жаткан) компьютерге туташтырыңыз. Төмөнкү буйрукту Linux терминалына терүү менен ISP сиздин системада табылганын текшериңиз.

lsusb

1 -кадам: AVR GCC куралдар тизмегин орнотуңуз

Биринчи кезекте инструменттер чынжырын орнотушубуз керек. Бул үчүн Linux терминалын ачыңыз жана териңиз.

sudo apt-get орнотуу avrdude gcc-avr avr-libc жасаңыз

2 -кадам: Программаны жүктөп алып, ачыңыз

Эми программалык камсыздоонун файлдарын жүктөп алып, ачыңыз. Бул жерден жүктөп алсаңыз болот. ZIP файлын жүктөп алгандан кийин, оңой таба турган жакшы жерге чыгарыңыз (керексиз чаташууларды болтурбоо үчүн).

3 -кадам: Файл жасаңыз

Программаны күйгүзүүдөн мурун. makefile Attiny микроконтроллери үчүн конфигурацияланганын камсыз кылышыбыз керек. Бул үчүн Makefile файлын каалаган текст редакторунда ачыңыз. анда MCU = Attiny45 ырастаңыз. Төмөндөгү сүрөттү караңыз.

4 -кадам: Камтылган программаны жаркылдатыңыз

Эми биз провайдерибизди провайдерибизге жаркырата алабыз. Бул үчүн бизге жогоруда айткандай башка ISP программисти керек. Мен мурда жасаган FabTinyISPти колдондум. Бирок сиз каалаган ISPти колдоно аласыз же ISP программисти катары Arduino колдоно аласыз. Интернет провайдерлеринин экөөнү мен мурда жасаган ISP туташтыргычы менен туташтырыңыз. Андан кийин FabTinyISPти (провайдеримди программалоо үчүн колдонгон) компьютерге туташтырыңыз. Төмөнкү буйрукту Linux терминалына терүү менен системаңызда Isp табылганын текшериңиз.

lsusb

Эми биз жаркыроого даярбыз. Терминалды жайгашкан папка жолундагы терминалды ачыңыз жана.hex файлын жасоо үчүн "make" териңиз. Бул а түзөт. hex файлын биз Attiny 45ке өрттөшүбүз керек.

Микроконтроллерге микрофонду жаркылдатуу үчүн Linux терминалына төмөнкү буйрукту териңиз.

жарк этүү

5 -кадам: Fusebitти иштетүү

Муну менен биз программалык камсыздоону жаркыратып бүттүк. Бирок биз сактандыруучуну иштетишибиз керек. Жөн эле жазыңыз

эритме жасоо

ички сактандырууну иштетүү үчүн терминал.

Эми биз секиргичти алып салышыбыз керек же баштапкы абалга келтирүүчү пинди өчүрүшүбүз керек. Өткөргүч байланышты алып салуу милдеттүү эмес, биз баштапкы абалга келтирүүчү пинди өчүрө алабыз. Бул сизге байланыштуу. Мен баштапкы абалга келтирүүчү пинди өчүрүүнү чечтим.

Көңүл буруңуз:- Эгерде сиз баштапкы абалга келтирүүчү пинди өчүрсөңүз, анда баштапкы абалга келтирүү пини ажыратылат. Баштапкы абалга келтирүү түйүнүн өчүргөндөн кийин аны программалай албайсыз дегенди билдирет.

Эгерде сиз баштапкы абалга келтирүүчү пинди өчүргүңүз келсе, анда терминалга төмөнкү буйрукту териңиз.

rstdisbl

Сиз ийгиликтүү билдирүү аласыз. Программаны ийгиликтүү жүктөгөндөн кийин, USBTinyISPтин туура иштеп жатканын текшеришим керек, бул үчүн терминалга буйрук киргизүү керек

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

Буйрукту киргизгенден кийин, терминалдын терезесинен кайтарым байланышты алат.

13 -кадам: Биз бүттүк

Эми сиз эки түзмөктү тең компьютерден алып салсаңыз болот жана азыртан эле микроконтроллерлерди программалоо үчүн курулган USBtinyди колдоно аласыз. Мен бул ISPти Arduino эскиздеримди жаркыратуу үчүн колдонуп жатам.