TinyDice: profesionāli PCB mājās ar vinila griezēju: 10 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:52

Šī pamācība sastāv no soli pa solim dokumentētas metodes profesionālas kvalitātes PCB izgatavošanai mājās, izmantojot vinila griezēju, uzticami, vienkārši un efektīvi. Šī metode ļauj mājās ražot konsekventus un augstas kvalitātes PCB, izmantojot tikai dažus izplatītus materiālus un ļoti īsā laikā. Kad visi faili ir gatavi, visu procesu var paveikt dažu stundu laikā.

Rokasgrāmatas priekšmets, tinyDice:

Šīs rokasgrāmatas nolūkos process tiks ilustrēts, ražojot 3 tinyDice sēriju - elektronisku veidni, kuras pamatā ir atTiny85 mikrokontrolleris ar programmatūras charlieplexing, kas ļauj kontrolēt 9 gaismas diodes ar tikai 4 tapām un 4 rezistoriem. Tā ir mana sākotnējā tinyDice (2014) uzlabota versija, un visi šai instrukcijai nepieciešamie avota faili ir pieejami lejupielādei kā saspiesta pakete piegādes posmā.

Metodes izcelsme:

Kā elektronikas entuziasts man pagātnē ir bijusi liela pieredze PCB izgatavošanā, taču lielākā daļa mājas metožu ir vai nu pārāk neuzticamas, piemēram, tonera pārsūtīšanas metode, vai arī ir pārāk sarežģītas un darbietilpīgas, piemēram, CNC maršrutētāja metode vai UV fotorezista metode (ko agrāk esmu apskatījis sākotnējā tinyDice). Turklāt produktu galīgā kvalitāte mēdz būt diezgan slikta, it īpaši, ja mēģināt ieviest UV lodmaskas.

No šīs neapmierinošās pieredzes es nolēmu izpētīt alternatīvas metodes PCB izveidei mājās. Tā kā nesen sāku eksperimentēt ar darbvirsmas vinila griezēju, man ienāca prātā, ka vinila zīmogs varētu būt lieliska un uzticama maska PCB kodināšanai. Sākotnējā tiešsaistes pētījumā es neatradu nevienu atsauci uz cilvēkiem, kas izmanto vinila spiedogus, lai izgatavotu PCB, kas mani pārsteidza, jo tas šķiet ļoti ticami. Tas mani motivēja eksperimentēt ar šo procesu un noskaidrot, vai tas varētu droši un efektīvi darboties, lai PCB pēdas pārnestu no datora uz varu.

Procesu attīstība:

Tīru un konsekventu vara pēdas veidošana mājas PCB jau pats par sevi ir sasniegums, taču, lai PCB darbotos pareizi un kalpotu ilgi, tiem ir nepieciešama kāda veida lodmaska, kas novērš nevēlamus lodēšanas tiltus un aizsargā vara pēdas no korozijas. Tradicionāli izmantotā lodēšanas maska ir UV cietināmu sveķu veidā, ar ko praksē ir diezgan grūti strādāt.

Sākotnēji es biju iecerējis izmantot vinila slimniekus netieši kā masku UV lodmaskas sacietēšanai. Tomēr vairākos mēģinājumos es nevarēju panākt, lai UV lodmaska ticami sacietētu tikai paredzētajās vietās, un es nekad nevarēju izveidot pietiekami plānu un vienmērīgu slāni, kā rezultātā galu galā tika izveidots sabojāts dēļu ķekars. Tā es nojaucu šo ideju, un man radās iespaids, ka varbūt kādu zīmogu varētu arī tiešā veidā izmantot kā lodmasku, lai gan tas noteikti nevarētu būt vinils, jo tas neizturētu lodēšanas karstumu.

Paturot to prātā, es paskatījos uz Kapton lenti, kas ir pašlīmējoša, plāna un sola izturēt pietiekami augstu temperatūru lodēšanai. Kaptona lente tiek pārdota ruļļos, bet man šķita, ka, ja to uzklātu uz parastā vinila pamatnes, to varētu sagriezt tieši uz vinila griezēja un izmantot tieši kā zīmogu. Jau no pirmā izmēģinājuma bija redzams, ka Kaptona lente uz vinila griezēja uzvedās diezgan daudzsološi, lai gan visi griezumi, kas gāja pāri sīkiem burbuļiem, bija robaini vai nepilnīgi, tāpēc perfektu kaptona zīmogu atslēga bija perfekta lentes uzklāšana uz vinila pamatne, neļaujot gaisam iesprūst zem tā. Sākotnēji tas izrādījās diezgan sarežģīti, jo Kaptons ir pārāk plāns un lipīgs, taču, mēģinot to nolikt, izmantojot standarta plastmasas karti, es sapratu, ka šādā veidā to var izdarīt perfekti un viegli.

Šajos atkārtotajos izmēģinājumos es ievēroju arī dažus procesa praktiskos ierobežojumus, kas pastam ir saistīti ar vara masku, kas sākotnēji ir zīmogs. Šie ierobežojumi kļuva par dizaina vadlīniju kopumu, lai padarītu šo procesu uzticamu.

1. darbība: materiāli, izejmateriāli un instrumenti

Materiāli:

• 5 x 10 cm tukša PCB
• 10 x 15 cm pašlīmējošs vinils
• 50 mm plata Kapton lente
• 10 x 15 cm vinila pārneses plēve

Piegādes:

• Dzelzs hlorīda kodinātājs
• Izopropilspirts
• Lodēšanas pasta
• PETG kvēldiegs (atslēgu piekariņa korpusam)

Rīki:

• galda vinila griezējs (es izmantoju Silhouette Cameo 3, bet jebkura pamata mašīna darbosies)
• Karstā gaisa pārstrādes stacija (nav obligāta, bet noderīga)
• lodāmurs
• plastmasas karte (vecs ID vai jebkāda veida)
• USBtinyISP vai Arduino kā ISP
• manuāls akrila griezējs (var būt mājās gatavots no vecā zāģa asmens sadaļas)
• 220 un 400 smilšpapīrs
• 3D printeris (pēc izvēles, tikai atslēgu piekariņa korpusa izgatavošanai)

Programmatūra:

• Silhouette Studio (vai ekvivalents citu marku vinila griezējiem)
• EAGLE CAD (nav nepieciešams, ja neplānojat mainīt dizainu)
• Photoshop vai jebkurš attēlu redaktors (nav nepieciešams, ja neplānojat mainīt dizainu)
• Arduino IDE + at TinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r vai jebkura cita 3D drukas programmatūra.

• tinyDice resursu pakotne (pieejama lejupielādei šajā solī kā RAR fails)

Sastāvdaļas:

par katru tinyDice85:

• 9x 3528 SMD gaismas diodes (jebkura krāsa, ieteicama vienādi)
• 1x attiny85 (SOIC)
• 4x 33 omi 0805 rezistori (precīza vērtība nav kritiska, izmantojiet jebkuru līdzīgu vērtību, bet visu to pašu!)
• 1x SMD spiedpoga
• 1x CR20XX akumulatora skava
• 1x CR2032 akumulators

Programmēšanas ierīcei:

• 6x pogo tapas
• 1x 2x3 vīriešu galvene (ISP)
• 1x 2x1 vīrieša galvene (ārējam VCC avotam)
• 1x AMS1117 3.3v LDO regulators (SOT-23)

2. darbība: sagatavojiet visas uzlīmes

Šim PCB izgatavošanas procesam mājās uzlīmes ir iesaistītas trīs posmos; Kā maska vara plaķēta kodināšanai, kā lodēšanas maska, lai aizsargātu pēdas un ierobežotu lodēšanu, un kā trafarets, lai uz spilventiņiem uzklātu lodēšanas pastu. Lai pēc iespējas optimizētu procesu, visas uzlīmes var pagatavot vienā sēdvietā.

Failu sagatavošana griešanai:

Ja jūs neplānojat mainīt dizainu, varat tieši izmantot sagatavotos attēlus vai Silhouette Studio failu ar visām uzlīmēm. Ja izmantojat citu dizainu, rīkojieties šādi, lai sagatavotu failu griešanai:

Tā kā lielākā daļa bezmaksas vinila griezēja programmatūras darbojas ar attēliem, mums ir jāeksportē dizains no EAGLE kā augstas izšķirtspējas attēls. Lai to izdarītu, vispirms paslēpiet visu slāni, izņemot TOP un VIAS, pēc tam eksportējiet paneli kā attēlu MONOCHROME un vismaz 1500 dpi. Pēc tam atkārtojiet procesu, bet tikai ar Tstop slāni, lai iegūtu tikai spilventiņus.

Kad attēli ir eksportēti, ieteicams Photoshop nedaudz iztīrīt, lai palielinātu procesa uzticamību. Vara pārklājuma attēlam tas nozīmē, ka jāizdzēš visi mazie izolētie vara laukumi vai jāpievieno tie lielākiem laukumiem, jāizdzēš visu caurumu centrs un jāpalielina atstarpe ap termālajiem slāņiem. Lai iegūtu spilventiņu attēlu, tie jānovieto virs melnas formas, kas nedaudz pārplūst ar visu vara pārklājumu.

Pēc tam importējiet attēlus vinila griezēja programmatūrā, izsekojiet tos un mērogojiet tos līdz 100 x 100 mm izmēram. Viena PCB paneļu veidošanas priekšrocība ir tā, ka jums ir konsekventa atsauce uz to pareizu mērogošanu neatkarīgi no izšķirtspējas.

Kapton lentes sagatavošana griešanai:

Kaptona lente ir lielisks materiāls, tomēr, lai to izmantotu kā uzlīmi, tā vispirms ir jānovieto uz līdzena balsta. Šim nolūkam mēs izmantosim vinila pārneses lentes pamatni, tāpēc mizojiet pastēti un uz laiku novietojiet to malā, rūpējoties, lai tā būtu tīra. Pēc tam atritiniet lentes segmentu un uzmanīgi uzklājiet to uz vaska papīra pamatnes, izmantojot plastmasas kartīti kā rakeļu, lai pārliecinātos, ka zem tā nepaliek burbuļi. Es iesaku sagatavoties vairāk, nekā plānojat izmantot, jo dažas uzlīmes var neiznākt perfekti.

Uzlīmes griešana:

Kad visas uzlīmes ir izsekotas un mērogotas vinila griezēja programmatūrā, pārejiet pie pašlīmējošā vinila materiāla novietošanas uz griešanas paklāja stūra un novietojiet aizmugurējo Kapton lenti citā stūrī.

Pēc tam programmatūrā novietojiet tikai ar vara pārklājumu un lodēšanas pastas trafaretu dizainu virs vinila atbilstošās vietas un iestatiet griešanas parametrus uz: Ātrums 3, Asmens dziļums 1, Spiediens 8. Nosūtiet darbu griešanai un ļaujiet iekārtai darīt tā ir lieta.

Visbeidzot, pārvietojiet malā iepriekš izmantotos dizainus un novietojiet tikai lodēšanas maskas dizainu virs apgabala, kas atbilst Kaptona lentei. Iestatiet griešanas parametrus uz: Ātrums 1, Asmens dziļums 1, Spiediens 3. Sāciet darbu nosūtīt uz mašīnu un pēc pabeigšanas uzmanīgi noņemiet gan pašlīmējošo vinila, gan Kapton materiālus no griešanas paklāja. Esiet uzmanīgi, lai to lobīšanas laikā neveidotos asas krokas.

Uzlīmju ravēšana:

Lai vinila uzlīmes pārnestu uz PCB, mums jāizmanto vinila pārneses plēve, lai nodrošinātu, ka visi reģioni tiek nodoti vietā. Lai varētu pārsūtīt tikai paredzētos zīmoga segmentus, pirms pārneses plēves uzlikšanas mums ir jānoņem visas nevēlamās vietas. Šim nolūkam izmantojiet griezēju un uzmanīgi paceliet nevēlamās vietas stūri. Iebīdiet griezēju zemāk un nospiediet vinilu uz asmens, lai tas pieliptu. Pēc tam velciet griezēju prom, un pārpalikumam jāsāk lobīties. Atkarībā no dizaina visas nevēlamās vietas var iznākt kā viens gabals. Kad nezāles ir novāktas, novietojiet pārneses plēvi virs TIKAI ar vara pārklātām uzlīmēm un izmetiet visu lieko. Šajā brīdī vinila uzlīmes ir gatavas lietošanai. Kapton lentes uzlīmes ir viens gabals, tāpēc tās var pārvietot tieši bez pārsūtīšanas plēves.

3. darbība: iegravējiet vara pārklājumu

Tas ir vissvarīgākais procesa posms, jo vara pēdas kvalitāte noteiks galaproduktu panākumu līmeni. Ja tas tiek darīts rūpīgi, tas var būt 100%.

CLAD uzlīmes pārsūtīšana uz varu:

Lai nodrošinātu tīrus un uzticamus rezultātus, vispirms ir nepieciešams attaukot tukšo PCB ar izopropilspirtu. Ja sagatave ir veca, ieteicams rūpīgi noslīpēt virsmu ar 320–400 smilšpapīru, veicot nelielus apļus pa visu dēli.

Kad uzlīme ir pilnībā iztīrīta, ir pienācis laiks to pārvietot uz varu. Šim nolūkam vispirms nomizojiet pārvietošanas plēves stūri un pēc tam uzlieciet uzlīmi otrādi uz tīra galda. Pēc tam lēnām noņemiet papīru no pārsūtīšanas, veicot asas krokas un velkot gar galdu. Tādā veidā pat mazajiem spilventiņiem vajadzētu pielipt pārnesumam un nepalikt uz papīra. Neuztraucieties, ja viens vai divi spilventiņi paliek aiz muguras, vēlāk varat tos novietot manuāli.

Pēc tam turiet vinila pārnesumu ar uzlīmi, neizmantojot pirkstu galus (viegli pielīmējiet tos līdz pašai malai) un lēnām izlīdziniet uzlīmi virs tāfeles, pirms to novietojat. Kad tas ir izlīdzināts, novietojiet to uz vara un viegli nospiediet ar pirkstiem uz leju, veidojot centru, lai novērstu burbuļu iesprūšanu. Pēc tam izmantojiet plastmasas karti, lai saspiestu visu virsmu, lai vinils stingri pieliptu pie vara. Turpiniet mizot vinila pārneses plēvi no vara pārklājuma tādā pašā veidā, kā lobījāt papīra pamatni, un manuāli novietojiet visus paliktņus, kas palikuši aiz muguras. Ja uzlīme neaptver visu sagatavi, atlikušās vietas varat pārklāt ar caurspīdīgu līmlenti, lai izvairītos no vara pārmērīgas kodināšanas un krājumu pārmērīgas izmantošanas.

Vara pārklājuma kodināšana:

Kodināšanas procesā jums būs nepieciešami 2 taisnstūrveida Tupperware stila konteineri, neliela koka nūja un dzelzs hlorīda kodinātājs.

Sagatavotā plāksne ar CLAD zīmogu ir gandrīz gatava kodināšanai, taču ir ļoti svarīgi to vēlreiz notīrīt ar izopropilspirtu, lai no pārneses plēves noņemtu visus atlikumus un nodrošinātu vienmērīgu un pilnīgu kodināšanu, neatstājot nevēlamu varu.

Lai sagatavotu dzelzs hlorīdu kodināšanai, ielejiet to vienā no traukiem līdz apmēram pusei un pievienojiet par aptuveni 30% vairāk ūdens. Šajā brīdī šķīdums ir gatavs kodināšanai, tomēr pēc izvēles varat to sasildīt mikroviļņu krāsnī 15 sekundes PIRMS ievietošanas PCB, lai paātrinātu kodināšanas procesu.

Visbeidzot, ievietojiet dēli dzelzs hlorīdā un ļaujiet tai nogrimt. Process var aizņemt kādu laiku, taču ir svarīgi atgriezties ik pēc 10 līdz 15 minūtēm, lai samaisītu šķīdumu un pārbaudītu progresu. Šim nolūkam vienkārši izmantojiet nelielu koka lūžņu, lai sasniegtu dēli un pāris reizes noliektu to iekšā un ārā. Tādējādi šķīdums tiks pārvietots, lai tas reaģētu vienmērīgi, un ļaus jums redzēt, cik daudz vara ir noņemts. Turpiniet to darīt, līdz vairs neredzat varu, bet neatstājiet to ilgāk, jo kodinātājs var sākt saplīst zem uzlīmes un sabojāt pēdas. Pagaidām atstājiet nūju uz otra trauka, lai ar kodināšanas šķīdumu nekas netraipītos, jo tas ir ļoti pakļauts traipiem un tam ir arī ļoti spēcīga dzelzs smaka.

Kad tas ir izdarīts, noņemiet dēli no kodinātāja un rūpīgi izskalojiet ar bagātīgu ūdeni un ziepēm. Pēc tam paņemiet piltuvi vai izveidojiet to, izmantojot plastmasas loksni, un piestipriniet to virs tukšas PP pudeles, lai atgūtu un uzglabātu kodinātāju. NEKAD neizmetiet izlietoto dzelzs hlorīdu caur kanalizāciju, pēc iespējas vairāk izmantojiet to un izmetiet, ļaujot nožūt, un pēc tam iznīciniet to kā cietu vielu.

Kodināšana ir laikietilpīgākais procesa posms. Ja tas tiek darīts ar svaigu dzelzs hlorīdu, to var paveikt mazāk nekā stundas laikā, tomēr, atkārtoti izmantojot krājumus, tas var aizņemt vairāk nekā 4 stundas, tāpēc esiet pacietīgs un periodiski pārbaudiet.

4. solis: sagrieziet un slīpējiet kauliņus

PCB paneļu veidošanas priekšrocība ir tā, ka jūs varat izmantot paneli griešanai, kā arī vieglāk rīkoties ar lielāku plāksni. Lai atdalītu dēļus un piešķirtu tiem pienācīgu apdari, mums tie vispirms ir jāsagriež, un tie slīpē malas un stūrus.

PCB griešanu nevar veikt ar parastu griezēju, šķērēm vai zāģiem, jo šie procesi gandrīz noteikti neizdotos vai sabojātu dēļus. Griešanai mēs izmantosim vienkāršu naga instrumentu, kas pakāpeniski nokasīs slāņus katrā pārejā, līdz galam izgriežot gropi. Šos asmeņus komerciāli pārdod kā akrila griezējus, taču tos var izgatavot arī no dažiem salauztiem zāģa asmeņiem. procesā ir ieteicams asināt asmeni, jo stikla šķiedras plātnes ātri nolieto malu. Nav nepieciešams nogriezt visu ceļu, tikai lielāko daļu no tā, un pēc tam vienkārši noņemiet katru gabalu.

Pēc griešanas malas ir diezgan raupjas un nevienmērīgas, tāpēc vispirms tās rūpīgi jānoslīpē ar 240 smilšpapīru un pēc tam ar aptuveni 400 smilšpapīru, lai iegūtu lielāku gludumu. Noteikti noapaļojiet arī stūrus, ievērojot vara pārklājuma formu.

Visbeidzot, izmantojiet griezēju, lai uzmanīgi noņemtu uzlīmes no dēļiem. To var izdarīt pirms griešanas, bet uzlīmes palīdz aizsargāt varu griešanas procesā.

5. darbība. Kapton Soldermask uzlīmju uzlikšana

Tagad ar grieztajiem dēļiem mēs esam gandrīz gatavi montēt ķēdi, tomēr, lai nodrošinātu, ka vara pēdas tiek ilgstoši aizsargātas un lodmetāls paliek tikai tur, kur tam vajadzētu, mums ir nepieciešama lodmaska, kas ir izgatavota, izmantojot ultravioletā starojuma sveķus. Tradicionālais process ir diezgan toksisks, netīrs un neuzticams, tāpēc mājas ražošanai ir nepieciešama praktiskāka alternatīva.

Šajā gadījumā mēs izmantojam Kapton lenti kā lodmasku, jo tai ir augsta temperatūras izturība un pašlīmējošās īpašības. Lai pārsūtītu uzlīmes uz PCB, mēs atkal izmantosim griezēju kā atbalstu. Pirms uzlīmju pārvietošanas rūpīgi notīriet PCB ar spirtu, lai no vinila noņemtu taukus vai atlikumus. Pēc tam ar griezēju uzmanīgi paceliet Kaptona uzlīmi no pamatpapīra (skat. 2. attēlu). Lai to izdarītu, vispirms ar griezēju paceliet nelielu uzlīmes stūri un nospiediet to pret asmeni, lai tas pielīp, un tad lēnām velciet griezēju prom no papīra, neveidojot krokas uz asās malas, līdz visa uzlīme nokrīt no papīra. un paliek pielīmēts pie asmens.

Visbeidzot, pirms uzlīmēšanas ir svarīgi nodrošināt, lai uzlīme būtu pareizi izlīdzināta ar spilventiņiem, tāpēc ar griezēju uzmanīgi novietojiet to virs PCB un dažas reizes viegli notīriet to virs tāfeles, tādējādi uzlādējot to ar statisku stāvokli un tas kaut kā peld uz virsmas, kas ļaus jums pielāgot izvietojumu, pirms to nospiežat vietā. Ja zīmogs priekšlaicīgi pielīp, uzmanīgi noņemiet to no tāfeles, tiklīdz to noņēmāt no papīra, un atkārtojiet izlīdzināšanu. Kad tas ir pareizi izlīdzināts, ar pirkstiem stingri nospiediet to uz PCB un uzmanīgi noņemiet griezēju no uzlīmes, lai pabeigtu tā iestatīšanu. Pēc tam vēlreiz notīriet plāksnes ar spirtu, un tagad PCB ir oficiāli pabeigti. Tos var izmantot uzreiz vai uzglabāt vēlāk.

6. darbība: salieciet kauliņus: uzklājiet lodēšanas pastu

SMD shēmu priekšrocība ir tā, ka tās var ļoti uzticami un ātri pielodēt ar pastu, izmantojot vienkāršu trafaretu, lai to uzklātu tikai uz spilventiņiem, un to var atkārtoti izmantot jebkuram vienību skaitam. Parastie SMD trafareti ir izgatavoti no tērauda, tāpēc tie ir diezgan dārgi un nepraktiski prototipēšanai, tomēr trafaretu var izgatavot arī no vinila uzlīmēm. Šim nolūkam mēs izmantojam gan uzlīmes oriģinālo, gan spoguļattēlu, lai izveidotu plastmasas trafaretu, kas nav pašlīmējošs.

Lodēšanas pasta satur daudz plūsmas, tāpēc tā ievērojami samazinās, uzpildot. Tādējādi mums ir jāuzklāj pietiekami biezs slānis, lai nodrošinātu, ka savienojumi pareizi piepildās ar lodmetālu. Lai izgatavotu pareizā biezuma trafaretu, mums ir jāapvieno 4 vinila uzlīmes. Dariet to uzmanīgi, lai nodrošinātu, ka caurumi ir pilnībā izlīdzināti.

Pēc tam izveidojiet nelielu apmali ap vienu plāksni no PCB lūžņiem vai jebkura cita tāda paša biezuma materiāla un piestipriniet trafaretu vienā pusē, lai tas kalpotu kā eņģe, nodrošinot pareizu trafareta izlīdzināšanu pār spilventiņiem (sk. 2. attēlu)).

Visbeidzot, izmantojot jebkāda veida taisnu malu rīku, paņemiet lodēšanas pastu un sāciet to izplatīt pa trafaretu, līdz visi caurumi ir aizpildīti, un ar to pašu instrumentu nokasiet atlikušo daļu pudelē. Nepieskarieties lodēšanas pastai tieši, jo tā satur svinu, no kā vislabāk izvairīties. Neuztraucieties, ja pieskaraties, vienkārši rūpīgi notīriet to.

Paceliet trafaretu un noņemiet dēli no džiga. Atkārtojiet procesu visām plāksnēm, kuras plānojat salikt. Tagad dēļi ir gatavi aizpildīšanai un lodēšanai.

7. solis: Iedzīvotāju skaita un plūsmas lodēšana

Kad uz dēļiem ir lodēšanas pasta, ir pienācis laiks aizpildīt visas sastāvdaļas. Šim nolūkam izmantojiet smalkas pincetes un uzmanīgi novietojiet katru sastāvdaļu uz tā paliktņiem, nodrošinot pareizu orientāciju un izlīdzināšanu (skat. 2. attēlu). Nesteidzieties to darīt un labojiet visus nepareizos izvietojumus. Kad visas sastāvdaļas ir novietotas, ieslēdziet gaisa padeves instrumentu un pakāpeniski sāciet visas plāksnes priekšsildīšanu, virzot riņķus virs tā (skat. 3. attēlu). Pēc tam turpiniet karstā gaisa vadīšanu tieši virs katra spilventiņa, līdz tie pilnībā pieplūst (4. attēls). Kad esat pabeidzis uzpildīšanu, ir pienācis laiks pievienot akumulatora skavu. Lai to izdarītu, urbiet 2 lielāko apaļo spilventiņu centrus un novietojiet akumulatora skavu dēļa apakšpusē. Ieteicams arī pielīmēt akumulatora skavu pie plāksnes ar epoksīdu, lai mazinātu spriegumu no strāvas tapām, jo klips turēs plāksni pie korpusa. Šajā brīdī PCB ir pilnībā samontēts un gatavs programmēšanai.

8. darbība. 3D drukājiet atslēgu piekariņu futrāļus

3D drukātie futrāļi nav obligāti, bet ļoti ieteicami, jo tie objektam piešķir daudz rakstura, pārvēršot to par atslēgu piekariņu, vienlaikus aizsargājot arī kociņu. Lai nodrošinātu augstu izturību, tie ir obligāti jāizdrukā PETG formātā, jo PLA, visticamāk, salūzīs ļoti ātri. Es izveidoju divas lietas versijas, vienu ar dobu pamatni akumulatora noņemšanai un otru ar manu logotipu aizmugurē, kas nodrošina akumulatora drošību un slēpšanos. Tā kā ķēde patērē ļoti maz enerģijas, akumulatoru var iesprostot korpusa iekšpusē bez jebkādām problēmām.

Lai saliktu korpusu, vienkārši piespiediet akumulatora skavu 3D drukā, līdz tāfele ir vienā līmenī ar malu. Atkarībā no precīzā akumulatora skavas, iespējams, nāksies to nedaudz noslīpēt vai palielināt korpusa augstumu, lai pārliecinātos, ka tas ir pilnībā ievietots, tāpēc pirms montāžas noteikti pārbaudiet. Tomēr, ja nepieciešams, lietu var atvērt, lēnām izvelkot dēli ap malu.

9. solis: izveidojiet programmēšanas ierīci

Tagad tinyDice ir pilnībā samontēti, tomēr mums tie jāprogrammē, lai liktu viņiem rīkoties tā, kā vajadzētu. Šim nolūkam mēs izmantojam pogo pin džigu, kas saskaras ar visiem programmēšanas paliktņiem uz tāfeles un tiek pievienots ISP programmētājam, kas var būt USBtinyISP vai jebkurš Arduino kā ISP. tinyDice ir pieejamas visas programmēšanas tapas uz spilventiņiem ar standarta atstarpi 100 mm (2,54 mm), lai džigu varētu montēt uz standarta perforētas plāksnes. Izpildiet savienojuma shēmu, lai saistītu katru pogo tapu ar ISP galveni. Izstrādes nolūkos es izveidoju dubultu džigu, kas kalpo arī citai plāksnei, pie kuras strādāju, un iestrādāju LDO regulatoru, lai izvairītos no bateriju iztukšošanas testēšanas laikā, bet vienu reizi programmēšanā mēs varam izmantot strāvu tieši no akumulatora

tinyDice ir izstrādāti darbam ar 3 voltiem, tāpēc to programmēšana pie 5 voltiem rada risku sabojāt mikrokontrollera IO tapas, gaismas diodes vai pat programmētāju, jo caur gaismas diodes strāvas ierobežošanas rezistoriem tiktu izvilkta pārāk liela strāva. Tātad, lai ieprogrammētu mikroshēmu, neko nesabojājot, mums jāizmanto tā sākotnējais spriegums no akumulatora. Ja izmantojat USBtinyISP, vienkārši noņemiet tā strāvas džemperi, kas darbinās iekšējo loģikas sviras pārslēdzēju no tinyDice akumulatora, un, ja izmantojat Arduino, vienkārši atstājiet strāvu nesaistītu, lai ar akumulatoru darbinātu tikai kauliņus, un pievienojiet 5k sērijas rezistoru katrai datu rindai.

10. solis: kauliņu programmēšana

Programmēšanas procesā uzmanīgi salieciet džigu virs kauliņiem, izmantojot atdalītājus, un pārliecinieties, ka visas pogo tapas pareizi piespiež atbilstošos spilventiņus. Esiet uzmanīgi un neslīdiet matricu zem tapām, jo tās ir ļoti viegli salauzt. Pēc tam pievienojiet USBtinyISP džigam un datoram.

Atveriet Arduino IDE, ielādējiet tinyDice skici un atlasiet atTiny85 mikroshēmu ar USBtinyISP kā programmētāju. Nospiediet augšupielādes pogu un pārbaudiet kauliņus, 2 gaismas diodēm vajadzētu kādu laiku sākt mirgot. Ja viss izdodas, tad tinyDice ir ieprogrammēts, pabeigts un gatavs lietošanai. Atkārtojiet programmēšanas procesu visām vienībām, kuras izveidojāt, un pēc tam uzglabājiet džipu pilnībā samontētu, lai aizsargātu pogo tapas.

Kods:

TinyDice programma ir tāda, ka tā vispirms parāda "domājošu" animāciju un pēc tam ģenerē nejaušu skaitli no 0 līdz 9, kas tiek parādīts dažas sekundes. Visas pārejas tiek veiktas ar PWM katrai gaismas diodei, lai tās izbalētu. Pēc numura parādīšanas un izbalēšanas procesors pāriet miega režīmā, kas būtiski aptur akumulatora patēriņu, tāpēc teorētiski akumulatoram vajadzētu izturēt aptuveni 6 000 metamo kauliņu.

Viss kods ir strukturēts ap 8 Khz taimera pārtraukumu, kas apstrādā charlieplexing un 10 soļu PWM katrai gaismas diodei, kā arī animācijas virzību. Sīkāki katras funkcijas paskaidrojumi ir komentēti Arduino skicē.

Secinājumi:

Šīs metodes rezultāti PCB ražošanai mājās ievērojami pārsniedza manas sākotnējās cerības, jo es atklāju, ka tā var būt ārkārtīgi uzticama un dot ļoti augstas kvalitātes rezultātus, lai viegli un ātri izveidotu SMD un caurumu shēmu prototipus. Šī iemesla dēļ es mudinu DIYers izmēģināt šo metodi savam dizainam un dalīties ar saviem rezultātiem un atklājumiem ar sabiedrību.

Šī tinyDice jaunā versija pati par sevi ir ļoti jauks un jautrs objekts, ko var koplietot ar draugiem, jo animācijas un atslēgu piekariņa futrālis padara to par diezgan unikālu un interesantu. Es ceru, ka jums patika šī pamācība, un, lūdzu, dalieties savos komentāros un pieredzē par šo tēmu, lai metode turpinātu attīstīties. Tāpat nekautrējieties eksperimentēt ar kodu un dalieties ar visiem interesantiem variantiem, lai citi varētu izmēģināt.

Šī rokasgrāmata ir iekļauta PCB dizaina konkursā, tāpēc, lūdzu, balsojiet par to, ja uzskatāt, ka tā ir cienīga, un dalieties tajā ar draugiem un elektronikas entuziastiem.

Otrā balva PCB dizaina izaicinājumā