İsviçre AVR Bıçağı: 14 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:22

İsviçreli AVR Bıçağı, bir dizi AVR programlama projesini tek bir kullanışlı Altoids Sakız Kalayında bir araya getirir. Mikrodenetleyici programlamanın sağladığı esneklik nedeniyle, aynı zamanda LED'lere ve ses çıkışına dayalı herhangi bir sayıda proje için bir başlangıç noktası sağlar. SAK, 8K belleğin izin verdiği kadar çok program içerebilir ve her program için sekiz durumu korur. Mavi basma düğmesi, SAK'ın programlar ve durumlar arasında geçiş yapmasına neden olur - hızlı bir basış, programda kalmasına, ancak bir sonraki duruma geçmesine neden olur (ancak bu tanımlanır) ve uzun bir basış, bir sonraki programa ilerlemesine neden olur. Geçerli program ve tüm programlar için durumlar, kullanımlar arasında EEPROM'da korunur.

Şu anda SAK'ta uygulanan projeler arasında şunlar yer almaktadır. Bunlar, diğer tüm kod ve sabitlerle birlikte (tam bir yazı tipi tablosu vardır), kullanılabilir alanın yaklaşık 4K'sını kaplar. Çok daha fazla yer! MiniMenorah -- Kötü Deli Bilim Adamları Beyin Makinesi -- Mitch AltmanMiniPOV -- Adafruit IndustriesGürültü Oyuncak -- Yüksek Sesli Nesneler LED Çalışan Işıklar LED Mum LED El Feneri Bu proje, şu ya da bu şekilde katkıda bulunan herkesin kayda değer cömertliği olmadan var olamazdı.. Yukarıda belirtilenlere ek olarak, kullanılan yazılım araçlarının geliştiricilerine (diğer adımlarda bakın) ve bu konuları daha iyi anlamamı sağlayan faydalı bir web sitesi hazırlayan herkese teşekkür etmek istiyorum. Bu projede kullanılan kodun çok azı için doğrudan kredi alabilirim. Kodun size ait olduğunu düşünüyorsanız, olabilir. Bana bildirin ve size memnuniyetle kredi vereceğim. Her durumda, katkınız için teşekkür ederiz:-)

Adım 1: Parçalar

Parçalar bir dizi elektronik tedarikçiden herhangi birinden temin edilebilir. Alan kısıtlaması nedeniyle, bileşenlerin çoğu belirtildiği gibi gereklidir. Her şey zar zor uyuyor; yedek parçaların ek yer kaplamadığından emin olun. Pinlerin uyuştuğundan kesinlikle emin olmadıkça ATtiny84'ü değiştirmeyin. Parçaları takip eden bağlantılar DigiKey ve Tüm Elektronikler içindir. Elektronik bileşenler1 x U1 -- ATtiny84 -- ATTINY84-20PU-ND1 x Ux -- IC soketi 14-pin DIP -- A32879-ND9 x LED -- renk seçiminiz9 x dirençler -- LED'lerinizle uyumlu2 x R1, R2 -- 100 ohm 1/4W % 1 metal film -- 100XBK-ND2 x C7, C8 -- 47uF -- P5151-NDÇeşitliPil Tutucu 1-AA 6" kablo uçları (1) 2461K-NDPhone jakı stereo 3,5 mm (1) MJW-22 Geçiş anahtarı SPDT 1/4" on-on (1) MTS-4Push düğme anahtarı (1) 450-1654-NDMinty BoostSAK, güçlendirilmiş tek bir AA pil ile çalışır. bir Maxim MAX756 yongası (MintyBoost'un temel bileşeni!). Aşağıdaki bileşenler devrenin bu kısmı için gerekli olanlardır.1 x U1 -- MAX756CPA DC/DC 3.3/5V DIP -- MAX756CPA+-ND1 x Ux -- IC soketi 8-pin DIP -- A32878-ND2 x C7, C8 -- 0.1uF -- 399-4151-ND2 x C3, C5 -- 100uF -- P5152-ND1 x L1 -- 22uH radyal -- M9985-ND1 x D1 -- 1N5818 Schottky 1A 30V -- 1N5818-E3/1GI- ND

Adım 2: ATtiny84 Mikrodenetleyici

Birçok proje ya ATtiny2313 20-pin ya da ATtiny85 8-pin mikrodenetleyici kullanır. ATtiny2313'ü (muhafaza için) çok büyük ve ATtiny85'i çok küçük (yeterli bellek, yeterli çıkış pimi yok) buldum. ATtiny84 tam doğru:-) ATtiny84, 8K programlanabilir flash belleğe (birçok küçük programı tutacak kadar), 512K EEPROM'a (kullanımlar arasında durumu depolamak için), 12'ye kadar çıkış pinine (9 LED için, 2 kanal) sahiptir. ses çıkışı ve bir basmalı düğme anahtarı) ve bu projede kullanılmayan birçok başka özellik. Program eklemeyi planlıyorsanız, ATtiny84 veri sayfasının bir kopyasını edinin. İnternette bu mikrodenetleyici ailesini programlamayı öğrenmek için birçok eğitici kılavuz vardır. Mikrodenetleyicilerin yararlı bir özeti için, bkz. Bir Mikrodenetleyici Nasıl Seçilir. Not Burada açıklanan proje aslında MiniMenorah'ı tam olarak etkinleştirmemiştir. MM için dokuz çıkış pimi, Beyin Makinesi iki ve toplamda on iki olmak üzere durum bir değiştirmek için düğme gerekir. ATtiny84, on iki çıkış pinine sahip olacak şekilde yapılandırılabilse de, RESET pin pahasına olur. RESET pininin devre dışı bırakılması ve I/O yapılması, ATtiny84'ün USBtinyISP programcısı ile programlanamamasına neden olur (bunu yapmamış olan:-) ve Yüksek Voltaj Programlaması gerektirir. MM'yi etkinleştirmek için her şey mevcut, ancak farklı bir programcı gerekli ve bende yok.

Adım 3: AVR Programlama Araçları

AVR mikrodenetleyicilerini programlamak için hem donanım hem de yazılım olmak üzere oldukça az sayıda bileşen gereklidir. Kullandığım araçlar aşağıdadır. Aynı fiyat aralığında birçok, daha pek çok kişi var - ücretsizden ucuza. Sizin için çalışan bir set bulun ve onlara bağlı kalın. Daha da iyisi, bir sistem geliştirmiş bir arkadaş bulun ve araçlarını kullanın. Her şey söylendiği gibi giderse hiçbir şey zor değildir, ancak tüm araçların birlikte çalışmasını sağlamak gerçek bir meydan okuma olabilir. Wirewrap çip tutucunun uzun pinleri bir breadboard'a kadar uzanıyor ve uygun bir deneysel kurulum sağlıyor. Karşılaştığım tek sorun, programlama pinlerinden gelen bileşenlerin programlama sırasında topraklanamaması. Bu sorunu çözmek için iki yaklaşım benimsedim. İlki, biri programlama diğeri çalıştırma için olmak üzere iki çip tutucuya sahip olmaktır (bkz. 8 pimli yuva). Bu ideal değildir çünkü devre tahtasının çoğunu kullanılamaz hale getirir ve çipi hareket ettirmek oldukça can sıkıcıdır. İkincisi, programlama sırasında topraklama pimini devre tahtasının zemininden ayırmak için küçük bir anahtar takmaktır. Bu daha iyi çalışır ve bileşenler için devre tahtasında daha fazla alan bırakır. Adafruit Industries'den ProgrammerUSBtinyISP kiti. Küçük bir değişiklikle (10 pimli kabloyu çıkarın ve LED'leri bükün) programlayıcı bir Altoids Sakız Tenekesine sığar. 6 pinli kablo, depolama için kutuya bile sarılabilir. SoftwareWinAVR, Windows makinelerinde AVR mikro denetleyicilerini programlamak için açık kaynaklı yazılım geliştirme araçlarının bir koleksiyonudur. USBtinyISP programlayıcı ile iyi çalışır (bkz. AVR Eğitimi). Geçenlerde WinAVR ile birlikte gelen Programmer's Notepad uygulamasını kullanmaktan Eclipse'i AVR Eclipse Plugin ile kullanmaya geçtim. Eclipse, avrdude kullanabilir, bu yüzden yine de WinAVR'yi kurmanız gerekecek. Eclipse daha iyi proje yönetimine, yardımcı öğreticilere sahiptir ve ücretsizdir. Kurulumu, öğretici üzerinde çalışması ve bir çipi programlaması sadece birkaç dakika sürdü. Bir arkadaşınıza telefon edinİnternet'te birçok kaynak var. Onları arayın, yardım isteyin. İnsanlar bilgili ve yardımsever olabilir. Bu güzel:-) Ayrıca küçümseyici olabilirler. Bu hoş değil:-(

Adım 4: Mikrodenetleyicinin Programlanması

C kodu Anlamadığım şeyi eleştirme. Ben bir programcı değilim, C benim ana dilim değil ve C'de çalışırken Java-ince bir iş parçacığı ve çok sayıda web araması yapıyorum. Kodun çoğu başka projelerden gelse de (kredilere bakın), Bazı eklemeler ve değişiklikler yapmak zorunda kaldım. Swiss AVR Knife'ın kaynak kodu, hem c kaynak dosyası hem de hex dosyası olarak aşağıya eklenmiştir. Kodun nerede geliştirilebileceğini duymaktan memnun olurum. Kodda yapmayı beklediğim birkaç değişiklik var. Güncellemeler geliyor. Bu arada kod reklamı yapıldığı gibi çalışıyor. Sigortalar Mikrodenetleyici sigortaları kafa karıştırıyor. Hem yanlışlıkla harici bir osilatör aramaya ayarlayarak hem de RESET pinini devre dışı bırakarak birkaç mikro denetleyiciyi devre dışı bıraktım. Kurtarılabilirler, ancak o zamana kadar sadece ölü böceklerdir. Sigortaları değiştirmeyi seçerseniz dikkatli olun. Doğru sigorta değerlerini hesaplamak için çevrimiçi bir sigorta hesaplayıcısı kullanın. Hedef parçayı (ATtiny84) ve uygun ayarları seçin - 8MHz'de çalışan dahili RC osilatörü (varsayılan değer), saati dahili olarak 8'e BÖLMEYİN, seri program indirmeyi etkinleştirin ve kararma algılamasını devre dışı bırakın. Sonuç aşağıdaki gibi olmalıdır. -U fuse:w:0xe2:m -U hfuse:w:0xdf:m -U efuse:w:0xff:m (düşük 0xE2 yüksek 0xDF ext 0xFF). Sigortaları yalnızca bir kez yakmanız gerekir (değiştirmeyi planlamıyorsanız). Eclipse, eminim, diğer IDE'leri yaptığı gibi, bunu kolaylaştırıyor. Cevaplanmasını istediğim sorular Kodun optimize edilmesiyle ilgili herhangi bir fikir Ses ve ışık makinesindeki yanıp sönen ışıklar, tenekede etkinleştirildiğinde tonda bir salınımlara neden olur, ancak neden olmaz? ekmek tahtasında mı? Eclipse, çalışıyor gibi görünseler de neden lightOn ve lightOff işlevlerini sevmiyor?

Adım 5: Projeyi Breadboarding

Bu projenin işinin çoğu mikrodenetleyici tarafından yapıldığından, çok az harici parça vardır. Programlayıcınızın ve alet zincirinizin düzgün olduğunu kontrol ettikten sonra, devreyi devre tahtasına yerleştirmek ve her şeyin ilan edildiği gibi çalıştığından emin olmak iyi bir fikir olacaktır. Aşağıdaki resimler, kurduğum gerçek devre tahtasının karışık versiyonlarıdır. Model teneke içindeki LED'leri kullandım ve birkaç fotoğrafta kullanmak için kızağı ve çipi çıkardım. Genel kablolama, temel olarak aktif pinleri birkaç parçaya ve ardından toprağa bağlar. Not Pinlerin ve LED'lerin sırası devre tahtasında ve PCB'de aynı değildir (sanırım onları aynı yapabilirsiniz). Kodda, hedefin devre tahtası mı yoksa PCB mi olduğuna bağlı olarak etkinleştirilmesi veya yorumlanması gereken kod parçalarını göreceksiniz.

Adım 6: Altoids Sakız Kalayını Hazırlama

Yoldaki resimlerAltını düzleştirin. Kalayın alt kısmı yukarı ve içeri doğru kıvrılır. Pilin ve devre kartının düzgün oturması ve oturması için düzleştirilmesi gerekir. Tenekeyi deforme etmemeye dikkat ederek, tabanı düz olana kadar dışarı doğru itin. Teneke üç set deliğe ihtiyaç duyar. Delik yerlerini işaretlemek için metal bir zımba ve delikleri delmek için (ahşap için) köşeli uçlar kullanıyorum. Köşeli uçların bir merkez noktası ve iki kesme kenarı vardır. Kaymazlar ve kenarlar metali yavaşça keser. Brad nokta bitleri Lee Valley'den temin edilebilir (diğer yerlerin yanı sıra). İlki, LED'ler için kutunun üst kısmında bulunan dokuz adet 5 mm'lik delik takımıdır. Metrik sivri uçlu bitler mevcuttur ve LED'ler için temiz ve rahat delikler açarlar. Delikleri işaretlenmiş bir kağıt şablon oluşturun ve işaretleri tenekenin üstüne aktarın. Kalıbın üst kısmının içeri itilmesini önlemek için, üst kısmı zımbalarken ve delerken kapağın iç kısmını küçük bir tahta blokla destekleyin. Kağıt ve tahta yerindeyken, kalıbı zımbayla çukurlaştırıyorum. Delerken, ilk başta yavaş gidin. Brad noktalarının kesici kenarları eşit bir daire yapmalıdır. Ucu yüzeye dik olmayan herhangi bir şeyle delmek, ucun metali kavrayıp yırtılmasına neden olabilir. 5 mm'lik sivri uç güzel ve temiz bir delik açar, ancak onu çok az genişletmem gerektiğini fark ettim. Bunu, normal bir 13/64" bit ile içeriden delerek yaptım. İkinci set, kutunun sağ tarafında, anahtar ve ses jakı için iki adet 1/4" delikten oluşur. Kalıbın ucundaki sıkı eğrilik nedeniyle, bu deliklerin oldukça yakın olması gerekir. Bileşenlerin kalay içine sığması için aralarında boşluk bıraktığınızdan emin olun. Kapak kapalıyken görünen kısımda dikey olarak ortalayın. Zımba ile işaretleyin ve çok dikkatli bir şekilde delin. Bitlerin tenekeyi tutmasıyla ilgili uyarı, daha büyük bitler için daha güçlü bir şekilde geçerlidir. Son delik, basmalı düğme anahtarı içindir. Deliği, basmalı düğme kutudaki diğer bileşenlere müdahale etmeyecek şekilde sağ alta doğru konumlandırın.

Adım 7: PCB'yi Tasarlamak ve Yapmak

İnternette PCB oluşturma sürecini anlatan çok sayıda kaynak var. Yöntemlerin hiçbiri hatasız veya kolay değildir, ancak en az bir tanesine alışmak önemlidir. Baskı devre kartının şemasını ve düzenini oluşturmak için CadSoft'tan EAGLE Layout Editor'ün ücretsiz sürümünü kullanıyorum. PCB üretme yaklaşımım Altoids Teneke Hoparlör talimatının PCB Yapımı ve Hazırlanması adımında açıklanmıştır. Kartı transfer, dağlama ve delme işleminden sonra, her şeyi birlikte lehimlemeye hazırsınız. Not Görüntüleri aktarmak için en son deneyimim devre kartları aşağıdaki gibidir. Tahtayı bulaşık sabunu ile iyice yıkayın ve yeşil bir ovma ile ovalayın. Transfer kağıdının ve ütünün tahta ile iyi temas etmesi için tahtanın kenarlarındaki çapakları nazikçe zımparalayın. Ütüyü önceden ısıtın. Tahtaya bir parça kağıt koyun ve tahtayı ütüyle ısıtın. Tahta oldukça ısındıktan sonra hazırlanan transfer kağıdını tahtaya dikkatlice yerleştirin. Hemen yapışacaktır (tahta sıcak olduğu için), bu nedenle doğru yerleştirildiğinden emin olun. Ardından doğrudan transfer kağıdının parlak tarafına ütüleyin. Bu bana hiç sorun çıkarmadı ama sen kendi ütünü kullanıyorsun. Önce test edin. Tahtayı soğumaya bırakın ve ardından soğuk su altında çalıştırın. Transfer kağıdı çıkmalı ve tüm görüntüyü bırakmalıdır. Aktarımı gözden geçirmek ve eksik parçaları doldurmak için 8x slayt/negatif görüntüleyici kullanın. İyi şanlar.

Adım 8: Parçaları PCB'ye Lehimleme

İnternette elektronik bileşenlerin PCB'lere lehimlenmesi sürecini anlatan çok sayıda kaynak var. Örneğin, ladyada.net'teki lehimleme eğitimine bakın. Bileşenleri kurma sırası gerçekten önemli değil, ancak en küçükten en büyüğe çalışmayı en kolay buldum. LED/yanıp sönen ışık uçları yeterince uzundur, böylece onları teneke içinde menorah benzeri bir desene dönüştürebilirsiniz. LED'leri dikkatlice takın ve kabloları, her LED'in üst kısmı ilgili delikten çıkacak şekilde konumlanacak şekilde bükün. Bu zor olabilir ama sonunda işe yaradığında gerçekten güzel görünüyor. Kablo uçları çok uzun bırakılırsa, LED'ler kutunun kapağı tarafından ezilebilir ve konumları bozulabilir. Not En sağdaki LED, diğer sekiz LED ile aynı yönde değildir. LED'leri takarken pano düzenine göre polaritesini kontrol ettiğinizden emin olun. Bu LED RESET pimine bağlıdır, bu nedenle takmamayı tercih edebilirsiniz. Not Ses jakına giden kablolar ve dirençler bir deliği paylaşır. Kolaylık sağlamak için dirençleri, direncin gövdesi ses kablosu ile deliğin üzerinde olmayacak şekilde dik olarak yerleştirin. Bu noktada ses jakını hazırlayıp takın veya dirençlerde lehimlenmeye hazır olana kadar bekleyin. Dirençleri daha sonra sökmek eğlenceli değil.

9. Adım: Yanıp Sönen Işıklar

LED'lerin dirençlerle korunması gerekir. LED'lerinizin voltaj düşüşünü ve akım gereksinimlerini belirleyin ve çipten 5V'luk bir kaynak varsayarak uygun dirençleri hesaplayın. Bunu yapmak için hazır çevrimiçi hesap makineleri var. Kendinize bir sürü yanıp sönen ışık yapın. Bunları bu proje için yaparken, katodu kesin (LED'in düzleştirilmiş tarafından negatif/kısa ucu) ve direnci LED'in merceğine çok yakın bir yere lehimleyin. LED'ler teneke içinde bir menora şekli oluşturur. Direnç neredeyse merceğe değiyor olsa bile, ortadaki en kısa LED, teneke kapağın altında hafifçe ezilecektir. Teneke kutunun sıkı sınırlarında kısa devre oluşmasını önlemek için, her rezistörü bir parça ısıyla daralan makaronla örtün.

Adım 10: Pil Yuvasını Hazırlama

Küçük ısıyla daralan makaron parçalarını pil tutucunun her iki ucu boyunca kaydırın. Bunları dikkatli bir şekilde tutucunun deliklerine itin ve yerlerine küçültün. Bunlar, teller için bir dereceye kadar koruma sağlar. (Bu talimat, Geçiş Anahtarını Hazırlama sayfasında çoğaltılır.) Siyah kabloyu boyuna kesin ve PCB üzerindeki uygun deliğe lehimleyin. Kırmızı kablo doğrudan geçiş anahtarına lehimlenmiştir; nasıl devam edeceğiniz için o sayfadaki talimatlara bakın. Geçmiş projelerde pil tutucunun tutma tırnaklarını kesmiştim. Bunu prototipte yaptığım için şimdi pişmanım. Pil yerinde sıkıca durmak istemiyor. Sekmeleri yalnızca pili çıkarmakta sorun yaşıyorsanız başlatmak ve çıkarmak için bırakın. Bunu söylememize rağmen, resimde tırnakları kesilmiş bir pil tutucu görülüyor. Bunun nedeni, onu başka bir projeden temizledim.

Adım 11: Geçiş Anahtarını Hazırlama

Anahtarınıza bağlı olarak, pimlerden birini kesmeniz gerekebilir. Bunu tamamen gerekli olmasa da kullandığım anahtarlarla yapıyorum. Pil tutucunun kırmızı ucu boyunca küçük bir ısıyla daralan makaron parçası kaydırın. Dikkatlice tutucunun deliğine itin ve yerine sıkıştırın. Tel için bir dereceye kadar koruma sağlar. (Bu talimat, Pil Tutucunun Hazırlanması bölümündeki talimatın aynısıdır.) Başka bir küçük ısıyla daralan boru parçasını kırmızı kabloya kaydırın. Kabloyu uzunlamasına kesin ve soyun ve hem anahtardaki pime hem de telin ucuna biraz lehim uygulayın. Pil tutucudan gelen kırmızı ucu doğrudan anahtarın dış pimine lehimleyin. Korumak ve güçlendirmek için ısıyla daralan makaron parçasını eklemin üzerine kaydırın. İkinci tel, anahtarın orta piminden PCB'ye gider. Teli yukarıda açıklandığı gibi anahtara lehimleyin. Eklemi ısıyla daralan makaron ile koruyun. Diğer ucunu PCB üzerindeki uygun deliğe lehimleyin.

Adım 12: Ses Jakını Hazırlama

Ses jakına giden kabloların hepsi oldukça kısa. Kriko ve tel üzerindeki pimlere biraz lehim uygulayın ve ardından bunları yerinde lehimleyin. Eklemleri korumak ve güçlendirmek için ısıyla daralan makaron parçalarını eklemlerin üzerine kaydırın. Topraklama kablosu doğrudan deliğine lehimlenebilir. Sinyal kablolarının uçlarının her biri, bir direncin bir ucuyla bir deliği paylaşır. Uçları birbirine bükerek ve biraz lehim uygulayarak teli ve direnci hazırlayın. Bunların gireceği delik, iki kabloyu yerleştirmek için 3/64 delinmelidir. Yerine lehimleyin.

Adım 13: Basmalı Düğme Anahtarını Hazırlama

Anahtarın altına sıkıca oturan bir U şeklinde şekillendirerek kısa bir katı tel parçası hazırlayın. Deliğin her iki tarafına bir lehim bloğu uygulayın - anahtar için yer bırakın - ve anahtarı yerine yerleştirin. Lehimi eritin ve teli yerine itin. Lehimin sertleşmesine izin verin ve diğer tarafta tekrarlayın. Bu, anahtarı yerine yerleştirmeli ve sabitlemelidir. Uzunlamasına keserek ve her iki ucunu sıyırarak iki parça telli tel hazırlayın. Teneke kapağının tamamen açılabilmesi için tellerin yeterince uzun olduğundan emin olun. Anahtar üzerindeki iki uygun pime lehimleyin ve ardından onları korumak ve güçlendirmek için ısıyla daralan makaron parçalarını bağlantıların üzerine kaydırın. Karttaki ilgili deliklere diğer uçlara lehimleyin. Kabloları LED'ler arasında dikkatlice geçirin ve pillerin üzerine oturmadıklarından emin olun. Anahtardaki iki pimi, en sağdaki LED aralarında kayacak şekilde yaydım. Anahtar üzerindeki pinler ÇOK kırılgandır (diğer ikisi kopmuştur). PA7 PCINT7 6 pininin, durumdaki bir değişikliği dinlemek için kurulduğuna dikkat edin. Basmalı düğmeye basmak pimi yukarı çeker ve SIGNAL(PCINT0_vect) yürütülür. Düğmeye basmanın uzunluğuna bağlı olarak, ya hiçbir şey olmaz (kaba geri tepme), durum ilerler (kısa basma) veya program ilerler (uzun basma).

Adım 14: Kapağı Kapatmak

Bu noktada her şey yolundaysa, kutuyu kapatmak isteyeceksiniz. Bunu yaparken, LED'lerin konumuna çok dikkat etmelisiniz. Deliklerine doğru şekilde yerleştirilmeleri için ince uçlu bir tornavidayla onları yerlerine dürtmek zorunda olduğumu fark ettim. LED'leri yerine doğru hareket ettirirken kapağa biraz aşağı doğru basınç uygulayın ve sonunda yerlerine kayarlar. Kabloları bileşenlerin üzerine değil arasına düşecek şekilde konumlandırmanız gerekebilir. Ayrıca, basmalı düğmenin pimlerinin bükülmesi gerekebilir.