USBTiny ISP Proqramçısı necə qurulur: CNC PCB Freze Maşını istifadə edərək: 13 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:47

Öz elektron layihənizi sıfırdan necə quracağınızı düşündünüzmü?

Elektronika layihələri etmək bizim üçün, istehsalçılar üçün çox maraqlı və əyləncəlidir. Ancaq istehsalçı mədəniyyətinə yeni qədəm qoyan əksər istehsalçılar və aparat meraklıları, layihələrini inkişaf lövhələri, çörək lövhələri və modullarla qurdular. Bu yolla, layihəmizin sürətli prototip versiyasını qura bilərik. Ancaq ölçüsü böyük və çörək bantları ilə qarışdırılmalıdır. Ümumi bir PCB lövhəsi istifadə edərkən bənzər bir vəziyyət, eyni zamanda səliqəsiz və qeyri -peşəkar görünür!

Beləliklə, layihələrimizi daha rahat bir şəkildə necə qura bilərik?

Layihəmiz üçün Bağımsız PCB -lərdən istifadə etməyin ən yaxşı yolu!

Layihəmiz üçün bir PCB hazırlamaq və istehsal etmək peşəkarlığınızı ifadə etmək və təcrübə qazanmaq üçün daha yaxşı və əlverişli bir yoldur! Layihəmizin ölçüsünü uyğun bir ölçüyə və xüsusi formalara endirə bilərik, PCB -lər səliqəli görünür və möhkəm əlaqələr bəzi üstünlüklərdir.

Beləliklə, vacib olan bir PCB -ni necə səmərəli və vaxt baxımından səmərəli qurmağımızdır?

Dizaynımızı PCB dizaynımızı istehsal etmək üçün bir PCB istehsalçısına göndərə bilərik, ancaq cibinizi partlatmaq və vaxt aparmaq lazımdır. Başqa bir üsul, lazer printer və fotoşəkil kağızı istifadə edərək toner köçürmə üsulu etməkdir. Həm də xəstələrinizin səviyyəsini yoxlamaq və sınamaq vaxtıdır, həm də aşınmamış hissələri yamaq üçün daimi bir işarəyə ehtiyacınız var. Bu üsuldan çox istifadə etdim və nifrət edirəm.

Yaxşı, ən yaxşı yol nədir?

Mənim vəziyyətimdə, PCB qurmaq üçün CNC freze maşınlarından istifadə etməyin ən yaxşı yolu. PCB freze maşınları sizə keyfiyyətli PCB verir və PCB prototipləri istehsal etmək üçün daha az vaxt, daha az qaynaq və ən ucuz yol lazımdır!

Beləliklə, bir CNC freze maşını istifadə edərək USBtiny ISP proqramçısı quraq!

Əlavə etmədən, başlayaq!

Addım 1: Zəngin olmaq istəmirsiniz

Həqiqətən! bir PCB freze maşını almaq istəmirsiniz. Çoxumuzun belə bahalı maşın almaq üçün büdcəmiz yoxdur. Məndə belə yoxdur.

Beləliklə, bir maşına necə girə bilərəm? Sadəcə, mən öz ərazimdəki fablab, makerspace və ya hackerspace -ə gedirəm! Mənim vəziyyətimdə, sadəcə fablaba gedirəm və maşından ucuz qiymətə istifadə edirəm. Beləliklə, yaşadığınız ərazidə fablab və ya makerspace kimi bir yer tapın. Mənim üçün PCB freze maşını istifadə etmək üçün qiymət 48 ¢/saatdır. Qiymət yaşayış yerinizə görə dəyişə bilər, buna görə də dediyim kimi zəngin olmaq istəmirsiniz!

Addım 2: Materiallar Bill

Komponentlərin siyahısı

• 1 x Attiny 45/85 mikro nəzarətçi (SOIC paketi)
• 2 x 499 Ohm
• 2 x 49 Ohm
• 2 x 1K
• 2 x 3.3 Zener diod
• 1 x 0.1mf kondansatör
• 1 x Mavi led
• 1 x Yaşıl led
• 1 x 2x3 Kişi başlıq pinləri (smd)
• 1 x 20 sm 6 telli Şerit kabel
• 2 x 2x3 Dişi Başlıq IDC Şerit Kabel Keçid Konnektoru
• 1x4cm x 8cm FR4 Mis Qapaqlı

Diqqət edin: (Bu layihələrdə rezistorlar, kondansatörlər, diodlar və led istifadə olunur 1206 paketdir)

Alət tələbləri

• Lehim stansiyası və ya lehimləmə dəmiri (Mikro uc)
• Lehimləmə Qurğuşun teli
• Cımbız (mikrotip)
• Sökülən fitil
• Üçüncü əl alətidir
• Multimetr
• Tel çıxarıcı
• Duman Çıxarıcı (İsteğe bağlı)

Maşın Tələbləri

Modela MDX20 (Hər hansı bir PCB freze maşını bu işi yerinə yetirir, amma iş nəzarət proqramı dəyişəcək)

Bu layihə üçün mənbələri yükləyin!

Addım 3: PCB freze maşını nədir?

PCB freze maşını, PCB prototiplərini hazırlamaq üçün istifadə olunan CNC (Kompüter Sayına Nəzarət) maşındır. PCB freze maşınları, PCB izlərini və yastıqlarını çıxarmaq üçün mis örtüklü mis hissələrini dəyirmana aparır. PCB freze maşını üç oxlu mexaniki hərəkətlə gəlir (X, Y, Z). Hər bir ox dəqiq hərəkətlər üçün bir pilləli motor tərəfindən idarə olunur. Bu ox hərəkətləri kompüter proqramı tərəfindən G-kod əmrləri verilərək idarə olunur. Gcode, Sayısal Nəzarət Proqramlaşdırma Dillərindən geniş istifadə edir, maşınların əksəriyyəti maşınların oxunu idarə etmək üçün g kodunu istifadə edir. Bu baltalara birləşdirilmiş bir alət başı (adətən bir freze ucu) PCB -ləri çıxaracaqdır.

:- İstifadə etdiyim maşın MODELA MDX20 CNC freze tezgahıdır.

Modela MDX 20 PCB Freze Maşını

Modela MDX20, PCB freze maşınıdır. Modela MDX20, adətən, PCB istehsal etmək üçün istifadə olunur, lakin biz də qəliblər, aşındırmalar və s. Edə bilərik … Modela, Kontrplak, Mum, Akril, Fr1 Fr4 və s. Fərqli PCB materialları kimi dəyirman edə bilər … Model yüngül və kiçik ölçülərə malikdir. Kiçik bir masaüstünə belə yerləşdirə bilərik. Yataq (freze səthi) Y oxuna, alət başı isə X və Z-yə bərkidilir. Yəni yatağın hərəkəti Y oxu ilə, alət başının hərəkəti isə X oxu və alət başlığı ilə idarə olunur. Z oxu ilə idarə olunur. Modela'nın öz kompüter proqramı var. Ancaq FABModules adlı bir Linux proqramından istifadə edirəm. FABmodules, kəsmə və freze prosesini idarə etmək üçün Modela ilə əlaqə qurur. Fab Modulları heç vaxt X, Y, Z oxlarını avtomatik olaraq təyin etmir, onları əl ilə qurmalıyıq.

Addım 4: Modela MDX20 ilə işə başlayın

PCB -ni üyütmək istəyirsinizsə, bu vəziyyətdə bir FabISP proqramçısı. Əvvəlcə bir PCB dizayn düzeni və bir PCB kontur düzeni lazımdır. PCB freze iki mərhələli bir prosesdir. Birinci mərhələdə, PCB izlərini və yastiqciklərini çıxartmalıyam, ikinci mərhələdə isə PCB konturunu kəsməliyəm. Fab modullarından istifadə edərək-p.webp

Ümumi spesifikasiya

• İş sahəsi: 203.2 x 152.4 mm
• Z oxunun vuruşu: 60.5 mm
• İş mili sürəti: 6500 RPM

İstifadə etmək üçün freze

• Freze biti: 1/64 düym (0.4 mm) bit
• Kəsmə ucu: 1/32 düym (0.8 mm) bit

Addım 5: ISP (IN - Sistem - Proqramçı) nədir?

Sistem Proqramlaşdırıcısında (ISP), Dövrə İçi Serial Proqramçısı (ICSP) olaraq da bilinən bir mikro nəzarətçi proqramçısıdır. İnternet provayder kompüterin USB -dən gələn təlimatları və əmrləri oxuyacaq və seriyalı periferik interfeys (SPI) vasitəsilə Mikrokontrolöre göndərəcək. Sadəcə ISP cihazları, SPI xətlərindən istifadə edərək mikrokontrolörlə ünsiyyət qurmağımıza imkan verir. SPI mikrokontrolördə ünsiyyət yoludur. Bağlı olan hər bir ətraf qurğu və interfeys mikro nəzarətçilərlə SPI vasitəsilə əlaqə qurur. Bir elektron meraklı olaraq, ISP haqqında deyəndə ağlıma gələn ilk şey MISO, MOSI SCK -dir. Bu üç sancaq vacib sancaqlardır.

Sadəcə, ISP proqramları mikro nəzarətçiyə yazmaq üçün istifadə olunur və eyni zamanda mikro nəzarətçinizlə ünsiyyət qurmaq üçün də istifadə olunur!

Addım 6: USBTiny ISP: Şemalar və PCB Layout

USBTiny ISP

USBTiny ISP sadə bir açıq mənbəli USB AVR proqramçısı və SPI interfeysidir. Qiyməti aşağıdır, hazırlanması asandır, avrdude ilə əla işləyir, AVRStudio ilə uyğundur və Windows, Linux və MacOS X altında sınaqdan keçirilir. Tələbələr və yeni başlayanlar üçün və ya ehtiyat proqramçı kimi mükəmməldir.

SMD Komponentləri bu layihələrdə bütün komponentlərdən istifadə olunur. USBTinyISP -nin beyni Attiny45 mikro nəzarətçisidir.

ATtiny 45 Mikro nəzarətçi

USBTinyISP-də istifadə edən mikro nəzarətçi Attiny 45-dir. Attiny45, Atmel tərəfindən RISC Architecture üzərində işləyən yüksək performanslı və aşağı güclü 8 bitlik AVR mikro nəzarətçisidir (mikroçip bu yaxınlarda Atmel aldı). Attiny 45 8 pinli bir paketdə gəlir. Attiny 45 -də 6 I/O pin var, onlardan üçü ADC sancaqlarıdır (10 bit ADC), digər ikisi PWM -i dəstəkləyən rəqəmsal pinlərdir. 4KM flaş yaddaş, 256 Sistemdə Proqramlaşdırıla bilən EEPROM və 256B SRAM ilə gəlir. İşləmə gərginliyi 1.8V ilə 5.5V 300mA arasında. Attiny 45 Universal Serial İnterfeysini dəstəkləyir. Həm SMD versiyası, həm də THT versiyaları bazarda mövcuddur. Attiny 85, Attiny 45 -in daha yüksək bir versiyasıdır, demək olar ki, eynidirlər. Fərq yalnız Flash yaddaşdadır, Attiny 45 -də 4KB flaş var və Attiny 85 -də 8KB flaş var. Attiny 45 və ya Attiny 85 seçə bilərik, böyük bir şey deyil, ancaq Attiny 45 FabTinyISP etmək üçün daha çoxdur. Rəsmi sənədlərə buradan baxın.

Addım 7: Maşını qurun

İndi PCB freze maşını istifadə edərək PCB quraq. Zip faylına Trace layout və Cut layout daxil etdim, zip faylını aşağıdan yükləyə bilərsiniz.

Ön tələb: Fabmodules -i bu linkdən yükləyin və quraşdırın

Fabmodules yalnız Linux maşınlarında dəstəklənir, Ubuntu istifadə edirəm!

Addım 1: Qurban qatı

Hər şeydən əvvəl, PCB freze maşınının (AKA freze yatağı) iş lövhəsi metal lövhədir. Sağlam və yaxşı qurulmuşdur. Ancaq bəzi hallarda səhvən dərinliyi kəsərkən zədələnə bilər. Beləliklə, freze yatağının üstünə qurbanlıq bir təbəqə qoyuram (metal lövhədə bitlərə toxunmamaq üçün freze yatağının üstünə qoyulmuş mis örtüklü).

Addım 2: Alət başındakı 1/62 freze ucunu düzəldin

Qurban qatını qoyduqdan sonra, indi alət başındakı freze ucunu (adətən 1/62 freze ucu istifadə olunur) düzəltməliyəm. PCB freze işinin iki mərhələli prosesini artıq izah etmişəm. PCB izlərini və yastıqlarını freze etmək üçün 1/64 freze ucundan istifadə edin və Allen düyməsini istifadə edərək alət başının üzərinə qoyun. Bitləri dəyişdirərkən həmişə bitlərə xüsusi diqqət yetirin. Bitin ucu o qədər incədir ki, kiçik bir düşmə olsa belə əlimizdən sürüşərkən biti qırmaq şansı daha çoxdur. Bu vəziyyəti aradan qaldırmaq üçün təsadüfən düşməmək üçün alət başının altına kiçik bir köpük parçası qoydum.

Addım 3: Mis örtüyü təmizləyin

Bu layihə üçün FR1 mis örtükdən istifadə edirəm. FR-1 istiliyə davamlıdır və daha davamlıdır. Lakin mis örtüklər tez oksidləşəcək. Mislər barmaq izi maqnitləridir. Mis örtükdən istifadə etməzdən əvvəl, yenisi olsa belə, PCB -ni freze etməzdən əvvəl və sonra bir PCB təmizləyicisi və ya asetonla təmizləməyi məsləhət görürəm. PCB təmizləmək üçün bir PCB təmizləyicisi istifadə etdim.

Addım 4: Mis örtüyünü freze yastığına düzəldin

Mis örtüyü təmizlədikdən sonra mis örtüyü freze yatağının üstünə qoyun. Mis örtüyü iki tərəfli yapışqan lentlə freze yastığına qoydum. İki tərəfli yapışqan bantları çıxarmaq çox asandır və ucuz qiymətə mövcuddur. Qurbanlıq təbəqənin üstünə iki tərəfli lenti yapışdırıram. Sonra mis örtüyü yapışqan lentin üstünə qoyun.

Addım 8: Fab Modullarını və Freze Prosesini Qurun

Addım 1: Maşını işə salın və FabModules yükləyin

maşını işə salın və sonra Linux terminalında aşağıdakı əmri yazaraq Linux sistemində (Ubuntu istifadə edirəm) Fab modul proqramını açın.

f ab

Sonra yeni bir pəncərə açılacaqdır. Giriş fayl formatı və Roland MDX-20 dəyirmanı (rml) olaraq çıxış formatını (.png) seçin. Bundan sonra Make_png_rml düyməsini basın.

Addım 2: PCB dizayn görüntüsünü yükləyin

Yeni pəncərənin yuxarısında istifadə edəcəyiniz biti seçin. sonra Load-p.webp

Addım 3: X, Y və Z oxlarını təyin edin

Hələ bitməmişik. İndi Modela MDX20 idarəetmə panelindəki Görünüş düyməsini basın. parçanın yaxşı sıxıldığından əmin olun. Varsayılan vəziyyətə qayıtmaq üçün bir dəfə də görün düyməsini basın. İndi istədiyiniz mətn qutularına ölçüləri (lövhənizin mövqeyindən asılı olaraq) daxil edərək X, Y mövqelərini təyin edin. X & Y mövqelərini bir yerdə qeyd etməyi məsləhət görürəm. Bir şey səhv gedirsə və əvvəlcə başlamalısınızsa, freze prosesinizi davam etdirmək üçün dəqiq X&Y mövqelərinə ehtiyacınız olmalıdır, əks halda qarışacaq.

Aşağı düyməsini basaraq alət başını aşağı salın. Alət başı mis örtüyə yaxınlaşanda dayandırın. Sonra alətin baş vintini itirin və mis örtüklü mis təbəqəyə toxunana qədər bir az aşağı salın. Sonra vidayı yenidən sıxın və View düyməsini basaraq alət başını ev vəziyyətinə qaytarın. İndi hamımız hazırıq. Modelin təhlükəsizlik qapağını bağlayın və Göndər düyməsini basın. Model freze prosesinə başlayacaq.

İzləri və yastıqları üyütmək üçün ən az 10 ilə 13 dəqiqə çəkməlidir. Freze bitirdikdən sonra yaxşı nəticə əldə etdim.

Addım 4: Anahat düzənini kəsin

İz frezelemeyi bitirdikdən sonra, PCB kontur planını kəsin (sadəcə PCB forması). Proses demək olar ki, eynidir. Layihəni kəsmək üçün alət başındakı 1/64 biti 1/32 bit olaraq dəyişdirin. Sonra kəsmə düzeni-p.webp

Addım 9: Bitmiş PCB

Budur freze prosesindən sonra PCB!

Addım 10: Komponentlərin PCB üzərində lehimlənməsi

İndi bitmiş bir PCB var. Etməyim lazım olan şey, komponentləri PCB üzərində lehimləməkdir. Mənim üçün əyləncəli və asan bir işdir.

Lehimləmə məsələsinə gəldikdə, SMD komponentləri ilə müqayisə edildikdə, delikli komponentləri lehimləmək çox asandır. SMD komponentləri ayaq izlərində kiçikdir. yeni başlayanlar üçün lehimləmək bir az çətindir. Soyuq lehim komponentlərinin səhv yerləşdirilməsi və ən çox yayılmış şey kimi səhv etmək və ya izlər və yastıqlar arasında körpülər qurmaq şansları çoxdur. Ancaq hər kəsin öz təcrübəsindən öyrəndikləri öz lehimləmə tövsiyələri və fəndləri var. bu işi asan və əyləncəli edəcək. Beləliklə, komponentləri lehimləmək üçün vaxt ayırın!

İşdə Lehimləmə Necə Edilir

Ümumiyyətlə əvvəlcə Mikrokontrollerləri və Digər IC -ləri lehimləyirəm. Sonra rezistorlar və kondansatörlər kimi kiçik komponentləri lehimləyirəm …

Nəhayət, delikdən keçən komponentlər, tellər və baş pinləri. USBTinyISP -ni lehimləmək üçün eyni addımları atıram. SMD -ləri asanlıqla lehimləmək üçün əvvəlcə lehimləmə dəmirini 350 ° C -yə qədər qızdırıram. Sonra yastiqciklərə bir az lehim axını əlavə edin. Sonra komponentləri lehimləmək istədiyim yastığı qızdırın, sonra komponentlərin tək bir yastığına az miqdarda lehim əlavə edin. Cımbızla komponenti yuyun və yastığa qoyun və yastığı 2-4 saniyə qızdırın. Bundan sonra qalan yastiqcikləri lehimləyin. Sancaqlar və izlər arasında körpülər qurursanız və ya bir komponentə çoxlu lehim verirsinizsə, istənməyən lehimi çıxarmaq üçün lehim fitili lentindən istifadə edin. PCB heç bir problem olmadan tamamilə lehimlənənə qədər eyni addımları davam etdirirəm. Bir şey səhv olarsa, əvvəlcə böyüdücü və multimetrdən istifadə edərək fasilələri və ya körpüləri olan bütün izləri və komponentləri diqqətlə yoxlayıram. Əgər tapsam, onu düzəldərəm!

Addım 11: ISP Kabelinin Hazırlanması

Mikro nəzarətçiyə və ya başqa bir ISP proqramçısına firmware proqramını bağlamaq üçün. iki 2x3 dişi tel konnektoru olan altı xəttli lent lent telinə ehtiyacımız var. 4/3 fut 6 kanallı lent teli istifadə etdim və hər iki tərəfdən qadın başlığını diqqətlə bağladım. Gözəl etmək üçün G qısqacından istifadə etdim. şəkilə baxın.

Addım 12: Yanan Firmware

İndi firmware -ni ISP -ə yandıra bilərik. Bunu etmək üçün başqa bir ISP proqramçısına ehtiyacımız var. Başqa bir USBTinyISP istifadə etdim, ancaq bu vəzifəni yerinə yetirmək üçün bir Arduino ISP olaraq istifadə edə bilərsiniz. Daha əvvəl hazırladığımız ISP konnektorundan istifadə edərək hər iki ISP -ni qoşun. Sonra USBinyISP (proqramlaşdırma üçün istifadə etdiyimiz) kompüterə qoşun. Aşağıdakı əmri Linux terminalına yazaraq ISP -nin sisteminizdə aşkarlandığından əmin olun.

susmaq

Addım 1: AVR GCC alət zəncirini quraşdırın

Əvvəlcə alət zəncirini quraşdırmalıyıq. Bunu etmək üçün Linux terminalını açın və yazın.

sudo apt-get yüklə avrdude gcc-avr avr-libc olun

Addım 2: Firmware yükləyin və açın

İndi firmware fayllarını yükləyin və açın. Buradan yükləyə bilərsiniz. Zip faylını yüklədikdən sonra asanlıqla tapa biləcəyiniz yaxşı bir yerə çıxarın (lazımsız qarışıqlıqların qarşısını almaq üçün).

Addım 3: Fayl yaradın

Firmware yandırmadan əvvəl. makefile faylının Attiny mikro nəzarətçiləri üçün konfiqurasiya edilməsini təmin etməliyik. Bunu etmək üçün hər hansı bir mətn redaktorunda Makefile açın. sonra MCU = Attiny45 təsdiq edin. Aşağıdakı şəklə baxın.

Addım 4: Firmware proqramını yandırın

İndi firmware -ni ISP -ə yandıra bilərik. Bunu etmək üçün daha əvvəl dediyim kimi başqa bir ISP proqramçısına ehtiyacımız var. Daha əvvəl hazırladığım bir FabTinyISP istifadə etdim. Ancaq hər hansı bir ISP istifadə edə bilərsiniz və ya bir ISD proqramçısı olaraq bir Arduino istifadə edə bilərsiniz. Əvvəllər hazırladığım ISP konnektorundan istifadə edərək hər iki provayderə qoşun. Sonra FabTinyISP -ni (ISP -ni proqramlaşdırmaq üçün istifadə etdiyim) kompüterə qoşun. Aşağıdakı əmri Linux terminalına yazaraq Isp sisteminizdə aşkarlandığından əmin olun.

susmaq

İndi yanıb -sönməyə hazırıq. Yerləşdirilmiş proqram təminatının qovluq yolundakı terminalı açın və.hex faylını etmək üçün "make" yazın. Bu a. hex faylını Attiny 45 -ə yazmalıyıq.

Firmware proqramını mikrokontrolöre yandırmaq üçün Linux terminalında aşağıdakı əmri yazın.

flaş etmək

Addım 5: Fusebit'i aktivləşdirin

Firmware -ni yandırmaqla bitirdik. Ancaq qoruyucunu aktivləşdirməliyik. Sadəcə yazın

qoruyucu etmək

daxili sigortanı aktivləşdirmək üçün terminal.

İndi ya tullanan sökməliyik, ya da sıfırlama pinini deaktiv etməliyik. Atlama əlaqəsinin çıxarılması məcburi deyil, sıfırlama pinini deaktiv edə bilərik. Sənə qalıb. Sıfırlama pinini deaktiv etməyi seçirəm.

Diqqət yetirin:- Sıfırlama pinini deaktiv etsəniz, Sıfırlama pimi daxildən ayrılacaq. Sıfırlama pinini deaktiv etdikdən sonra artıq proqramlaşdıra bilməyəcəyiniz deməkdir.

Sıfırlama pinini deaktiv etmək istəyirsinizsə, terminalda aşağıdakı əmri yazın.

rstdisbl

Uğur mesajı alacaqsınız. Firmware -ni uğurla yüklədikdən sonra USBTinyISP -nin düzgün işlədiyini yoxlamaq lazımdır, bunun üçün terminala bir əmr daxil etməlisiniz.

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

Komanda daxil edildikdən sonra terminal pəncərəsində geri qaytarma rəyini alacaqsınız.

Addım 13: Bitirdik

İndi hər iki cihazı kompüterdən silə və mikrokontrolörləri bundan sonra proqramlaşdırmaq üçün hazırladığınız USBtiny -dən istifadə edə bilərsiniz. Arduino eskizlərimi işıqlandırmaq üçün bu ISP -dən istifadə edirəm.