Apró ISP programozó építése: CNC NYÁK marógép használatával: 13 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Gondolt már arra, hogyan építheti fel saját elektronikus projektjét a semmiből?

Az elektronikai projektek megvalósítása nagyon izgalmas és szórakoztató számunkra, készítőknek. De a legtöbb gyártó és hardverrajongó, akik csak előrelépnek a készítői kultúra felé, fejlesztési táblákkal, kenyérlapokkal és modulokkal építették fel projektjeiket. Így felépíthetjük projektünk gyors prototípus verzióját. De tömeges méretűnek kell lennie, és kenyérpirító kábelekkel van összezavarva. Hasonló eset általános NYÁK -kártya használata közben, rendetlenül és szakszerűtlenül is néz ki!

Tehát hogyan építhetjük fel projektjeinket kényelmesebben?

A legjobb módja az önálló PCB -k használatának a projektünkben!

A NYÁK tervezése és gyártása a projektünkhöz jobb és kényelmesebb módja szakértelmének és szakértelmének kifejezésére !. Projektünk méretét minimalizálhatjuk kompatibilis méretre és egyedi formákra, a nyomtatott áramköri lapok jól néznek ki, és a szilárd csatlakozások az előnyök közé tartoznak.

Tehát az a fontos, hogyan építünk költséghatékony és időhatékony PCB -t?

Küldhetjük terveinket egy NYÁK -gyártónak, hogy elkészítse a NYÁK -tervezést, de időbe telik, és felrobbantja a zsebét. Egy másik módszer a festékátvitel módja lézernyomtató és fotópapír segítségével. De időbe telik és tesztelni kell a betegek szintjét, és állandó markerre is szüksége van a nem maratott részek foltozásához. Sokáig használtam ezt a módszert, és utálom.

Tehát mi a legjobb módszer?

Esetemben a legjobb módja a CNC marógépek használatának a NYÁK építéséhez. A NYÁK marógépek jó minőségű NYÁK -t biztosítanak Önnek, és kevesebb időt, erőforrást és legolcsóbb módszert igényel a PCB prototípusok előállításához!

Építsünk tehát egy USBtiny ISP programozót egy CNC marógép segítségével!

Minden további nélkül kezdjük el!

Lépés: Nem akar gazdag lenni

Igazán! nem szeretne PCB marógépet vásárolni. Legtöbbünknek nincs pénze ilyen drága gép vásárlására. Nekem nincs is.

Szóval, hogyan juthatok hozzá egy géphez? Egyszerűen csak megyek egy fablabra, makerspace -re vagy hackerspace -re a helyemben! Az én esetemben csak egy fablabba megyek, és olcsó áron használom a gépet. Tehát keressen olyan helyet, mint a fablab vagy a makerspace a helyén. Számomra az ár 48 ¢/óra a PCB marógép használata esetén. Az ár az Ön helyén változhat. Tehát, mint mondtam, nem akar gazdag lenni!

2. lépés: Anyagjegyzék

Komponensek listája

• 1 x Attiny 45/85 mikrokontroller (SOIC csomag)
• 2 x 499 ohm
• 2 x 49 ohm
• 2 x 1K
• 2 x 3.3 Zener dióda
• 1 x 0,1 mf kondenzátor
• 1 x kék led
• 1 x zöld led
• 1 x 2x3 férfi fejléc csap (smd)
• 1 x 20 cm -es 6 vezetékes szalagkábel
• 2 x 2x3 női fejléc IDC szalagkábel átmeneti csatlakozó
• 1x 4cm x 8cm FR4 rézburkolatú

Kérjük, vegye figyelembe: (Az ellenállások, kondenzátorok, diódák és LED -ek ebben a projektben használatosak, 1206 csomag)

Eszközök követelményei

• Forrasztóállomás vagy forrasztópáka (Micro tip)
• Forrasztó vezeték
• Csipesz (mikrotipp)
• Forrasztó kanóc
• Harmadik kezű szerszám
• Multiméter
• Drótcsíkoló
• Füstelszívó (opcionális)

Gépek Követelmény

Modela MDX20 (Bármely NYÁK marógép elvégzi a munkát, de a feladatvezérlő szoftver megváltozik)

Töltse le a forrásokat ehhez a projekthez!

3. lépés: Mi az a PCB marógép?

A PCB marógép egy CNC (Computer Numerical Control) gép, amelyet PCB prototípusok gyártására használtak. A NYÁK marógépek őrlik a rézbe burkolt rézrészeket, hogy nyomokat és párnákat találjanak a NYÁK -ban. A NYÁK marógép háromtengelyes mechanikus mozgással rendelkezik (X, Y, Z). Minden tengelyt egy léptetőmotor vezérel a precíz mozgások érdekében. Ezeket a tengelymozgásokat számítógépes program vezérli G-kódú parancsok megadásával. A Gcode széles körben használja a numerikus vezérlő programozási nyelveket, a legtöbb gép g-kódot használ a gépek tengelyének vezérlésére. Ezekhez a tengelyekhez egy szerszámfej (általában marófej) van csatlakoztatva, amely ki fogja marni a NYÁK -okat.

:- Az általam használt gép egy MODELA MDX20 CNC marógép.

Modela MDX 20 NYÁK marógép

A Modela MDX20 PCB marógép. A Modela MDX20 -at általában PCB -k gyártására használják, de készíthetünk díszléceket, rézkarcokat stb. Akár egy kis asztalon is elhelyezhetjük. Az ágy (marófelület) az Y tengelyhez van rögzítve, a szerszámfej pedig X és Z. Ez azt jelenti, hogy az ágy mozgását az Y tengely szabályozza, a szerszámfej mozgását pedig az X tengely és a szerszámfej Z tengely vezérli. A Modela saját számítógépes programmal rendelkezik. De én egy FABModules nevű Linux programot használok. A FAB modulok kommunikálnak a Modela -val a vágási és marási folyamat vezérléséhez. A Fab modulok soha nem állítják be automatikusan az X, Y, Z tengelyeket, ezeket manuálisan kell beállítanunk.

4. lépés: Kezdje el a Modela MDX20 használatát

Ha meg akarom marni a NYÁK -ot, ebben az esetben egy FabISP programozót. Először is szükségem van egy NYÁK tervezési elrendezésre és egy NYÁK vázlatos elrendezésre. A NYÁK marása kétlépcsős folyamat. Az első szakaszban ki kell marnom a NYÁK nyomait és párnáit, a másodikban pedig ki kell vágnom a NYÁK körvonalait. A fab modulok segítségével a-p.webp

Általános előírások

• Munkaterület: 203,2 x 152,4 mm
• Z-tengely löket: 60,5 mm
• Orsó fordulatszám: 6500 RPM

Maró bitek használata

• Marófej: 1/64 hüvelyk (0,4 mm) bit
• Vágófej: 1/8 hüvelyk (0,8 mm) bit

5. lépés: Mi az ISP (IN - System - Programmer)?

A rendszerprogramozóban (ISP), más néven áramkörön belüli soros programozó (ICSP) egy mikrokontroller programozó. Az internetszolgáltató elolvassa a számítógép USB -jéről származó utasításokat és parancsokat, és a soros perifériás interfészen (SPI) keresztül elküldi a mikrokontrollernek. Egyszerűen az ISP eszközök lehetővé teszik, hogy SPI vonalak segítségével kommunikáljunk a mikrokontrollerrel. Az SPI a kommunikáció módja a mikrokontrollerben. Minden csatlakoztatott periféria és interfész az SPI -n keresztül kommunikál a mikrovezérlőkkel. Elektronikai rajongóként először az jut eszembe, amikor az ISP -ről azt mondjuk, hogy MISO, MOSI SCK. Ez a három csap a legfontosabb csapok.

Egyszerűen az ISP programokat ír a mikrokontrollerre, és kommunikál a mikrovezérlővel is!

6. lépés: USBTiny ISP: Vázlatok és NYÁK -elrendezés

USBTiny ISP

Az USBTiny ISP egy egyszerű nyílt forráskódú USB AVR programozó és SPI interfész. Olcsó, könnyen elkészíthető, kiválóan működik az avrdude-nal, AVRStudio-kompatibilis és tesztelt Windows, Linux és MacOS X alatt. Tökéletes diákoknak és kezdőknek, vagy tartalék programozónak.

Ebben a projektben minden komponenst használnak SMD Components. Az USBTinyISP agya egy Attiny45 mikrokontroller.

ATtiny 45 mikrovezérlő

Az USBTinyISP-ben használt mikrokontroller az Attiny 45. Az Attiny45 egy nagy teljesítményű és alacsony teljesítményű, 8 bites AVR mikrokontroller, amely az Atmel RISC Architecture-jén fut (a mikrochip nemrég szerezte be az Atmelt). Az Attiny 45 8 tűs csomagban érkezik. Az Attiny 45 6 I/O tűvel rendelkezik, ezek közül három ADC (10 bites ADC), másik kettő pedig PWM -et támogató digitális tű. 4KM flash memóriával, 256 rendszeren belüli programozható EEPROM-mal és 256B SRAM-mal érkezik. Üzemi feszültség 1,8 V - 5,5 V 300 mA között. Az Attiny 45 támogatja az univerzális soros interfészt. Az SMD és a THT változat egyaránt elérhető a piacon. Az Attiny 85 az Attiny 45 magasabb verziója, majdnem ugyanazok. Az egyetlen különbség a Flash memóriában van, az Attiny 45 -ben 4KB vaku és az Attiny 85 -ben 8KB vaku van. Választhatunk Attiny 45 vagy Attiny 85 közül, nem nagy ügy, de az Attiny 45 inkább elegendő a FabTinyISP elkészítéséhez. Tekintse meg a hivatalos dokumentációt innen.

7. lépés: A gép beállítása

Most építsük fel a NYÁK -t a NYÁK marógép segítségével. A nyomkövetési elrendezést és a vágási elrendezést a zip fájlba építettem be, a zip fájlt letöltheti alulról.

Előzetes kérés: Kérjük, töltse le és telepítse a Fabmodules -t ezen a linken

A Fabmodules csak Linux gépeken támogatott, Ubuntut használok!

1. lépés: áldozati réteg

Először is, a NYÁK marógép (AKA maróágy) munkalapja egy fémlemez. Erős és jól felépített. De bizonyos esetekben károsodhat, miközben véletlenül túl mélyre vág. Tehát áldozati réteget helyezek a maróágy tetejére (egy rézbevonat, amelyet a maróágy tetejére helyeznek, hogy ne érintse meg a fémlemez bitjeit).

2. lépés: Rögzítse az 1/62 marót a szerszámfejben

Az áldozati réteg elhelyezése után most rögzítenem kell a marószerszámot (általában 1/62 marószerszámot használnak) a szerszámfejben. Már ismertettem a PCB-k őrlésének kétlépcsős folyamatát. A NYÁK nyomainak és betéteinek marásához használjon 1/64 marót és helyezze a szerszámfejre az imbuszkulccsal. A bitek cseréje során mindig fokozottan ügyeljen a bitekre. A fúróhegy olyan vékony, hogy nagyobb eséllyel törheti el a fúrót, miközben kicsúszik a kezünkből, még akkor is, ha kicsi esik. hogy leküzdjem ezt a helyzetet, egy kis darab habot tettem a szerszámfej alá, hogy megvédjem a véletlen leeséstől.

3. lépés: Tisztítsa meg a rézburkolatot

Ehhez a projekthez FR1 réz bevonatú anyagot használok. Az FR-1 hőálló és tartósabb. De a rézburkolatok gyorsan oxidálódnak. A réz ujjlenyomat -mágnes. Tehát mielőtt új rézbevonatot használna, azt javaslom, hogy a NYÁK marása előtt és után tisztítsa meg a NYÁK -t PCB tisztítószerrel vagy acetonnal. PCB tisztítót használtam a NYÁK tisztítására.

4. lépés: Rögzítse a rézburkolatot a marólapra

A rézburkolat tisztítása után helyezze a rézburkolatot a maróágy tetejére. A rézbe burkolt kétoldalas ragasztószalag segítségével a marólapra helyeztem. A kétoldalas ragasztószalagokat olyan könnyű eltávolítani, és olcsó áron kaphatók. A kétoldalas szalagot ragasztom az áldozati réteg tetejére. Ezután helyezze a rézbe burkolt ragasztószalag tetejét.

8. lépés: A Fab modulok és a marási folyamat beállítása

1. lépés: Kapcsolja be a gépet és töltse be a FabModule -kat

kapcsolja be a gépet, majd nyissa meg a Fab modul szoftverét Linux rendszerben (Ubuntut használok) az alábbi parancs beírásával a Linux terminálon.

f ab

Ezután megjelenik egy új ablak. Válassza ki a képet (.png) bemeneti fájlformátumként, és a kimeneti formátumot Roland MDX-20 mill (rml) formátumként. Ezt követően kattintson a Make_png_rml gombra.

2. lépés: Töltse be a NYÁK -tervezési képet

Az új ablak tetején válassza ki a használni kívánt bitet. majd töltse be-p.webp

3. lépés: Állítsa be az X, Y és Z tengelyeket

Még nem végeztünk. Most nyomja meg a View gombot a Modela MDX20 kezelőpanelen. győződjön meg arról, hogy a szerszám jól feszes. nyomja meg még egyszer a nézet gombot, hogy visszatérjen az alapértelmezett pozícióba. Most állítsa be az X, Y pozíciókat úgy, hogy megadja a méréseket (a tábla pozíciójától függően) a kívánt szövegmezőkben. Javaslom, hogy jegyezze fel valahol az X & Y pozíciókat. Ha valami hiba történt, és először elölről kell kezdenie, akkor a pontos X&Y pozíciókra van szüksége a marási folyamat folytatásához, különben elrontja.

Húzza le a szerszámfejet a Le gomb megnyomásával. Álljon meg, amikor a szerszámfej közel ér a rézbevonathoz. Ezután elveszíti a szerszámfej csavart, és kissé lehúzza a szerszámot, amíg hozzá nem ér a rézbevonat rézrétegéhez. Ezután húzza meg újra a csavart, és a Nézet gomb megnyomásával állítsa vissza a szerszámfejet alaphelyzetbe. Most mindannyian készen állunk. Zárja be a Modela biztonsági fedelét, és kattintson a Küldés gombra. A modela elindítja a marási folyamatot.

A nyomok és betétek őrlése legalább 10–13 percet vesz igénybe. A marás befejezése után jó eredményt kaptam.

4. lépés: A vázlat elrendezésének vágása

A Trace marás befejezése után vágja ki a NYÁK körvonalat (egyszerűen a NYÁK alakja). A folyamat majdnem ugyanaz. Az elrendezés vágásához módosítsa a szerszámfej 1/64 bitjét 1/32 bitre. Ezután töltse be a vágóelrendezés-p.webp

9. lépés: Kész NYÁK

Íme a NYÁK a marási folyamat után!

10. lépés: Az alkatrészek forrasztása a NYÁK -on

Most van kész PCB -m. csak annyit kell tennem, hogy forrasztom az alkatrészeket a NYÁK -on. Számomra ez szórakoztató és könnyű feladat.

Ami a forrasztást illeti, az átmenő lyukú alkatrészek olyan könnyen forraszthatók, ha összehasonlítjuk az SMD alkatrészekkel. Az SMD alkatrészek kicsi a lábnyomukban. kezdőknek kicsit nehéz forrasztani. Sok esély van arra, hogy olyan hibákat kövessen el, mint a hidegforrasztó alkatrészek rossz elhelyezése és a leggyakoribb dolog, vagy hidakat tegyen a nyomok és a betétek között. De mindenkinek vannak saját forrasztási tippjei és trükkjei, amelyeket saját tapasztalataiból tanultak. így szórakoztató és egyszerű lesz ez a feladat. Tehát szánjon időt az alkatrészek forrasztására!

Íme, hogyan csinálom a forrasztást

Általában először forrasztom a mikrokontrollereket és más IC -ket. Ezután forrasztom a kis alkatrészeket, például ellenállásokat és kondenzátorokat stb.

Végre átmenő lyukú alkatrészek, vezetékek és fejcsapok. Az USBTinyISP forrasztásához ugyanazokat a lépéseket követem. Az SMD -k könnyű forrasztásához először melegítsem fel a forrasztópáka 350 ° C -ra. Ezután adjon hozzá néhány forrasztóanyagot a párnákhoz. Ezután melegítse fel a betétet, amelyhez az alkatrészeket forrasztani akarom, majd egy kis mennyiségű forrasztást adok hozzá az alkatrészpárna egyetlen párnájához. Csipesz segítségével húzza ki az alkatrészt, tegye rá a párnára, és melegítse fel a párnát 2-4 másodpercig. Ezután forrasztja be a maradék párnákat. Ha hidakat készít a csapok és nyomok között, vagy sok forrasztást ad az alkatrésznek, akkor a forrasztópáka szalaggal távolítsa el a nem kívánt forrasztást. Ugyanezeket a lépéseket folytatom mindaddig, amíg a NYÁK teljesen forrasztalanul, minden probléma nélkül. Ha valami baj történt, először nagyítóval és multiméterrel gondosan ellenőrzöm az összes nyomot és alkatrészt, amelyeken törések vagy hidak vannak. Ha megtaláltam, akkor kijavítom!

11. lépés: Az internetszolgáltató kábelének elkészítése

A mikrovezérlő vagy más internetszolgáltató programozó csatlakoztatásához a firmware frissítéséhez. szükségünk van egy hatsoros szalagszalaghuzalra, két 2x3 -as anyahuzal -csatlakozóval. 4/3 láb 6 csatornás szalaghuzalt használtam, és óvatosan csatlakoztattam a női fejlécet mindkét oldalon. Ahhoz, hogy szépen csináljam, egy G bilincset használtam. lásd a képet.

12. lépés: Firmware villogása

Most már frissíthetjük a firmware -t az internetszolgáltatónknak. Ehhez szükségünk van egy másik ISP programozóra. Egy másik USBTinyISP -t használtam, de használhat egy Arduino -t internetszolgáltatóként ennek a feladatnak a végrehajtásához. Csatlakoztassa mindkét internetszolgáltatót a korábban elkészített internetszolgáltató -csatlakozó segítségével. Ezután csatlakoztassa az USBinyISP -t (a programozáshoz használt eszközt) a számítógéphez. Győződjön meg arról, hogy a rendszer észleli az internetszolgáltatót, írja be az alábbi parancsot a Linux terminálba.

lsusb

1. lépés: Telepítse az AVR GCC szerszámláncot

Először is telepítenünk kell a szerszámláncot. Ehhez nyisson meg egy Linux terminált, és írja be.

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

Lépés: Töltse le és csomagolja ki a firmware -t

Most töltse le és csomagolja ki a firmware fájlokat. Innen letöltheti. A zip fájl letöltése után bontson ki egy jó helyre, amelyet könnyen megtalál (a felesleges félreértések elkerülése érdekében).

3. lépés: Készítse el a fájlt

A firmware égetése előtt. meg kell győződnünk arról, hogy a makefile konfigurálva van az Attiny mikrokontrollerekhez. Ehhez nyissa meg a Makefile fájlt bármely szövegszerkesztőben. majd erősítse meg az MCU = Attiny45 értéket. Lásd az alábbi képet.

4. lépés: A firmware frissítése

Most már frissíthetjük a firmware -t az internetszolgáltatónknak. Ehhez szükségünk van egy másik internetszolgáltató programozóra, amint azt korábban mondtam. FabTinyISP -t használtam, amit korábban készítettem. De használhat bármely internetszolgáltatót, vagy használhat Arduino -t ISP programozóként. Csatlakoztassa mindkét internetszolgáltatót a korábban készített ISP -csatlakozó segítségével. Ezután csatlakoztassa a FabTinyISP -t (az ISP programozásához használt eszközt) a számítógéphez. Győződjön meg arról, hogy a rendszer észleli az ISP -t, írja be az alábbi parancsot a Linux terminálba.

lsusb

Most készen állunk a villogásra. Nyissa meg a terminált a firmware mappájának elérési útján, és írja be a "make" parancsot a.hex fájl létrehozásához. Ez generál egy. hex fájl, amelyet bele kell írnunk az Attiny 45 -be.

Gépelje be az alábbi parancsot a Linux terminálon, hogy a firmware -t a mikrokontrollerhez villanja.

villanni

5. lépés: A Fusebit engedélyezése

Ezzel befejeztük a firmware villogását. De aktiválnunk kell a biztosítékot. Csak írja be

biztosítékot készíteni

a terminált a belső biztosíték aktiválásához.

Most el kell távolítanunk a jumpert, vagy le kell tiltanunk a visszaállító csapot. A jumper csatlakozás eltávolítása nem kötelező, letilthatjuk a reset pin -t. Rajtad múlik. Úgy döntök, hogy letiltom a reset pin -t.

Kérjük, vegye figyelembe:- Ha letiltja az alaphelyzetbe állító csapot, akkor a Reset pin belülről leválik. Ez azt jelenti, hogy a reset pin kikapcsolása után már nem programozható.

Ha le szeretné tiltani a visszaállító pin -t, akkor írja be a következő parancsot a terminálba.

rstdisbl

Sikeres üzenetet kap. A firmware sikeres feltöltése után ellenőriznem kell, hogy az USBTinyISP megfelelően működik -e, ehhez be kell írnia egy parancsot a terminálon

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

A parancs megadása után a terminál ablakában visszajelzést kap.

13. lépés: Készen vagyunk

Mostantól eltávolíthatja mindkét eszközt a számítógépről, és a most épített USB -aprósággal programozhatja a mikrokontrollereket. Ezt az internetszolgáltatót használom az Arduino vázlatok villogására.