USBTiny ISP бағдарламашысын қалай құруға болады: CNC PCB фрезерлік станогының көмегімен: 13 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сіз өзіңіздің электронды жобаңызды нөлден қалай құруға болатынын ойладыңыз ба?

Электроника жобаларын жасау біз үшін, өндірушілер үшін, өте қызықты және қызықты. Бірақ жасаушылар мен қондырғылардың мәдениетіне енді ғана қадам басатын аппараттық энтузиастардың көпшілігі өз жобаларын әзірлеуге арналған тақталармен, тақталармен және модульдермен құрды. Осылайша біз жобамыздың прототипінің жылдам нұсқасын жасай аламыз. Бірақ ол үлкен көлемде болуы керек және тақтаның сымдарымен араласуы керек. Ұқсас жағдай, жалпы ПХД тақтасын қолданған кезде, ол тәртіпсіз және кәсіби емес көрінеді!

Сонымен, біз өз жобаларымызды қалай ыңғайлы етіп құра аламыз?

Біздің жоба үшін дербес ПХД қолданудың ең жақсы әдісі!

Біздің жобаға ПХД құрастыру мен өндіру - бұл сіздің кәсіби шеберлігіңізді және тәжірибеңізді білдірудің жақсы әрі ыңғайлы әдісі!. Біз жобаның көлемін үйлесімді өлшемге және реттелетін пішінге дейін азайта аламыз, ПХД ұқыпты көрінеді және берік қосылыстар - бұл артықшылықтардың бірі.

Сонымен, біз ПХД -ны қалай үнемді және уақыт бойынша тиімді құрамыз?

Біз ПХД конструкциясын өндіру үшін ДКБ өндірушісіне өз дизайнымызды жібере аламыз, бірақ қалтаны қағу үшін уақыт қажет. Тағы бір әдіс - лазерлік принтер мен фото қағаздың көмегімен тонерді жіберу әдісі. Сонымен қатар сіздің пациенттердің деңгейін тексеруге және тексеруге уақыт қажет, сонымен қатар бөлшектерді тегістеу үшін сізге тұрақты маркер қажет. Мен бұл әдісті көп қолдандым және жек көремін.

Сонымен, ең жақсы әдіс қандай?

Менің жағдайда, ПХД жасау үшін CNC фрезерлік станоктарын қолданудың ең жақсы әдісі. ПХД фрезерлік станоктары сізге жоғары сапалы ПХД береді және ПХД прототиптерін шығаруға аз уақыт, аз ресурс және ең арзан әдіс қажет!

Сонымен, CNC фрезер станогының көмегімен USBtiny ISP бағдарламашысын құрайық!

Әрекет етпестен, бастайық!

1 -қадам: Сіз бай болғыңыз келмейді

Шынымен де! сіз ПХД фрезерлік станогын сатып алғыңыз келмейді. Біздің көпшілігімізде мұндай қымбат машинаны сатып алуға бюджет жоқ. Менде тіпті жоқ.

Сонымен, мен машинаға қалай қол жеткізе аламын? Мен жай ғана өз аймағымдағы фаблебке, мейкерлікке немесе хакерлік кеңістікке барамын! Менің жағдайда мен фабрикаға барып, машинаны арзан бағаға қолданамын. Сонымен, сіз өзіңіздің аймағыңыздан fablab немесе мейрамхана сияқты орын табыңыз. Мен үшін ПХД фрезерлік станокты пайдалану бағасы 48 ¢/сағатты құрайды. Баға сіздің қалаңызға байланысты өзгеруі мүмкін, сондықтан мен бай болғым келмейді!

2 -қадам: материалдар туралы есеп

Компоненттер тізімі

• 1 x Attiny 45/85 микроконтроллері (SOIC пакеті)
• 2 x 499 Ом
• 2 x 49 Ом
• 2 x 1K
• 2 x 3.3 Зенерлік диод
• 1 x 0,1мф конденсатор
• 1 x көк светодиод
• 1 x Жасыл светодиод
• 1 x 2x3 аталық түйреуіштер (smd)
• 1 х 20 см 6 сымды таспалы кабель
• 2 x 2x3 әйел тақырыбы IDC таспалы кабельдік өтпелі қосқыш
• 1x 4см x 8см FR4 Мыс қаптамасы

Назар аударыңыз: (Бұл жобаларда резисторлар, конденсаторлар, диодтар мен сымдар қолданылады - 1206 пакет)

Құралдарға қойылатын талаптар

• Дәнекерлеу станциясы немесе дәнекерлеу үтігі (микро ұш)
• Дәнекерлеуші сым
• Пинцет (микротолқынды)
• Тазартпау
• Үшінші қолдан жасалған құрал
• Мультиметр
• Сым тартқыш
• Түтін сорғыш (міндетті емес)

Машиналарға қойылатын талаптар

Modela MDX20 (кез келген ПХД фрезерлік станок бұл тапсырманы орындайды, бірақ жұмысты басқару бағдарламасы өзгереді)

Бұл жобаның ресурстарын жүктеп алыңыз!

3 -қадам: ПХД фрезерлік станок дегеніміз не?

ПХД фрезерлік станок - бұл ПХД прототиптерін жасау үшін қолданылатын CNC (Computer Numerical Control) машинасы. ПХД фрезерлік станоктары ПХД іздері мен төсеніштерін анықтау үшін мыс қаптамасының мыс бөліктерін фрезерлейді. ПХД фрезерлік станогы үш осьті механикалық қозғалыспен келеді (X, Y, Z). Әр ось дәл қозғалыс үшін қадамдық қозғалтқышпен басқарылады. Бұл осьтік қозғалыстарды компьютерлік бағдарлама G-код командаларын беру арқылы басқарады. Gcode сандық басқару бағдарламалау тілдерін кеңінен қолданады, көптеген машиналар машиналардың осін басқару үшін g-кодын қолданады. Бұл осьтерге қосылған құрал басы (әдетте фрезерлік) ПХД шығарады.

:- Мен қолданатын машина- MODELA MDX20 CNC фрезер станогы.

Modela MDX 20 ПХД фрезерлік станок

Modela MDX20 - бұл ПХД фрезерлік станогы. Modela MDX20 әдетте ПХД жасау үшін қолданылады, бірақ біз сонымен қатар қалыптау, ою және т.б. жасай аламыз … Modela фанера, балауыз, акрил, Fr1 Fr4 сияқты әр түрлі ПХД материалдарын өңдей алады … Модель жеңіл және көлемі шағын. Біз оны тіпті шағын жұмыс үстеліне де орналастыра аламыз. Төсек (фрезер беті) Y осіне, ал құрал басы X және Z-ге бекітілген. Яғни, төсектің қозғалысы Y осімен, ал құрал басының қозғалысы X осі мен құрал басымен басқарылады. Z осі арқылы басқарылады. Modela -ның жеке компьютерлік бағдарламасы бар. Бірақ мен FABModules деп аталатын Linux бағдарламасын қолданамын. FABmodules Modela -мен байланыс және кесу процесін бақылау үшін байланысады. Fab модульдері ешқашан X, Y, Z осін автоматты түрде орнатпайды, біз оларды қолмен орнатуымыз керек.

4 -қадам: Modela MDX20 бағдарламасын бастаңыз

Егер мен ПХД өңдейтін болсам, бұл жағдайда FabISP бағдарламашысы. Алдымен маған ПХД дизайны мен ПХД құрылымының макеті қажет. ПХД фрезерлеу-екі кезеңді процесс. Бірінші кезеңде мен ПХД іздері мен жастықшаларын тазалауым керек, ал екінші кезеңде ПХД құрылымын кесіп алуым керек. Фаб модульдерін қолдана отырып,-p.webp

Жалпы сипаттамасы

• Жұмыс кеңістігі: 203,2 x 152,4 мм
• Z осінің соққысы: 60,5 мм
• Шпиндельдің айналу жылдамдығы: 6500 айн / мин

Қолдануға арналған фрезалар

• Фрезерлік бит: 1/64 дюйм (0,4 мм) бит
• Кесу битігі: 1/32 дюйм (0,8 мм) бит

5 -қадам: ISP (IN - System - Programmer) дегеніміз не?

Жүйелік бағдарламашыда (ISP), сонымен қатар тізбектегі сериялық бағдарламашы (ICSP) ретінде белгілі-микроконтроллер бағдарламашысы. Интернет провайдері компьютердің USB -ден келген нұсқаулар мен командаларды оқиды және сериялық перифериялық интерфейс (SPI) арқылы микроконтроллерге жібереді. Жай ISP құрылғылары бізге SPI желілерін қолданып микроконтроллермен байланысуға мүмкіндік береді. SPI - микроконтроллердегі байланыс әдісі. Әрбір қосылған перифериялық құрылғылар мен интерфейс SPI арқылы микроконтроллерлермен байланысады. Электронды энтузиаст ретінде ISP туралы MISO, MOSI SCK туралы айтатын кезде бірінші кезекте ойыма келеді. Бұл үш түйреуіш маңызды түйреуіштер.

Жай ғана, провайдер микроконтроллерге бағдарламаларды жазу үшін, сонымен қатар сіздің микроконтроллермен байланысу үшін қолданылады!

6 -қадам: USBTiny ISP: схемалар мен ПХД орналасуы

USBTiny провайдері

USBTiny ISP-бұл ашық бастапқы USB AVR бағдарламашысы және SPI интерфейсі. Бағасы төмен, жасау оңай, avrdude-мен тамаша жұмыс істейді, AVRStudio-мен үйлесімді және Windows, Linux және MacOS X-те сыналған. Студенттер мен жаңадан бастаушыларға немесе резервтік бағдарламашы ретінде өте қолайлы.

SMD компоненттері жобаларында барлық компоненттер қолданылады. USBTinyISP миы - Attiny45 микроконтроллері.

ATtiny 45 микроконтроллер

USBTinyISP-те қолданылатын микроконтроллер- Attiny 45. Attiny45- бұл Atmel RISC архитектурасында жұмыс істейтін жоғары өнімділігі мен қуаты төмен 8 биттік AVR микроконтроллері (микрочип Atmel жақында сатып алынған). Attiny 45 8 істікшелі пакетте келеді. Attiny 45 -те 6 енгізу -шығару түйреуі бар, олардың үшеуі ADC түйреуіштері (10 биттік ADC), екеуі - PWM қолдайтын сандық түйреуіштер. Ол 4KM флэш-жадымен, 256 жүйеде бағдарламаланатын EEPROM және 256B SRAM-мен бірге келеді. Жұмыс кернеуі шамамен 1,8 В - 5,5 В 300 мА. Attiny 45 әмбебап сериялық интерфейсті қолдайды. SMD нұсқасы да, THT нұсқасы да нарықта қол жетімді. Attiny 85 - бұл Attiny 45 -тың жоғары нұсқасы, олар бірдей. Жалғыз айырмашылығы Flash жадыда, Attiny 45 -те 4КБ, Attiny 85 -те 8КБ флэш бар. Біз Attiny 45 немесе Attiny 85 таңдай аламыз, үлкен емес, бірақ Attiny 45 FabTinyISP жасау үшін жеткілікті. Ресми құжаттаманы мына жерден қараңыз.

7 -қадам: құрылғыны реттеу

Енді ПХД фрезерлік станогының көмегімен ПХД құрастырамыз. Мен zip файлына Trace және Cut орналасуын енгіздім, zip файлын төменнен жүктеуге болады.

Алдын ала тапсырма: Фабмодульдерді осы сілтемеден жүктеп, орнатыңыз

Фабмодульдер тек Linux машиналарында қолдау көрсетеді, мен Ubuntu қолданамын!

1 -қадам: құрбандық қабаты

Ең алдымен, ПХД фрезерлік станогының (АКА фрезерлік) жұмыс тақтасы - металл табақ. Ол берік және жақсы салынған. Бірақ кейбір жағдайларда қате тереңдікте кесу кезінде бүлінуі мүмкін. Сонымен, мен фрезерлік төсеніштің үстіне құрбандық қабатын қоямын (металл пластинадағы биттердің тиіп кетпеуі үшін фрезерлік үстелдің үстіне мыс қапталған).

2 -қадам: 1/62 фрезерлік ұшты құрал басына бекітіңіз

Құрбандық қабатын қойғаннан кейін, енді мен құралдың басындағы фрезерді (әдетте 1/62 фрезерді қолданады) бекітуім керек. Мен ПХД фрезерлеудің екі кезеңді процесін түсіндірдім. ПХД іздері мен төсеніштерін фрезерлеу үшін 1/64 фрезерді қолданыңыз және оны Аллен пернесін қолданып құрал басына қойыңыз. Биттерді ауыстыру кезінде әрқашан биттерге қосымша күтім жасаңыз. Ұштың ұшы соншалықты жұқа, ол біздің қолымыздан сырғып кетсе де, кішкене құлау болса да, оны сындыруға мүмкіндік бар. Бұл жағдайды жеңу үшін мен кездейсоқ құлап кетуден қорғау үшін құрал басының астына кішкене көбік бөлігін қойдым.

3 -қадам: Мыс қаптамасын тазалаңыз

Мен бұл жобаға FR1 мыс қаптамасын қолданамын. FR-1 ыстыққа төзімді және берік. Бірақ мыс қаптамалары тез тотығады. Мыс - саусақ ізі магниті. Мыстан жасалған қаптаманы қолданар алдында, тіпті жаңасы, мен ПХД -ны фрезерлеу алдында және одан кейін ПХД тазартқышпен немесе ацетонмен тазартуды ұсынамын. ПХД тазарту үшін мен ПХД тазартқышты қолдандым.

4 -қадам: Мыс қаптаманы фрезер алаңына бекітіңіз

Мыс қаптаманы тазалағаннан кейін, мыс қаптаманы фрезерлік қабаттың үстіне қойыңыз. Мен мыс қаптаманы фрезер алаңына екі жақты жабысқақ таспаның көмегімен қойдым. Екі жақты жабысқақ таспаларды алып тастау өте оңай және олар арзан бағада қол жетімді. Мен екі жақты таспаны құрбандық қабатының жоғарғы жағына жабыстырамын. Содан кейін жабысқақ таспаның үстіне мыс қаптаманы қойыңыз.

8 -қадам: Fab модульдерін орнату және фрезерлеу процесі

1 -қадам: құрылғыны қуаттандырыңыз және FabModules жүктеңіз

құрылғыға қосылды, содан кейін Linux жүйесінде Fab модулінің бағдарламалық жасақтамасын ашыңыз (мен Ubuntu қолданамын) төмендегі команданы Linux терминалына теру арқылы.

f ab

Содан кейін жаңа терезе ашылады. Кіріс файл пішімі ретінде суретті (.png) және Roland MDX-20 диірмені (rml) ретінде шығару форматын таңдаңыз. Осыдан кейін Make_png_rml түймесін басыңыз.

2 -қадам: ПХД дизайнының суретін жүктеңіз

Жаңа терезенің жоғарғы жағында сіз пайдаланатын битті таңдаңыз. Load-p.webp

3 -қадам: X, Y & Z осьтерін орнатыңыз

Біз әлі жасаған жоқпыз. Енді Modela MDX20 басқару тақтасындағы Көру түймесін басыңыз. бит жақсы тығыздалғанына көз жеткізіңіз. әдепкі күйге оралу үшін көру түймесін тағы бір рет басыңыз. Енді қажетті мәтіндік ұяшықтарға өлшемдерді енгізу арқылы X, Y позицияларын орнатыңыз (тақтаның орнына байланысты). Мен сізге X & Y позицияларын бір жерде жазуды ұсынамын. Егер бірдеңе дұрыс болмай қалса және біріншіден бастау қажет болса, фрезерлеу процесін жалғастыру үшін сізге дәл X&Y позициялары қажет, әйтпесе ол бұзылады.

Төмен түймесін басу арқылы құралдың басын төмен түсіріңіз. Құрал басы мыс қаптамаға жақындағанда тоқтаңыз. Содан кейін құрал басының бұрандасын жоғалтып, мыс қапталған мыс қабатына тигенше сәл төмен түсіріңіз. Содан кейін бұранданы қайтадан бекітіп, «Көру» түймесін басу арқылы құралдың басын бастапқы күйіне қайтарыңыз. Енді бәріміз реттелдік. Modela қауіпсіздік қақпағын жабыңыз және оны жіберу түймесін басыңыз. Модель фрезерлеу процесін бастайды.

Іздер мен төсеніштерді тегістеу үшін кемінде 10 -нан 13 минутқа дейін уақыт қажет. Фрезерлеуді аяқтағаннан кейін мен жақсы нәтиже алдым.

4 -қадам: Контур макетін кесу

Trace фрезерлеуді аяқтағаннан кейін, ПХД контурының орналасуын кесіңіз (жай ПХД пішіні). Процесс шамамен бірдей. Орналасуды қию үшін құрал басындағы 1/64 битті 1/32 битке өзгертіңіз. Содан кейін-p.webp

9 -қадам: ПХД аяқталды

Міне, фрезерлеу үрдісінен кейінгі ПХД!

10 -қадам: ПХД компоненттерін дәнекерлеу

Енді менде дайын ПХД бар. Маған тек компоненттерді ПХД -да дәнекерлеу қажет. Мен үшін бұл қызықты әрі жеңіл тапсырма.

Дәнекерлеу туралы айтатын болсақ, тесік компоненттерін SMD компоненттерімен салыстырғанда оңай дәнекерлеуге болады. SMD компоненттері іздері бойынша кішкентай. жаңадан бастаушыларға дәнекерлеу қиынға соғады. Суық дәнекерлеушілердің компоненттерді алмастыруы және жиі кездесетіні сияқты қателіктер жіберуге немесе іздер мен төсеніштер арасында көпір жасауға мүмкіндік көп. Бірақ әркімнің өз тәжірибесінен үйренген өз дәнекерлеу кеңестері мен амалдары бар. бұл тапсырманы қызықты әрі жеңіл етеді. Сондықтан компоненттерді дәнекерлеуге уақыт бөліңіз!

Міне, мен дәнекерлеуді қалай жасаймын

Мен әдетте микроконтроллерлерді және басқа IC -ді алдымен дәнекерлеймін. Содан кейін мен резисторлар мен конденсаторлар сияқты кішкене компоненттерді дәнекерлеймін …

Ақырында тесік компоненттері, сымдар мен тақырып түйреуіштері. USBTinyISP -ді дәнекерлеу үшін мен дәл осы әрекеттерді орындаймын. SMD -ді оңай дәнекерлеу үшін алдымен мен дәнекерлеу үтікті 350 ° C дейін қыздырамын. Содан кейін жастықшаларға біраз дәнекер ағыны қосыңыз. Содан кейін мен компоненттерді дәнекерлегім келетін жастықшаны қыздырамын, содан кейін мен компоненттердің бір тақтасына дәнекерлеудің аз мөлшерін қосамын. Пинцет көмегімен компонентті жұлып алып, төсенішке салыңыз да, жастықты 2-4 секунд қыздырыңыз. Осыдан кейін қалған жастықшаларды дәнекерлеңіз. Егер сіз түйреуіштер мен іздер арасында көпір жасасаңыз немесе компонентке көп мөлшерде дәнекер берсеңіз, қажетсіз дәнекерлеуді кетіру үшін дәнекерлеу таспасын қолданыңыз. Мен ПХД ешқандай проблемасыз толығымен дәнекерленгенше сол қадамдарды жалғастырамын. Егер бірдеңе дұрыс болмай қалса, алдымен үлкейткіш пен мультиметр көмегімен үзілістері немесе көпірлері бар барлық іздер мен компоненттерді мұқият тексеремін. Егер мен тапсам, мен оны түзетемін!

11 -қадам: Интернет провайдерінің кабелін жасау

Микробағдарламаны жыпылықтау үшін микроконтроллерді немесе басқа провайдер бағдарламашысын қосу үшін. бізге 2х3 екі аналық сым коннекторы бар алты жолақты ленталы таспа сымы қажет. Мен 4/3 фут 6 каналды таспалы сымды қолдандым және екі жағынан әйел тақырыбын мұқият жалғадым. Жақсы істеу үшін мен G қысқышын қолдандым. суретті қараңыз.

12 -қадам: Жыпылықтайтын микробағдарлама

Енді біз микробағдарламаны провайдермен байланыстыра аламыз. Ол үшін бізге басқа провайдер -бағдарламашы қажет. Мен басқа USBTinyISP қолдандым, бірақ сіз бұл тапсырманы орындау үшін Arduino провайдер ретінде пайдалана аласыз. Бұрын жасаған провайдер қосқышы арқылы екі провайдерді де қосыңыз. Содан кейін USBinyISP (біз бағдарламалау үшін қолданатын) компьютерге қосыңыз. Төмендегі пәрменді Linux терминалына енгізу арқылы сіздің жүйеде провайдер табылғанына көз жеткізіңіз.

ұйықтау

1 -қадам: AVR GCC құралдар тізбегін орнатыңыз

Ең алдымен, біз құралдар тізбегін орнатуымыз керек. Ол үшін Linux терминалын ашып, теріңіз.

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

2 -қадам: Микробағдарламаны жүктеңіз және ашыңыз

Енді микробағдарлама файлдарын жүктеңіз және ашыңыз. Сіз оны осы жерден жүктей аласыз. Zip файлын жүктегеннен кейін, сіз оңай таба алатын жақсы орынға қойыңыз (қажетсіз шатасуларды болдырмау үшін).

3 -қадам: файлды жасаңыз

Микробағдарламаны өртемес бұрын. біз Makefile Attiny микроконтроллерлері үшін конфигурацияланғанын қамтамасыз етуіміз керек. Ол үшін Makefile файлын кез келген мәтіндік редакторда ашыңыз. содан кейін MCU = Attiny45 растаңыз. Төмендегі суретті қараңыз.

4 -қадам: микробағдарламаны жарқылдатыңыз

Енді біз микробағдарламаны провайдермен байланыстыра аламыз. Ол үшін бізге жоғарыда айтқандай басқа провайдер -бағдарламашы қажет. Мен бұрын жасаған FabTinyISP қолдандым. Бірақ сіз кез -келген Интернет -провайдерді немесе Arduino -ны провайдер ретінде пайдалана аласыз. Бұрын жасаған провайдер қосқышы арқылы екі провайдерді де қосыңыз. Содан кейін компьютерге FabTinyISP (менің провайдерімді бағдарламалау үшін қолданамын) қосыңыз. Төмендегі пәрменді Linux терминалына енгізу арқылы Isp сіздің жүйеде анықталғанын тексеріңіз.

ұйықтау

Енді біз жыпылықтауға дайынбыз. Орнатылған микробағдарламаның қалта жолындағы терминалды ашып,.hex файлын жасау үшін «make» теріңіз. Бұл a жасайды. hex файлын Attiny 45 -ке жазу керек.

Микробағдарламаны микроконтроллерге жыпылықтау үшін Linux терминалына төмендегі пәрменді енгізіңіз.

жарқыл жасау

5 -қадам: Fusebit қосу

Міне, біз микробағдарламаны жыпылықтадық. Бірақ сақтандырғышты іске қосу керек. Тек енгізіңіз

сақтандырғыш жасаңыз

ішкі сақтандырғышты іске қосу үшін терминал.

Енді біз секіргішті алып тастауымыз керек немесе қалпына келтіру түйреуішін өшіруіміз керек. Өткізгішті алып тастау міндетті емес, біз қалпына келтіру түйреуішін өшіре аламыз. Бұл сізге байланысты. Мен қалпына келтіру түйреуішін өшіруді шешемін.

Назар аударыңыз:- Егер сіз қалпына келтіру түйреуішін өшірсеңіз, қалпына келтіру түйреуіші ішкі жағынан ажыратылады. Қалпына келтіру түйреуішін өшіргеннен кейін оны енді бағдарламалау мүмкін емес дегенді білдіреді.

Егер сіз қалпына келтіру түйреуішін өшіргіңіз келсе, терминалда төмендегі пәрменді теріңіз.

rstdisbl

Сіз сәттілік туралы хабарлама аласыз. Микробағдарламаны сәтті жүктегеннен кейін USBTinyISP дұрыс жұмыс істейтінін тексеру керек, ол үшін терминалға пәрмен енгізу қажет

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

Пәрменді енгізгеннен кейін терминал терезесінде кері байланыс туралы хабарлама алады.

13 -қадам: Біз дайынбыз

Енді сіз екі құрылғыны да компьютерден алып тастай аласыз және қазірден бастап микроконтроллерлерді бағдарламалау үшін USBtiny -ді қолдана аласыз. Мен осы провайдермен Arduino эскиздерін жыпылықтау үшін қолданамын.