Programmer AVR W/Tegangan Tinggi: 17 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

Ini adalah Instruksi pertama saya. Papan yang saya rancang adalah Programmer AVR. Papan ini menggabungkan fungsi 4 papan prototipe terpisah yang saya buat dalam beberapa tahun terakhir:

- Pemrogram AVR Tegangan Tinggi, terutama digunakan pada perangkat ATtiny untuk mengatur sekering ketika jalur reset digunakan untuk I/O.

- Arduino sebagai ISP, 5V dan 3v3 (dihitung sebagai dua fungsi)

- Programer NOR Flash EEPROM (dengan cepat menyalin dari kartu SD ke NOR Flash)

Papan menggunakan regulator tegangan LDO AMS1117 umum untuk mendapatkan 5V dan 3v3. Fungsi tegangan tinggi membutuhkan 12V. Untuk ini saya menggunakan konverter step-up MT3608 DC-DC. MCU berjalan pada 16MHz, 5V. Pergeseran level untuk apa pun yang membutuhkan 3v3 dilakukan dengan menggunakan LVC125A. LVC125A adalah apa yang Anda temukan di banyak modul kartu SD. Mcu adalah ATmega328pb. ATMega328pb hampir sama dengan ATMega328p yang lebih umum kecuali memiliki 4 pin I/O lebih banyak dalam paket ukuran yang sama.

Papan ini adalah versi 1.5. Fitur baru dalam versi terbaru ini:- antarmuka serial usb.- sekering poli yang dapat disetel ulang.- Indikator fungsi LED di bawah tombol pemilihan fungsi.- Sakelar untuk mengontrol reset serial dengan memutuskan DTR dari chip serial USB. - MOSFET untuk sepenuhnya menghilangkan daya dari DC-DC 12V saat tidak digunakan.

Papan memiliki opsi untuk menambahkan EEPROM serial AT24Cxxx I2C dan ada konektor 5 pin I2C JST-XH-05 (GND/5V/SCL/SDA/INT1) untuk menghubungkan perangkat I2C.

Salah satu aspek yang lebih rumit dari proyek ini adalah bagaimana memuat semua fungsi/sketsa ke papan tulis. Metode termudah adalah mengunduh sketsa kapan pun saya perlu mengubah fungsi. Metode lain adalah menggabungkan semua sketsa. Saya memutuskan untuk tidak menggunakan kedua metode ini. Metode kombinasi akan membuat sulit untuk mengintegrasikan setiap perubahan yang dibuat pada sketsa sumber asli. Metode menggabungkan juga memiliki masalah bahwa jumlah SRAM yang tersedia tidak cukup tanpa menulis ulang dan menggali ke dalam perpustakaan dan sketsa yang digunakan, lagi-lagi masalah pemeliharaan.

Metode yang saya pilih adalah menulis sebuah aplikasi bernama AVRMultiSketch yang bekerja dengan Arduino IDE untuk memuat sketsa ke dalam flash dengan menggeser lokasi memori mereka. Sumber sketsa tidak dimodifikasi dengan cara apa pun. Mereka berlari di papan seolah-olah mereka satu-satunya sketsa. Cara kerjanya dijelaskan secara rinci pada readme GitHub open source untuk AVRMultiSketch. Lihat https://github.com/JonMackey/AVRMultiSketch untuk detail lebih lanjut. Repositori ini juga berisi sketsa yang saya gunakan/tulis/modifikasi, yang dapat digunakan secara individual.

Untuk beralih di antara sketsa, papan memiliki empat tombol: Setel ulang, dan tombol berlabel 0, 1, 2. Saat dihidupkan atau disetel ulang, jika Anda tidak melakukan apa pun, fungsi terakhir yang dipilih akan dijalankan. Jika Anda menahan salah satu tombol bernomor, Anda memilih sketsa/fungsi. Sketsa menjadi sketsa yang dipilih. LED putih di bawah setiap tombol fungsi menyala untuk mencerminkan pilihan saat ini.

Saat ini papan hanya menampung 3 sketsa, tetapi dapat menampung beberapa sketsa lagi. Dalam hal ini, dengan asumsi hanya 3 bit/tombol bernomor, ia dapat menampung hingga 7 dengan menahan lebih dari satu tombol.

Skema terlampir pada langkah berikutnya

Braket dukungan minimal tersedia di thingiverse. Lihat

Papan untuk versi 1.5 dibagikan di PCBWay. Lihat

Hubungi saya jika Anda menginginkan papan yang dirakit dan diuji.

Langkah 1: Instruksi untuk Merakit Papan

Instruksi untuk merakit papan (atau hampir semua papan kecil) berikut.

Jika Anda sudah tahu cara membuat papan SMD, lewati ke langkah 13.

Langkah 2: Kumpulkan Bagian

Saya mulai dengan menempelkan selembar kertas ke meja kerja dengan label untuk semua bagian yang sangat kecil (resistor, kapasitor, LED). Hindari menempatkan kapasitor dan LED bersebelahan. Jika mereka bercampur, mungkin sulit untuk membedakannya.

Saya kemudian mengisi kertas dengan bagian-bagian ini. Di sekitar tepi saya menambahkan yang lain, mudah untuk mengidentifikasi bagian.

(Perhatikan bahwa saya menggunakan selembar kertas yang sama untuk papan lain yang saya rancang, jadi hanya beberapa lokasi di foto yang memiliki bagian di sebelah/pada label)

Langkah 3: Pasang Papan

Menggunakan sepotong kayu kecil sebagai blok pemasangan, saya mengganjal papan PCB di antara dua potong papan prototipe bekas. Papan prototipe dipegang ke blok pemasangan dengan selotip ganda (tidak ada selotip pada PCB itu sendiri). Saya suka menggunakan kayu untuk blok pemasangan karena secara alami non-konduktif/antistatis. Juga mudah untuk memindahkannya sesuai kebutuhan saat menempatkan suku cadang.

Langkah 4: Terapkan Pasta Solder

Oleskan pasta solder ke bantalan SMD, biarkan bantalan lubang terbuka. Menjadi tangan kanan, saya biasanya bekerja dari kiri atas ke kanan bawah untuk meminimalkan kemungkinan mengolesi pasta solder yang sudah saya terapkan. Jika Anda mengolesi pasta, gunakan lap bebas serat seperti untuk menghapus riasan. Hindari menggunakan tisu/tisu. Mengontrol jumlah pasta yang diterapkan pada setiap pad adalah sesuatu yang Anda pahami melalui coba-coba. Anda hanya ingin sedikit olesan pada setiap pembalut. Ukuran dab relatif terhadap ukuran dan bentuk pad (cakupan kira-kira 50-80%). Jika ragu, gunakan lebih sedikit. Untuk pin yang berdekatan, seperti paket TSSOP LVC125A yang saya sebutkan sebelumnya, Anda menerapkan strip yang sangat tipis di semua bantalan daripada mencoba menerapkan setetes terpisah ke masing-masing bantalan yang sangat sempit ini. Saat solder meleleh, topeng solder akan menyebabkan solder bermigrasi ke bantalan, seperti bagaimana air tidak akan menempel pada permukaan yang berminyak. Solder akan manik atau pindah ke area dengan bantalan terbuka.

Saya menggunakan pasta solder dengan titik leleh rendah (137C Melting Point) Foto kedua adalah papan v1.3 dan jenis pasta solder yang saya gunakan.

Langkah 5: Tempatkan Bagian SMD

Tempatkan bagian SMD. Saya melakukan ini dari kiri atas ke kanan bawah, meskipun tidak membuat banyak perbedaan selain Anda cenderung kehilangan bagian. Bagian-bagian ditempatkan menggunakan pinset elektronik. Saya lebih suka pinset dengan ujung melengkung. Ambil bagian, putar blok pemasangan jika perlu, lalu letakkan bagian itu. Beri setiap bagian ketukan ringan untuk memastikan bagian itu rata di papan. Saat menempatkan bagian, saya menggunakan dua tangan untuk membantu penempatan yang tepat. Saat menempatkan mcu persegi, ambil secara diagonal dari sudut yang berlawanan.

Periksa papan untuk memastikan kapasitor terpolarisasi berada di posisi yang benar, dan semua chip diorientasikan dengan benar.

Langkah 6: Saatnya Pistol Udara Panas

Saya menggunakan pasta solder suhu rendah. Untuk pistol model saya, saya menyetel suhu ke 275C, aliran udara disetel ke 7. Pegang pistol tegak lurus ke papan pada sekitar 4cm di atas papan. Solder di sekitar bagian pertama membutuhkan beberapa saat untuk mulai meleleh. Jangan tergoda untuk mempercepat dengan menggerakkan pistol ke dekat papan. Hal ini umumnya menghasilkan meniup bagian-bagian di sekitar. Setelah solder meleleh, lanjutkan ke bagian papan yang tumpang tindih berikutnya. Bekerja dengan cara Anda di seluruh papan.

Saya menggunakan YAOGONG 858D SMD Hot Air Gun. (Di Amazon dengan harga kurang dari $40.) Paket termasuk 3 nozel. Saya menggunakan nozel terbesar (8mm). Model/gaya ini dibuat atau dijual oleh beberapa vendor. Saya telah melihat peringkat di semua tempat. Pistol ini bekerja dengan sempurna untuk saya.

Langkah 7: Perkuat Jika Diperlukan

Jika papan memiliki konektor kartu SD yang dipasang di permukaan atau soket audio yang dipasang di permukaan, dll., gunakan solder kawat tambahan ke bantalan yang digunakan untuk memasang wadahnya ke papan. Saya telah menemukan bahwa pasta solder saja umumnya tidak cukup kuat untuk mengamankan bagian-bagian ini dengan andal.

Langkah 8: Membersihkan/menghapus Fluks SMD

Pasta solder yang saya gunakan diiklankan sebagai "tidak bersih". Anda perlu membersihkan papan, itu terlihat jauh lebih baik dan akan menghilangkan manik-manik kecil dari solder di papan. Dengan menggunakan sarung tangan lateks, nitril, atau karet di ruang yang berventilasi baik, tuangkan sedikit Penghilang Fluks ke dalam piring keramik atau baja tahan karat kecil. Tutup kembali botol penghilang fluks. Dengan menggunakan sikat kaku, oleskan sikat pada penghilang fluks dan gosok area papan. Ulangi sampai Anda benar-benar menggosok permukaan papan. Saya menggunakan sikat pembersih pistol untuk tujuan ini. Bulu sikatnya lebih kaku dari kebanyakan sikat gigi.

Langkah 9: Tempatkan dan Solder Semua Bagian Lubang Palung

Setelah penghilang fluks menguap dari papan, tempatkan dan solder semua bagian lubang, terpendek hingga tertinggi, satu per satu.

Langkah 10: Flush Cut Through Hole Pins

Dengan menggunakan tang pemotong rata, rapikan pin lubang tembus di bagian bawah papan. Melakukan hal ini membuat menghilangkan residu fluks lebih mudah.

Langkah 11: Panaskan Kembali Melalui Pin Lubang Setelah Kliping

Untuk tampilan yang bagus, panaskan kembali solder pada pin lubang tembus setelah dipotong. Ini menghilangkan tanda geser yang ditinggalkan oleh pemotong flush.

Langkah 12: Hapus Fluks Lubang Melalui

Menggunakan metode pembersihan yang sama seperti sebelumnya, bersihkan bagian belakang papan.

Langkah 13: Terapkan Kekuatan ke Papan

Terapkan daya ke papan (6 hingga 12V). Jika tidak ada yang menggoreng, ukur 5V, 3v3, dan 12V. 5V dan 3v3 dapat diukur dari tab besar pada dua chip regulator. 12V dapat diukur dari R3, ujung resistor paling dekat dengan papan kiri bawah (colokan listrik kiri atas).

Langkah 14: Muat Bootloader

Dari menu Alat Arduino IDE, pilih Papan dan opsi lain untuk mcu yang ditargetkan.

Pada desain papan saya, saya hampir selalu memiliki konektor ICSP. Jika Anda tidak memiliki Arduino sebagai ISP atau programmer ICSP lainnya, Anda dapat membuatnya di papan tempat memotong roti untuk tujuan mengunduh bootloader ke papan programmer. Pilih Arduino sebagai ISP dari item menu programmer, lalu pilih burn bootloader. Selain mengunduh bootloader, ini juga akan mengatur sekering dengan benar. Di foto, papan di sebelah kiri jadi sasaran. Papan di sebelah kanan adalah ISP.

Langkah 15: Muat Sketsa Multi

Ikuti instruksi pada repositori GitHub saya untuk AVRMultiSketch untuk memuat sketsa multi ke dalam flash melalui port serial di papan tulis. Repositori GitHub AVRMultiSketch berisi semua sketsa yang ditampilkan di foto. Bahkan jika Anda tidak berencana untuk membangun papan, Anda mungkin menemukan NOR Flash Hex Copier dan sketsa Tegangan Tinggi AVR berguna.

Langkah 16: Selesai

Saya juga telah merancang beberapa papan adaptor saat menggunakan chip yang tidak dipasang, seperti saat papan tempat memotong roti.

- Adaptor ICSP ATtiny85. Digunakan untuk memprogram ATtiny85 mandiri.

- ATtiny84 ke ATtiny85. Ini digunakan untuk pemrograman tegangan tinggi dan terhubung ke adaptor ATtiny85 ICSP.

- NOR adaptor Flash.

Untuk melihat beberapa desain saya yang lain, kunjungi

Langkah 17: Versi Sebelumnya 1.3

Di atas adalah foto-foto versi 1.3. Versi 1.3 tidak memiliki USB Serial, sekering yang dapat disetel ulang, dan LED indikator fungsi. Satu varian versi 1.3 menggunakan ATmega644pa (atau 1284P)

Jika Anda tertarik untuk membangun versi 1.3, kirimkan saya pesan (daripada menambahkan komentar.)