Kako sestaviti programer USBTiny ISP: z uporabo CNC rezkalnega stroja za PCB: 13 korakov (s slikami)

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:06

Ali ste razmišljali, kako zgraditi svoj elektronski projekt iz nič?

Izvajanje elektronskih projektov je za nas ustvarjalce tako vznemirljivo in zabavno. Toda večina proizvajalcev in navdušence nad strojno opremo, ki šele stopajo naprej v kulturo izdelovalcev, je svoje projekte gradila z razvojnimi deskami, ploščami in moduli. Na ta način lahko izdelamo hitro prototipno različico našega projekta. Vendar pa mora biti v razsutem stanju in prekrita z ožičenjem. Podoben primer pri uporabi splošne plošče PCB je videti tudi neurejen in neprofesionalen!

Torej, kako lahko svoje projekte gradimo na bolj primeren način?

Najboljši način uporabe samostojnih tiskanih vezij za naš projekt!

Oblikovanje in izdelava tiskanega vezja za naš projekt je boljši in priročen način, da izrazite svojo profesionalnost in ekspertizirate !. Velikost našega projekta lahko zmanjšamo na združljivo velikost in oblike po meri, PCB -ji so videti čedni in trdne povezave so nekatere prednosti.

Torej, kaj je pomembno, kako gradimo PCB stroškovno učinkovito in časovno učinkovito?

Naš dizajn lahko pošljemo proizvajalcu PCB -ja za izdelavo našega tiskanega vezja, vendar bi moral vzeti čas in si razstreliti žep. Druga metoda je metoda prenosa tonerja z laserskim tiskalnikom in foto papirjem. Toda čas je, da vzamete in preizkusite svojo raven pacientov, poleg tega pa potrebujete tudi trajen marker, da popravite dele, ki niso jedkani. To metodo sem uporabljal veliko časa in jo sovražim.

Kaj je torej najboljši način?

V mojem primeru je najboljši način uporabe CNC rezkalnih strojev za izdelavo vašega tiskanega vezja. Rezkalni stroji za PCB vam dajo kakovostno PCB in za izdelavo prototipov PCB potrebujete manj časa, manj virov in najcenejši način!

Torej, zgradimo USBtiny ISP programer z uporabo CNC rezkalnega stroja!

Brez dodatnih dejanj, začnimo!

Korak: Ne želite biti bogati

Res! ne želite kupiti rezkalnega stroja za PCB. Večina nas nima proračuna za nakup tako dragega stroja. Nimam niti enega.

Torej, kako pridem do računalnika? Preprosto, grem samo v fablab, makerspace ali hekerski prostor v svojem kraju! V mojem primeru grem samo v fablab in stroj uporabljam po ugodni ceni. Torej poiščite mesto, kot je fablab ali prostor za ustvarjanje v vašem kraju. Zame je cena 48 ¢/uro za uporabo rezkalnega stroja za PCB. Cena se lahko v vašem kraju razlikuje, zato, kot sem rekel, ne želite biti bogati!

2. korak: Predmet materiala

Seznam komponent

• 1 x mikrokrmilnik Attiny 45/85 (paket SOIC)
• 2 x 499 ohmov
• 2 x 49 ohmov
• 2 x 1K
• 2 x 3,3 Zener diode
• 1 x 0,1 mf kondenzator
• 1 x modra LED
• 1 x zelena led
• 1 x 2x3 moški zatiči glave (smd)
• 1 x 20 cm 6 -žilni trak
• 2 x 2x3 ženski IDC tračni kabel za prehod kabla
• 1x 4 cm x 8 cm FR4 bakreno obložen

Prosimo, upoštevajte: (Upori, kondenzatorji, diode in LED se uporabljajo v teh projektih je paket 1206)

Zahteve za orodje

• Spajkalna postaja ali spajkalnik (mikro konica)
• Spajkalna svinčena žica
• Pinceta (mikrotip)
• Odpakiranje Wick
• Orodje iz tretje roke
• Multimeter
• Odstranjevalec žice
• Odsesavalec dima (neobvezno)

Zahteve za stroje

Modela MDX20 (kateri koli rezkalni stroj za PCB opravi delo, vendar se bo programska oprema za nadzor opravila spremenila)

Prenesite vire za ta projekt!

3. korak: Kaj je rezkalni stroj za PCB?

Rezkalni stroj za PCB je CNC (računalniško numerično krmiljenje) stroj, ki se uporablja za izdelavo prototipov PCB. Rezkalni stroji za PCB odstranjujejo bakrene dele bakrene prevleke, da razkrijejo sledi in ploščice PCB. Rezkalni stroj za PCB ima triosno mehansko premikanje (X, Y, Z). Vsako os nadzoruje koračni motor za natančne premike. Te premike osi nadzira računalniški program z ukazi G-kode. Gcode široko uporablja programske jezike za numerično krmiljenje, večina strojev uporablja g-kodo za nadzor osi strojev. Na te osi je priključena glava orodja (običajno rezkalni bit), ki bo izrezala tiskane vezje.

:- Stroj, ki ga uporabljam, je CNC rezkalni stroj MODELA MDX20.

Modela MDX 20 PCB rezkalni stroj

Modela MDX20 je rezkalni stroj za PCB. Modela MDX20 se običajno uporablja za izdelavo PCB -jev, lahko pa izdelujemo tudi letvice, jedkanice itd … Modela lahko rezka na različne materiale, kot so vezane plošče, vosek, akril, različni PCB materiali, kot je Fr1 Fr4 itd … Model je lahek in ima majhne dimenzije. Lahko ga postavimo celo na majhno namizje. Postelja (rezkalna površina) je pritrjena na os Y, glava orodja pa na X in Z. To pomeni, da premikanje ležišča nadzoruje os Y, premik glave orodja pa os X in glava orodja. nadzoruje os Z. Modela ima svoj računalniški program. Uporabljam pa program za Linux, imenovan FABModules. Moduli FAB komunicirajo z Modelo za nadzor procesa rezanja in rezkanja. Fab moduli nikoli ne nastavijo samodejno osi X, Y, Z, moramo jih nastaviti ročno.

4. korak: Začnite z Modelo MDX20

Če želim rezkati svoje tiskano vezje, v tem primeru programer FabISP. Najprej potrebujem zasnovo tiskanega vezja in okvirno postavitev tiskanega vezja. Rezkanje PCB je dvostopenjski postopek. V prvi fazi moram izrezati sledi in blazinice na tiskanem vezju, v drugi fazi pa moram izrezati obris tiskanega vezja. S pomočjo fab modulov lahko pretvorimo-p.webp

Splošne specifikacije

• Delovni prostor: 203,2 x 152,4 mm
• Hod osi Z: 60,5 mm
• Hitrost vretena: 6500RPM

Rezkanje za uporabo

• Rezkalni bit: 1/4 palčni (0,4 mm) bit
• Rezalni bit: 0,8 mm bit

5. korak: Kaj je ISP (IN - sistem - programer)?

V sistemskem programerju (ISP), znanem tudi kot serijski programer v vezju (ICSP), je programer za mikrokrmilnik. Ponudnik internetnih storitev bo prebral navodila in ukaze z USB -ja računalnika in jih poslal mikrokrmilniku prek serijskega perifernega vmesnika (SPI). Preprosto ISP naprave nam omogočajo komunikacijo z mikrokrmilnikom po linijah SPI. SPI je način komunikacije v mikrokrmilniku. Vse povezane zunanje naprave in vmesnik komunicirajo z mikrokrmilniki prek SPI. Kot navdušenka nad elektroniko mi najprej pride na misel, ko o ponudniku internetnih storitev govorim MISO, MOSI SCK. Ti trije zatiči so pomembni zatiči.

Preprosto, ISP se uporablja za zapisovanje programov v mikrokrmilnik in se uporablja tudi za komunikacijo z vašim mikrokrmilnikom!

6. korak: USBTiny ISP: Sheme in postavitev tiskanega vezja

USBTiny ISP

USBTiny ISP je preprost odprtokodni programer USB AVR in vmesnik SPI. Je poceni, enostaven za izdelavo, odlično deluje z avrdude, je združljiv z AVRStudio in preizkušen v sistemih Windows, Linux in MacOS X. Idealen za študente in začetnike ali kot programer za varnostno kopiranje.

Vse komponente so uporabljene v tem projektu SMD Components. Možgani USBTinyISP so mikrokrmilnik Attiny45.

Mikrokontroler ATtiny 45

Mikrokrmilnik, ki se uporablja v USBTinyISP, je Attiny 45. Attiny45 je 8-bitni AVR mikrokrmilnik z visoko zmogljivostjo in nizko porabo energije, ki deluje na arhitekturi RISC podjetja Atmel (mikročip je nedavno kupil Atmel). Attiny 45 je v 8 -polnem paketu. Attiny 45 ima 6 vhodno -izhodnih zatičev, trije so ADC zatiči (10 -bitni ADC), druga dva pa digitalna zatiča, ki podpirata PWM. Na voljo je z 4KM bliskovnim pomnilnikom, 256 v sistemu programiranim EEPROM-om in 256B SRAM-om. Delovna napetost okoli 1,8 V do 5,5 V 300 mA. Attiny 45 podpira univerzalni serijski vmesnik. Različice SMD in THT so na voljo na trgu. Attiny 85 je višja različica Attiny 45, ki sta skoraj enaki. Edina razlika je v pomnilniku Flash, Attiny 45 ima 4KB bliskavice, Attiny 85 pa 8KB bliskavice. Izberemo lahko bodisi Attiny 45 ali Attiny 85, Nič hudega, toda Attiny 45 je dovolj za izdelavo FabTinyISP. Uradno dokumentacijo si oglejte tukaj.

7. korak: Namestite stroj

Zdaj zgradimo PCB z rezkalnim strojem za PCB. Postavitev sledenja in postavitev izreza sem vključil v datoteko zip, datoteko zip lahko prenesete od spodaj.

Predprošnja: Prosimo, prenesite in namestite Fabmodule s te povezave

Fabmoduli so podprti samo v strojih Linux, uporabljam Ubuntu!

1. korak: Žrtev plast

Najprej je delovna plošča rezkalnega stroja za PCB (rezkalna postelja AKA) kovinska plošča. Je trden in dobro zgrajen. V nekaterih primerih pa se lahko poškoduje, če po pomoti zarežete v globino. Zato na rezkalno plast položim žrtveno plast (bakreno oblečena na rezkalno ploščo, da se izognemo dotikanju kosov v kovinski plošči).

2. korak: V glavo orodja pritrdite rezkalni nastavek 1/62

Po namestitvi žrtvenega sloja moram zdaj rezkalni nastavek (običajno uporabljam rezkalni nastavek 1/62) pritrditi v glavo orodja. Pojasnil sem že dvostopenjski postopek rezkanja PCB. Za rezkanje sledi in ploščic na tiskanem vezju uporabite rezkalni nastavek 1/64 in ga s pomočjo imbus ključa položite na glavo orodja. Med menjavo bitov bodite vedno še posebej pozorni na bite. Konica nastavka je tako tanka, da ima več možnosti, da se kos zlomi, medtem ko nam zdrsne iz rok, tudi če gre za majhen padec. za premagovanje te situacije sem pod glavo orodja položil majhen košček pene, da se zaščitim pred nenamernimi padci.

3. korak: Očistite bakreno prevleko

Za ta projekt uporabljam baker, oblečen v FR1. FR-1 so odporni proti vročini in trajnejši. Toda bakrene palice bodo hitro oksidirale. Bakerji so magneti za prstne odtise. Zato pred uporabo bakrene prevleke, čeprav je nova, priporočam, da pred in po rezkanju tiskanega vezja očistite tiskano vezje s čistilom za PCB ali acetonom. Za čiščenje tiskanega vezja sem uporabil čistilo za PCB.

4. korak: Na rezkalno ploščo pritrdite bakreno prevleko

Ko očistite bakreno prevleko, jo položite na vrh rezkalne plošče. Na rezkalno ploščo sem s pomočjo dvostranskega lepilnega traku položil baker. Dvostranske lepljive trakove je tako enostavno odstraniti in so na voljo po ugodni ceni. Dvostranski trak prilepim na vrh žrtvene plasti. Nato položite baker, oblečen na vrh lepilnega traku.

8. korak: Nastavitev modulov Fab in postopek rezkanja

1. korak: Vklopite stroj in naložite FabModules

vklopite stroj in nato odprite programsko opremo modula Fab v sistemu Linux (uporabljam Ubuntu) tako, da vtipkate spodnji ukaz v terminalu Linux.

f ab

Nato se prikaže novo okno. Izberite sliko (.png) kot obliko vhodne datoteke in izhodno obliko kot Roland MDX-20 mill (rml). Po tem kliknite gumb Make_png_rml.

2. korak: Naložite oblikovno podobo tiskanega vezja

Na vrhu novega okna izberite bit, ki ga boste uporabili. nato naložite svoj format-p.webp

3. korak: nastavite osi X, Y in Z

Nismo še končali. Zdaj pritisnite gumb Pogled na nadzorni plošči Modela MDX20. prepričajte se, da je nastavek dobro zategnjen. še enkrat pritisnite gumb za ogled, da se vrnete na privzeti položaj. Zdaj nastavite položaje X, Y z vnosom meritev (odvisno od položaja plošče) v želena besedilna polja. Priporočam, da si kje zapišete položaje X & Y. Če je šlo kaj narobe in morate začeti od prvega, potrebujete natančne položaje X&Y, da nadaljujete s postopkom rezkanja, sicer se bo pokvarilo.

S pritiskom na gumb navzdol spustite glavo orodja. Ustavite se, ko glava orodja seže blizu bakrene prevleke. Nato izgubite vijak z glavo orodja in ga spustite nekoliko navzdol, dokler se ne dotakne bakrene plasti bakrene prevleke. Nato ponovno privijte vijak in s pritiskom na gumb Pogled vrnite glavo orodja v začetni položaj. Zdaj smo vsi pripravljeni. Zaprite varnostni pokrov Modele in kliknite gumb Pošlji. Model bo začel postopek rezkanja.

Za rezkanje sledi in blazinic traja najmanj 10 do 13 minut. Po končanem rezkanju sem dosegel dober rezultat.

4. korak: Izrežite postavitev Outline

Po končanem rezkanju s sledom izrežite oris obrisa tiskanega vezja (preprosto obliko tiskanega vezja). Postopek je skoraj enak. Za rezanje postavitve spremenite 1/64 bit na 1/32 bit v glavi orodja. Nato naložite datoteko-p.webp

9. korak: Končana PCB

Tukaj je PCB po postopku rezkanja!

10. korak: Spajkanje komponent na tiskanem vezju

Zdaj imam končano PCB. vse kar moram narediti je spajkanje komponent na tiskano vezje. Zame je to zabavna in enostavna naloga.

Kar zadeva spajkanje, je komponente skozi luknjo tako enostavno spajkati v primerjavi s komponentami SMD. Komponente SMD so majhne. za začetnike je malo težko spajkati. Obstaja veliko možnosti za napake, kot so zamenjava komponent in najpogostejših stvari s hladnim spajkanjem, ali pa naredite mostove med sledovi in blazinicami. Toda vsak ima svoje nasvete in trike za spajkanje, ki so se jih naučili iz lastnih izkušenj. s tem bo ta naloga zabavna in enostavna. Zato si vzemite čas za spajkanje komponent!

Evo, kako naredim spajkanje

Običajno najprej spajkam mikrokrmilnike in druge IC. Nato sem spajkal majhne komponente, kot so upori, kondenzatorji itd.

Končno sestavni deli, žice in zatiči glave. Za spajkanje USBTinyISP sledim istim korakom. Za enostavno spajkanje SMD -jev najprej spajkam segrejem na 350 ° C. Nato dodajte nekaj spajkalnega toka na blazinice. Nato segrejem blazinico, ki jo želim spajkati, nato pa v eno samo blazinico sestavne blazinice dodam majhno količino spajkanja. S pinceto odtrgajte sestavni del in ga položite na blazinico ter segrevajte blazinico 2-4 sekunde. Po tem spajkajte preostale blazinice. Če naredite mostove med zatiči in sledmi ali dajete komponento veliko spajkanja, uporabite trak za spajkanje, da odstranite neželeno spajkanje. Nadaljujem z istimi koraki, dokler PCB ni popolnoma spajkana brez težav. Če je šlo kaj narobe, najprej s povečevalnikom in multimetrom natančno preverim vse sledi in sestavne dele, ki imajo prekinitve ali premostitve. Če sem našel, ga popravim!

11. korak: Izdelava kabla ponudnika internetnih storitev

Za priključitev mikrokrmilnika ali drugega programerja ponudnika internetnih storitev za utripanje vdelane programske opreme. potrebujemo šestvrstično ribonovo ribono žico z dvema 2x3 ženskima priključkoma. Uporabil sem 6 -kanalno tračno žico 4/3 čevljev in previdno priključil žensko glavo na obeh straneh. Za lepo delo sem uporabil G objemko. poglej sliko.

12. korak: utripa vdelana programska oprema

Zdaj lahko vdelano programsko opremo prestavimo k ponudniku internetnih storitev. Za to potrebujemo drugega programerja ponudnika internetnih storitev. Uporabil sem drug USBTinyISP, vendar lahko za to nalogo uporabite Arduino kot ponudnika internetnih storitev. Oba ponudnika internetnih storitev povežite s priključkom ponudnika internetnih storitev, ki smo ga predhodno izdelali. Nato priključite USBinyISP (tistega, ki ga uporabljamo za programiranje) na računalnik. Prepričajte se, da je ponudnik internetnih storitev zaznan v vašem sistemu, tako da v terminal Linux vnesete spodnji ukaz.

lsusb

1. korak: Namestite verigo orodja AVR GCC

Najprej moramo namestiti verigo orodij. Če želite to narediti, odprite terminal Linux in vnesite.

sudo apt-get install avrdude gcc-avr avr-libc make

2. korak: Prenesite in razpakirajte vdelano programsko opremo

Zdaj prenesite in razpakirajte datoteke vdelane programske opreme. Lahko ga prenesete od tukaj. Ko prenesete datoteko zip, jo izvlecite na dobro mesto, ki ga lahko preprosto najdete (da se izognete nepotrebnim zmedam).

3. korak: Ustvarite datoteko

Pred zagonom vdelane programske opreme. zagotoviti moramo, da je makefile konfiguriran za mikrokrmilnike Attiny. Če želite to narediti, odprite datoteko Makefile v katerem koli urejevalniku besedil. nato potrdite MCU = Attiny45. Oglejte si spodnjo sliko.

4. korak: Prebrišite vdelano programsko opremo

Zdaj lahko vdelano programsko opremo prestavimo k ponudniku internetnih storitev. Za to potrebujemo drugega programerja ponudnika internetnih storitev, kot sem že rekel. Uporabil sem FabTinyISP, ki sem ga naredil prej. Lahko pa uporabite katerega koli ponudnika internetnih storitev ali uporabite Arduino kot programerja ponudnika internetnih storitev. Oba ponudnika internetnih storitev povežite s priključkom ponudnika internetnih storitev, ki sem ga že izdelal. Nato povežite FabTinyISP (tistega, ki ga uporabljam za programiranje ponudnika internetnih storitev) na računalnik. Preverite, ali je v vašem sistemu zaznan Isp, tako da v terminal Linux vnesete spodnji ukaz.

lsusb

Zdaj smo pripravljeni utripati. Odprite terminal v poti do mape vdelane programske opreme in vnesite "make", da naredite datoteko.hex. To bo ustvarilo a. hex datoteko, ki jo moramo zapisati v Attiny 45.

V terminal spodaj vnesite spodnji ukaz, da vdelano programsko opremo prestavite v mikrokrmilnik.

naredi bliskavico

5. korak: Omogočite Fusebit

To je to, končali smo z utripanjem vdelane programske opreme. A aktivirati moramo varovalko. Samo vnesite

naredite varovalko

priključek za vklop notranje varovalke.

Zdaj moramo odstraniti mostiček ali onemogočiti ponastavitveni zatič. Odstranjevanje mostične povezave ni obvezno, ponastavimo pin za ponastavitev. Odvisno je od tebe. Odločim se, da onemogočim pin za ponastavitev.

Prosimo, upoštevajte:- Če onemogočite pin za ponastavitev, bo pin za ponastavitev interno odklopljen. Pomeni, da ga po onemogočanju pin -ja za ponastavitev ne morete več programirati.

Če želite onemogočiti pin za ponastavitev, vnesite spodnji ukaz v terminalu.

rstdisbl

Prejeli boste sporočilo o uspehu. Po uspešnem nalaganju vdelane programske opreme moram preveriti, ali USBTinyISP deluje pravilno, zato morate v terminal vnesti ukaz

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

Po vnosu ukaza bo v oknu terminala prejel povratne povratne informacije.

13. korak: Končali smo

Sedaj lahko odstranite obe napravi iz računalnika in uporabite USB -ključ, ki ste ga zdaj zgradili, da od zdaj naprej programirate mikrokrmilnike. Ta ponudnik internetnih storitev uporabljam za utripanje skic Arduino.