TinyDice: PCB Profesional di Rumah Dengan Pemotong Vinyl: 10 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Instruksi ini terdiri dari panduan langkah demi langkah yang mendokumentasikan metode pembuatan PCB berkualitas profesional di rumah melalui penggunaan pemotong vinil, dengan cara yang andal, sederhana, dan efisien. Metode ini memungkinkan produksi PCB yang konsisten dan berkualitas tinggi di rumah dengan sedikit bahan umum dan dalam rentang waktu yang sangat singkat. Dengan semua file siap, seluruh proses dapat diselesaikan dalam beberapa jam.

Subjek panduan, tinyDice:

Untuk tujuan panduan ini, proses akan diilustrasikan dengan produksi batch 3 tinyDice, die elektronik berdasarkan mikrokontroler atTiny85 dengan perangkat lunak charlieplexing, yang memungkinkan kontrol 9 LED hanya dengan 4 pin dan 4 resistor. Ini adalah versi perbaikan dari tinyDice asli saya (2014), dan semua file sumber yang diperlukan untuk Instruksi ini tersedia untuk diunduh sebagai paket terkompresi pada langkah persediaan.

Asal metode:

Sebagai penggemar elektronik, saya memiliki pengalaman yang adil dalam membuat PCB di masa lalu, tetapi sebagian besar metode rumahan sangat tidak dapat diandalkan, seperti metode transfer Toner, atau terlalu rumit dan melelahkan, seperti metode router CNC atau UV metode photoresist (yang telah saya bahas di masa lalu pada tinyDice asli). Selain itu, kualitas akhir produk cenderung agak buruk, terutama jika Anda mencoba menerapkan masker solder UV.

Dari pengalaman yang tidak memuaskan ini, saya memutuskan untuk mencari metode alternatif untuk membuat PCB di rumah. Karena saya baru-baru ini mulai bereksperimen dengan pemotong vinil desktop, terpikir oleh saya bahwa stempel vinil dapat menjadi topeng yang sangat baik dan andal untuk etsa PCB. Pada penelitian online awal, saya tidak menemukan referensi orang yang menggunakan stempel vinil untuk membuat PCB, yang mengejutkan saya karena tampaknya sangat masuk akal. Ini memotivasi saya untuk bereksperimen dengan proses tersebut dan mencari tahu apakah proses tersebut dapat bekerja dengan andal dan efisien untuk mentransfer jejak PCB dari komputer ke tembaga.

Pengembangan proses:

Membuat jejak tembaga yang bersih dan konsisten di PCB rumah itu sendiri merupakan pencapaian, tetapi agar PCB bekerja dengan baik dan bertahan lama, mereka memerlukan semacam topeng solder, yang mencegah jembatan solder yang tidak diinginkan dan melindungi jejak tembaga dari korosi. Secara tradisional, topeng solder yang digunakan dalam bentuk resin yang dapat disembuhkan dengan UV, yang dalam praktiknya cukup sulit untuk dikerjakan.

Awalnya, saya bermaksud menggunakan vinyl sicker secara tidak langsung sebagai masker untuk menyembuhkan soldermask UV. Namun, pada beberapa upaya, saya tidak dapat membuat masker solder UV untuk menyembuhkan dengan andal hanya di tempat yang dituju, dan saya tidak pernah bisa membuat lapisan yang cukup tipis dan rata, yang pada akhirnya menghasilkan banyak papan yang rusak. Jadi saya menghapus ide itu dan terpikir oleh saya bahwa mungkin semacam stempel juga dapat langsung digunakan sebagai topeng solder, meskipun tentu saja tidak dapat berupa vinil, karena tidak akan menahan panas dari penyolderan reflow.

Dengan pemikiran ini saya melihat ke pita Kapton, yang berperekat, tipis, dan berjanji untuk menahan suhu yang cukup tinggi untuk menyolder. Pita Kapton dijual dalam bentuk gulungan, tetapi terpikir oleh saya bahwa jika dipasang di atas alas vinil konvensional, pita itu dapat dipotong langsung pada pemotong vinil dan digunakan langsung sebagai stempel. Dari percobaan pertama ini, terbukti bahwa pita Kapton berperilaku cukup menjanjikan pada pemotong vinil, meskipun semua potongan yang melewati gelembung kecil bergerigi atau tidak lengkap, jadi kunci untuk stempel kapton yang sempurna adalah menerapkan pita dengan sempurna pada dukungan vinil tanpa membiarkan udara terperangkap di bawahnya. Ini awalnya terbukti cukup rumit, karena Kapton terlalu tipis dan lengket, tetapi setelah mencoba meletakkannya menggunakan kartu plastik standar, saya menyadari bahwa itu dapat dilakukan dengan sempurna dan mudah dengan cara ini.

Melalui uji coba berulang ini, saya juga mengamati beberapa keterbatasan praktis dari proses tersebut, yang berkaitan erat dengan topeng tembaga yang awalnya berupa cap. Keterbatasan ini berkembang menjadi seperangkat pedoman desain untuk membuat proses ini dapat diandalkan.

Langkah 1: Bahan, Perlengkapan, dan Alat

Bahan:

• PCB kosong 5 x 10 cm
• Vinyl perekat diri 10 x 15 cm
• Pita Kapton lebar 50mm
• Film transfer vinil 10 x 15 cm

Perlengkapan:

• Etsa besi klorida
• alkohol isopropil
• pasta solder
• Filamen PETG (untuk kotak gantungan kunci)

Peralatan:

• pemotong vinil desktop (saya menggunakan Silhouette Cameo 3, tetapi mesin dasar apa pun akan berfungsi)
• Stasiun pengerjaan ulang udara panas (tidak diperlukan tetapi membantu)
• besi solder
• kartu plastik (ID lama atau apa pun)
• USBtinyISP atau Arduino sebagai ISP
• pemotong akrilik manual (Dapat dibuat sendiri dari bagian mata gergaji besi tua)
• amplas grit 220 & 400
• Printer 3D (opsional, hanya untuk membuat tempat gantungan kunci)

Perangkat lunak:

• Silhouette Studio (atau setara untuk merek pemotong vinil lainnya)
• EAGLE CAD (tidak diperlukan jika Anda tidak bermaksud memodifikasi desain)
• Photoshop atau editor gambar apa pun (tidak diperlukan jika Anda tidak bermaksud mengubah desain)
• Arduino IDE + atTinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r atau perangkat lunak pencetakan 3D lainnya.

• paket sumber daya tinyDice, (tersedia untuk diunduh pada langkah ini sebagai file RAR)

Komponen:

untuk setiap tinyDice85:

• 9x 3528 SMD LED (warna apa saja, direkomendasikan semua sama)
• 1x attiny85 (SOIC)
• 4x 33 ohm 0805 resistor (nilai yang tepat tidak kritis, gunakan nilai yang sama tetapi semuanya sama!)
• 1x tombol tekan SMD
• 1x klip baterai CR20XX
• 1x CR2032 baterai

Untuk jig pemrograman:

• 6x pin pogo
• 1x 2x3 header pria (untuk ISP)
• 1x 2x1 header jantan (untuk sumber VCC eksternal)
• 1x AMS1117 3.3v LDO regulator (SOT-23)

Langkah 2: Siapkan Semua Stiker

Untuk proses pembuatan PCB di rumah ini, stiker terlibat dalam tiga tahap; Sebagai topeng untuk mengetsa lapisan tembaga, sebagai topeng solder untuk melindungi jejak dan membatasi solder, dan sebagai stensil untuk mengoleskan pasta solder pada bantalan. Untuk mengoptimalkan proses semaksimal mungkin, semua stiker dapat disiapkan dalam satu tempat duduk.

Mempersiapkan file untuk dipotong:

Jika Anda tidak berniat untuk mengubah desain, Anda dapat langsung menggunakan gambar yang sudah disiapkan atau file Silhouette Studio dengan semua stikernya. Jika menggunakan desain lain, lakukan hal berikut untuk menyiapkan file yang akan dipotong:

Karena sebagian besar perangkat lunak pemotong vinil gratis berfungsi dengan gambar, kita harus mengekspor desain dari EAGLE sebagai gambar resolusi tinggi. Untuk ini, pertama-tama sembunyikan semua layer kecuali TOP dan VIAS, lalu ekspor panel sebagai gambar dalam MONOCHROME dan setidaknya 1500 dpi. Selanjutnya, ulangi prosesnya tetapi hanya dengan lapisan Tstop, untuk mendapatkan hanya bantalannya.

Setelah Anda mengekspor gambar, disarankan untuk melakukan sedikit pembersihan di photoshop untuk meningkatkan keandalan proses. Untuk gambar berlapis tembaga, ini terdiri dari menghapus area tembaga kecil yang terisolasi atau menghubungkannya ke area yang lebih besar, menghapus bagian tengah dari semua lubang, dan meningkatkan jarak bebas di sekitar termal. Untuk gambar bantalan, Anda harus memasangnya di atas bentuk hitam yang sedikit menutupi seluruh lapisan tembaga.

Selanjutnya, impor gambar ke dalam perangkat lunak pemotong vinil, lacak dan skalakan ke ukuran 100 x 100 mm. Salah satu keuntungan dari membuat panel PCB adalah Anda memiliki referensi yang konsisten untuk menskalakannya dengan benar terlepas dari resolusinya.

Mempersiapkan pita Kapton untuk dipotong:

Pita kapton adalah bahan yang bagus, namun untuk menggunakannya sebagai stiker, pertama-tama kita harus meletakkannya di atas penyangga datar. Untuk ini kita akan menggunakan backing dari vinyl transfer tape, jadi kupas pate dan sisihkan sementara, jaga kebersihannya. Selanjutnya, buka gulungan selotip dan aplikasikan dengan hati-hati pada alas kertas lilin menggunakan kartu plastik sebagai alat pembersih karet untuk memastikan tidak ada gelembung yang terperangkap di bawahnya. Saya sarankan mempersiapkan lebih dari apa yang Anda harapkan untuk digunakan, karena beberapa stiker mungkin tidak keluar dengan sempurna.

Memotong stiker:

Setelah Anda memiliki semua stiker yang dilacak dan diskalakan dalam perangkat lunak pemotong vinil, lanjutkan untuk menempatkan bahan vinil berperekat di sudut alas pemotongan dan letakkan pita Kapton yang didukung di sudut lain.

Selanjutnya, pada perangkat lunak, tempatkan hanya desain stensil berlapis tembaga dan pasta solder di atas area yang sesuai dengan vinil dan atur parameter pemotongan ke: Kecepatan 3, Kedalaman bilah 1, Tekanan 8. Kirim pekerjaan untuk memotong dan biarkan mesin melakukannya itu hal.

Terakhir, singkirkan desain yang sebelumnya digunakan dan tempatkan hanya desain topeng solder di atas area yang sesuai dengan pita Kapton. Atur parameter pemotongan ke: Kecepatan 1, Kedalaman bilah 1, Tekanan 3. Lanjutkan mengirim pekerjaan ke mesin dan setelah selesai dengan hati-hati lepaskan vinil berperekat dan bahan Kapton dari alas pemotongan. Berhati-hatilah agar tidak membuat lipatan tajam saat mengupasnya.

Menyiangi stiker:

Untuk mentransfer stiker vinil ke PCB, kita harus menggunakan film transfer vinil untuk memastikan semua wilayah ditransfer ke tempatnya. Untuk dapat mentransfer hanya segmen stempel yang diinginkan, kita harus menghapus semua area yang tidak diinginkan sebelum menerapkan film transfer. Untuk ini gunakan pemotong dan dengan hati-hati angkat sudut area yang tidak diinginkan. Dorong pemotong ke bawah dan tekan vinil ke mata pisau untuk membuatnya menempel. Selanjutnya, tarik pemotong dan kelebihannya akan mulai terkelupas. Tergantung pada desainnya, semua area yang tidak diinginkan dapat keluar sebagai satu kesatuan. Setelah disiangi, letakkan film transfer di atas stiker berlapis tembaga HANYA, dan buang semua kelebihannya. Pada titik ini stiker vinil siap digunakan. Stiker pita Kapton adalah satu bagian sehingga dapat ditransfer langsung tanpa film transfer.

Langkah 3: Etsa Pakaian Tembaga

Ini adalah langkah proses yang paling penting, karena kualitas jejak tembaga akan menentukan tingkat keberhasilan produk akhir. Jika dilakukan dengan hati-hati bisa 100%.

Memindahkan stiker CLAD ke tembaga:

Untuk memastikan hasil yang bersih dan andal, Anda harus terlebih dahulu menurunkan PCB kosong dengan isopropil alkohol. Jika blanko sudah tua, disarankan untuk mengampelas permukaan dengan amplas 320-400 grit secara menyeluruh dengan membuat lingkaran kecil di seluruh papan.

Setelah benar-benar bersih, sekarang saatnya untuk mentransfer stiker ke tembaga. Untuk ini, pertama-tama kupas sudut film transfer dan kemudian letakkan stiker terbalik di atas meja yang bersih. Selanjutnya, lanjutkan untuk mengupas kertas secara perlahan dari transfer dengan membuat lipatan tajam dan menarik sepanjang meja. Dengan cara ini bahkan bantalan kecil harus menempel pada transfer dan tidak tertinggal di atas kertas. Jangan khawatir jika satu atau dua bantalan tertinggal, Anda dapat menempatkannya secara manual nanti.

Selanjutnya, pegang transfer vinil dengan stiker menggunakan ujung jari Anda (tempelkan sedikit ke tepi) dan perlahan sejajarkan stiker di atas papan sebelum meletakkannya. Setelah sejajar, letakkan di atas tembaga dan tekan perlahan dengan jari-jari Anda BENTUK KELUAR TENGAH, untuk mencegah gelembung yang terperangkap. Selanjutnya, gunakan kartu plastik untuk menyapu seluruh permukaan untuk memastikan vinil menempel kuat pada tembaga. Lanjutkan untuk mengupas film transfer vinil dari lapisan tembaga dengan cara yang sama seperti Anda mengupas alas kertas, dan letakkan bantalan yang tertinggal secara manual. Jika stiker tidak menutupi seluruh bagian yang kosong, Anda dapat menutupi area yang tersisa dengan selotip bening untuk menghindari penggoresan tembaga berlebih dan penggunaan persediaan yang berlebihan.

Etsa berlapis tembaga:

Untuk proses etsa, Anda memerlukan 2 wadah berbentuk persegi panjang bergaya Tupperware, tongkat kayu kecil, dan etsa Ferric Chloride.

Papan yang telah disiapkan dengan cap CLAD hampir siap untuk digores, tetapi sangat penting untuk membersihkannya sekali lagi dengan isopropil alkohol untuk menghilangkan residu dari film transfer dan memastikan pengetsaan yang rata dan lengkap, tanpa sisa tembaga yang tidak diinginkan.

Untuk menyiapkan Ferric chloride untuk etsa, tuangkan ke dalam salah satu wadah hingga sekitar setengah penuh, dan tambahkan sekitar 30% lebih banyak air. Pada titik ini, solusinya siap untuk etsa, namun, Anda dapat menghangatkannya di oven microwave. selama 15 detik SEBELUM menempatkan di PCB untuk mempercepat proses etsa.

Terakhir, tempatkan papan ke dalam besi klorida dan biarkan tenggelam. Prosesnya bisa memakan waktu cukup lama, tetapi penting untuk kembali setiap 10 hingga 15 menit untuk mengaduk larutan dan memeriksa kemajuannya. Untuk ini cukup gunakan kayu bekas kecil untuk mencapai papan dan miringkan masuk dan keluar dari larutan beberapa kali. Ini akan memindahkan larutan untuk memastikannya bereaksi secara merata, dan memungkinkan Anda untuk melihat berapa banyak tembaga yang telah dihilangkan. Terus lakukan ini sampai Anda tidak melihat tembaga yang terbuka lagi, tetapi jangan biarkan lebih lama karena etsa mungkin mulai menembus di bawah stiker dan merusak jejaknya. Sementara itu, tinggalkan stik di wadah lain untuk mencegah pewarnaan apa pun dengan larutan etsa, karena sangat rentan terhadap noda dan juga memiliki bau besi yang sangat kuat.

Setelah selesai, lepaskan papan dari etsa dan bilas dengan air dan sabun yang banyak. Setelah ini, ambil corong atau buat menggunakan lembaran plastik, dan pasang di atas botol PP kosong untuk memulihkan dan menyimpan etsa. JANGAN PERNAH membuang besi klorida bekas melalui saluran pembuangan, gunakan kembali sebanyak mungkin dan buang dengan membiarkannya kering, lalu buang dalam bentuk padat.

Etching adalah langkah proses yang paling memakan waktu. Jika dilakukan dengan Ferric Chloride segar, ini dapat diselesaikan dalam waktu kurang dari satu jam, namun, dengan persediaan yang digunakan kembali dapat memakan waktu lebih dari 4 jam, jadi bersabarlah dan periksa secara berkala.

Langkah 4: Potong dan Amplas Dadu

Keuntungan dari membuat panel PCB adalah Anda dapat menggunakan panel sebagai panduan untuk memotong, ditambah lebih mudah untuk menangani papan yang lebih besar. Untuk memisahkan papan dan memberi mereka finishing yang tepat, pertama-tama kita harus memotongnya dan mengampelas tepi dan sudutnya.

Pemotongan PCB tidak dapat dilakukan dengan pemotong biasa, gunting atau gergaji, karena proses ini hampir pasti akan gagal atau merusak papan. Untuk memotong, kita akan menggunakan alat cakar sederhana yang secara bertahap mengikis lapisan pada setiap lintasan, mengukir alur sepanjang jalan. Bilah-bilah ini dijual secara komersial sebagai pemotong akrilik, tetapi juga bisa dibuat sendiri dari beberapa bilah gergaji besi yang rusak. disarankan untuk mengasah kembali bilah melalui proses karena papan fiberglass cepat aus. Tidak perlu memotong seluruhnya, hanya sebagian besar, dan setelah itu, cukup potong setiap bagian.

Setelah dipotong, ujung-ujungnya cukup kasar dan tidak rata, jadi kita harus mengampelasnya terlebih dahulu dengan amplas 240 grit dan setelahnya dengan sekitar 400 grit untuk kehalusan ekstra. Pastikan juga untuk membulatkan sudut dengan mengikuti bentuk lapisan tembaga.

Terakhir, gunakan pemotong untuk mengupas stiker dari papan dengan hati-hati. Ini dapat dilakukan sebelum memotong, tetapi stiker membantu melindungi tembaga melalui proses pemotongan.

Langkah 5: Menerapkan Stiker Kapton Soldermask

Sekarang dengan papan potong, kami hampir siap untuk merakit sirkuit, namun, untuk memastikan jejak tembaga terlindungi dalam jangka panjang dan solder tetap hanya di tempat yang seharusnya, kami memerlukan masker solder, yang secara konvensional dibuat menggunakan resin pengawet UV. Proses tradisional cukup beracun, berantakan dan tidak dapat diandalkan, sehingga diperlukan alternatif yang lebih praktis untuk pembuatan rumah.

Dalam hal ini, kami memanfaatkan pita Kapton sebagai masker solder karena tahan suhu tinggi dan sifat perekatnya. Untuk mentransfer stiker ke PCB, kami akan kembali menggunakan pemotong sebagai pendukung. Sebelum mentransfer stiker, bersihkan PCB secara menyeluruh dengan alkohol untuk menghilangkan lemak atau residu dari vinil. Selanjutnya, lanjutkan dengan hati-hati mengangkat stiker Kapton dari kertas belakang dengan pemotong (lihat gambar 2). Untuk ini, pertama-tama angkat sudut kecil stiker dengan pemotong dan tekan ke mata pisau agar menempel, lalu tarik perlahan pemotong dari kertas tanpa membuat lipatan pada ujung yang tajam sampai seluruh stiker terlepas dari kertas. dan tetap menempel pada pisau.

Terakhir, penting untuk memastikan stiker benar-benar sejajar dengan bantalan sebelum menempelkannya di tempatnya, jadi bawalah perlahan ke atas PCB dengan pemotong dan sapukan perlahan ke papan beberapa kali, ini akan mengisi daya dengan statis dan membuat itu semacam mengapung di permukaan, yang akan memungkinkan Anda untuk menyesuaikan penempatan sebelum menekannya di tempatnya. Jika stempel menempel sebelum waktunya, lepaskan dengan hati-hati dari papan saat Anda mengupasnya dari kertas dan ulangi penyelarasan. Setelah disejajarkan dengan benar, tekan dengan kuat ke PCB dengan jari Anda dan lepaskan pemotong stiker dengan hati-hati untuk menyelesaikan pengaturannya. Selanjutnya, bersihkan kembali papan dengan alkohol dan sekarang PCB resmi selesai. Mereka dapat digunakan segera atau disimpan untuk nanti.

Langkah 6: Merakit Dadu: Menerapkan Pasta Solder

Keuntungan dari sirkuit SMD adalah mereka dapat disolder dengan pasta dengan cara yang sangat andal dan cepat dengan menggunakan stensil sederhana untuk menerapkannya hanya pada bantalan, yang dapat digunakan kembali untuk sejumlah unit. Stensil SMD konvensional dibuat dari baja sehingga cukup mahal dan tidak praktis untuk pembuatan prototipe, namun stensil juga dapat dibuat dari stiker vinil. Untuk ini, kami menggunakan stiker versi asli dan cermin untuk membuat stensil plastik yang tidak berperekat.

Solderpaste mengandung banyak fluks sehingga berkurang secara signifikan saat reflowing. Jadi, kita perlu menerapkan lapisan yang cukup tebal untuk memastikan sambungan terisi dengan benar dengan solder. Untuk membuat stensil dengan ketebalan yang tepat, kita harus melapisi 4 stiker vinil bersama-sama. Lakukan ini dengan hati-hati untuk memastikan lubangnya benar-benar sejajar.

Selanjutnya, buat batas kecil di sekitar satu papan dari PCB bekas atau bahan lain dengan ketebalan yang sama dan tempelkan stensil di satu sisi untuk berfungsi sebagai engsel, memastikan keselarasan stensil yang tepat di atas bantalan (lihat gambar 2).

Akhirnya, dengan menggunakan alat straight edge apa pun, ambil beberapa pasta solder dan mulai sebarkan di atas stensil sampai semua lubang terisi, dan kikis sisanya kembali ke dalam botol dengan alat yang sama. Jangan menyentuh pasta solder secara langsung, karena mengandung timbal, yang sebaiknya dihindari. Jangan khawatir jika Anda menyentuhnya, cukup bersihkan secara menyeluruh.

Angkat stensil dan lepaskan papan dari jig. Ulangi proses untuk semua papan yang ingin Anda rakit. Sekarang papan siap untuk diisi dan disolder.

Langkah 7: Populasi dan Reflow Solder

Dengan pasta solder di papan, sekarang saatnya untuk mengisi semua komponen. Untuk ini, gunakan beberapa pinset titik halus dan dengan hati-hati letakkan setiap komponen pada bantalannya, memastikan orientasi dan keselarasan yang tepat (lihat gambar 2). Luangkan waktu Anda untuk melakukan ini dan perbaiki kesalahan penempatan. Setelah semua komponen ditempatkan, hidupkan alat reflow udara dan secara bertahap mulai memanaskan seluruh papan dengan melayang di atas papan (lihat gambar 3). Selanjutnya, lanjutkan untuk mengarahkan udara panas langsung ke setiap bantalan hingga mengalir kembali sepenuhnya (gambar 4). Ketika Anda selesai reflowing, sekarang saatnya untuk menambahkan klip baterai. Untuk ini, bor bagian tengah dari 2 bantalan bundar yang lebih besar dan letakkan klip baterai di sisi bawah papan. Dianjurkan untuk juga merekatkan klip baterai ke papan dengan Epoxy untuk menghilangkan tekanan dari pin daya karena klip akan menahan papan ke kasing. Pada titik ini PCB sepenuhnya dirakit dan siap untuk pemrograman.

Langkah 8: Cetak 3D Kasus Gantungan Kunci

Kasing cetak 3D adalah opsional tetapi sangat disarankan, karena mereka menambahkan banyak karakter ke objek dengan mengubahnya menjadi gantungan kunci, sekaligus melindungi cetakan. Adalah wajib untuk mencetaknya dalam PETG untuk memastikan daya tahan tinggi, karena PLA kemungkinan besar akan cepat rusak. Saya membuat dua versi kasing, satu dengan alas berongga untuk melepas baterai dan satu lagi dengan logo saya di bagian belakang, yang menjaga baterai tetap aman dan tersembunyi. Karena sirkuit ini mengkonsumsi sangat sedikit energi, baterai dapat terperangkap di dalam kasing. tanpa masalah apapun.

Untuk merakit kasing, cukup tekan paskan klip baterai ke cetakan 3D sampai papan rata dengan tepinya. Tergantung pada klip baterai Anda yang sebenarnya, Anda mungkin harus sedikit mengampelasnya atau menambah tinggi casing untuk memastikannya pas sepenuhnya, jadi pastikan untuk memeriksanya sebelum merakit. Namun, jika perlu, kasing dapat dibuka dengan menarik papan secara perlahan di sekeliling tepinya.

Langkah 9: Buat Jig Pemrograman

Sekarang tinyDice telah dirakit sepenuhnya, namun kita harus memprogramnya agar berfungsi sebagaimana mestinya. Untuk ini, kami menggunakan jig pin pogo yang menghubungi semua bantalan pemrograman di papan dan dihubungkan ke programmer ISP, yang dapat berupa USBtinyISP atau Arduino apa pun sebagai ISP. tinyDice memiliki semua pin pemrograman yang tersedia pada bantalan dengan jarak standar 100 mill (2,54mm), untuk memungkinkan perakitan jig pada papan berlubang standar. Ikuti diagram koneksi untuk menautkan setiap pin pogo ke header ISP. Untuk tujuan pengembangan, saya membuat jig ganda yang juga berfungsi untuk papan lain yang saya kerjakan dan memasukkan regulator LDO untuk menghindari menguras baterai saat pengujian, tetapi untuk satu kali pemrograman kita dapat memanfaatkan daya langsung dari baterai

tinyDice dirancang untuk berjalan pada 3 volt, jadi memprogramnya pada 5 volt menimbulkan risiko merusak pin IO mikrokontroler, LED, atau bahkan pemrogram karena terlalu banyak arus akan ditarik melalui resistor pembatas arus LED. Jadi, untuk memprogram chip tanpa merusak apa pun, kita harus memanfaatkan tegangan asli dari baterai. Jika menggunakan USBtinyISP, cukup cabut power jumpernya, yang akan memberi daya pada Logic Lever Shifter internal dari baterai tinyDice, dan jika menggunakan Arduino, cukup biarkan daya tidak tersambung ke daya hanya dadu dengan baterai, dan tambahkan resistor seri 5k ke setiap jalur data.

Langkah 10: Memprogram Dadu

Untuk proses pemrograman, dengan hati-hati merakit jig di atas dadu menggunakan kebuntuan dan memastikan semua pin pogo menekan dengan benar ke bantalan yang sesuai. Hati-hati dan jangan geser Die di bawah pin karena sangat mudah untuk mematahkannya. Selanjutnya, pasang USBtinyISP ke jig dan komputer.

Buka Arduino IDE, muat sketsa tinyDice dan pilih chip atTiny85 dengan USBtinyISP sebagai programmer. Tekan tombol unggah dan periksa dadu, 2 LED akan mulai berkedip untuk sementara waktu. Jika semua berhasil, maka tinyDice sudah terprogram, selesai dan siap digunakan. Ulangi proses pemrograman untuk semua unit yang Anda buat dan setelah itu simpan jig yang telah dirakit sepenuhnya untuk melindungi pin pogo.

Kode:

Program tinyDice sedemikian rupa sehingga pertama-tama menampilkan animasi "berpikir", dan kemudian menghasilkan angka acak antara 0 dan 9 yang ditampilkan selama beberapa detik. Semua transisi dilakukan dengan PWM untuk setiap LED untuk memungkinkan memudar. Setelah menampilkan nomor dan memudar, prosesor masuk ke mode tidur yang pada dasarnya menghentikan konsumsi baterai, sehingga baterai secara teoritis harus bertahan sekitar 6.000 "lemparan" dadu.

Seluruh kode terstruktur di sekitar interupsi pengatur waktu 8 Khz yang menangani charlieplexing dan 10 langkah PWM untuk setiap LED, serta memajukan animasi. Penjelasan lebih rinci dari setiap fungsi dikomentari pada sketsa Arduino.

Kesimpulan:

Hasil metode ini untuk pembuatan PCB rumahan jauh melebihi harapan awal saya, karena menurut saya metode ini sangat andal dan menghasilkan hasil berkualitas sangat tinggi untuk pembuatan prototipe SMD dan sirkuit lubang tembus yang mudah dan cepat. Karena itu saya mendorong DIYers untuk mencoba metode ini untuk desain mereka sendiri dan membagikan hasil dan temuan Anda kepada komunitas.

Versi baru dari tinyDice ini sendiri merupakan objek yang sangat bagus dan menyenangkan untuk dimiliki dan dibagikan dengan teman-teman, karena animasi dan kotak gantungan kunci membuatnya cukup unik dan menarik. Saya harap Anda menyukai instruksi ini dan silakan bagikan komentar dan pengalaman Anda tentang masalah ini sehingga metode ini terus berkembang. Juga, silakan bereksperimen dengan kode dan bagikan variasi menarik apa pun untuk dicoba orang lain.

Panduan ini ada dalam kontes desain PCB jadi silakan pilih jika Anda menganggapnya layak dan bagikan dengan teman dan penggemar elektronik Anda.

Hadiah Kedua dalam Tantangan Desain PCB