Pesan yang Dipersonalisasi Menampilkan Pernak-pernik: 16 Langkah

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

Sekitar bulan lalu, kami menyambut mahasiswa baru kami di departemen. Teman saya datang dengan ide bahwa kita harus memiliki semacam hadiah untuk mereka, dan inilah pendapat saya untuk itu. Saya butuh satu hari untuk bereksperimen tentang cara membangun yang pertama, kemudian beberapa jam untuk membangun sisanya 4.

Perhiasan tersebut dikendalikan oleh ATTINY414. Pesan disimpan di MCU dan kemudian ditampilkan satu huruf pada satu waktu pada tampilan 7 segmen common anode. Anda dapat memiliki pesan yang sangat panjang karena kata 10 huruf saya hanya menggunakan 400 byte ruang program pada perangkat 4k. Pin katoda display 7 segmen terhubung ke MCU melalui resistor 1k.

Saya mencoba menggunakan sebanyak mungkin suku cadang yang saya miliki dan ternyata kami hanya perlu membeli dudukan baterai dan baterai. Perhiasan ini juga cukup murah untuk dibuat, dengan harga lebih dari $ 2 masing-masing tidak termasuk baterai.

Bagian ini sangat ideal untuk dekorasi atau untuk digantung di tas Anda.

Catatan: Ini adalah Instruksi pertama saya dan saya mengambil lebih sedikit gambar daripada yang seharusnya. Saya akan menebusnya dengan menggambar beberapa sketsa untuk langkah-langkah yang saya tidak punya gambar. Juga maaf karena berpotensi membingungkan penulisan.

Catatan 2: Anda dapat menggunakan mikrokontroler apa pun untuk proyek ini, tetapi penempatan dalam Instruksi ini adalah untuk ATTINY414 dan perangkat lain yang kompatibel dengan pin.

Perlengkapan

(Daftar adalah untuk 1 buah)

Bagian

• 1x papan Breakout untuk SOP28/TSSOP28 chip
• 1x ATTINY414 (Anda dapat menggunakan mikrokontroler lain dan menyesuaikannya sendiri)
• Resistor 7x 1k (THT, 1/4 atau 1/8 W)
• 1x 100nF kapasitor (THT atau SMD)
• 1x 0.56in common anoda 7 segmen tampilan
• 1x Geser sakelar
• 1x tempat baterai sel koin (saya menggunakan CR2032 di sini.)
• Beberapa kabel AWG30 dan kaki resistor (untuk melompat di area sempit)
• Stiker atau selotip dua sisi (untuk menutupi area agar tidak korslet)
• tabung menyusut 1mm
• 1x gantungan kunci

Peralatan

• Solder besi dan ekstraktor asap
• Membantu tangan atau pemegang PCB
• Solder berdiameter kecil (saya menggunakan 0,025 inci.)
• Fluks RMA
• Tisu alkohol atau Isopropil Alkohol + Kuas datar
• Kertas tisu
• Selotip
• Programmer mikrokontroler (berdasarkan MCU Anda)

Langkah 1: Desain Umum

Sketsa ini adalah tata letak kasar tentang bagaimana hal-hal ditempatkan di papan breakout dalam desain saya.

Catatan: Papan breakout yang saya gunakan memiliki nomor pin di setiap lubang berdasarkan penomoran kaki IC umum di setiap sisi. Ketika saya mengatasi lubang ini, saya akan menggunakan Txx untuk sisi atas (tempat MCU ditempatkan) dan Bxx untuk sisi bawah. Jika Anda bingung di mana menyolder barang, lihat gambar-gambar ini.

Langkah 2: Uji Komponen Anda

Sebelum Anda mulai, pastikan bagian Anda dalam kondisi kerja, terutama mikrokontroler dan layar. Karena bagian-bagiannya akan dijejalkan di ruang kecil, menyelesaikannya dan kemudian menyadari bahwa tampilan Anda tidak berfungsi adalah hal terakhir yang Anda inginkan, jadi ujilah terlebih dahulu!

Langkah 3: Program Mikrokontroler

Program

Program untuk mikrokontroler cukup sederhana dan terdiri dari langkah-langkah berikut:

• Atur pin rendah untuk huruf pertama.
• Tertunda sedikit
• Atur pin all high untuk mengosongkan tampilan (opsional)
• Tertunda sedikit
• Atur pin rendah untuk huruf kedua.
• Bilas dan Ulangi

Saya telah melampirkan kode yang saya gunakan. Anda dapat mengompilasinya dengan kompiler XC8 pada MPLAB X. Namun, karena saya menggunakan PA0 untuk segmen A, Anda harus menonaktifkan UPDI melalui bit sekering agar dapat berfungsi (penjelasan di bawah).

Memilih port yang tepat

Sekarang Anda harus memilih port mikrokontroler mana yang akan digunakan. Biasanya untuk mikrokontroler dengan 14 pin, akan ada satu port 8-bit dan satu port 4-bit. Karena tampilan 7-segmen memiliki 8 pin katoda (termasuk titik desimal), menggunakan port 8-bit adalah yang paling nyaman karena Anda dapat menggunakan akses port langsung untuk mengatur nilai port dalam satu perintah.

Pertimbangan 1: Jejak silang

Namun, pilihannya mungkin berbeda karena pinout mikrokontroler dan perutean kabel antara MCU dan layar. Untuk mempermudah pekerjaan, Anda menginginkan sedikitnya jumlah jejak silang.

Misalnya, pada ATTINY414 port 8-bit adalah PORTA. Jika Anda menetapkan PA0 ke segmen A, PA1 ke segmen B dan seterusnya, jumlah cross-trace adalah 1 (segmen F dan G) yang dapat saya terima.

Protip: Satu sisi papan dapat dengan aman menampung lima resistor 1/4 w.

Pertimbangan 2: Fungsi alternatif pin

Dalam beberapa kasus, jika pin pada port yang ingin Anda gunakan memiliki fungsi alternatif seperti pin pemrograman, pin ini tidak akan berfungsi sebagai pin GPIO, oleh karena itu Anda mungkin harus menghindarinya atau menonaktifkan pemrograman sama sekali, pilihan ada di tangan Anda.

Sebagai contoh, pada ATTINY414 pin pemrograman UPDI berada pada pin A0 pada PORTA. Jika Anda menggunakan port ini sebagai output, itu tidak akan berfungsi karena port tersebut akan digunakan sebagai UPDI alih-alih GPIO. Anda memiliki 3 opsi di sini dengan pro/kontra:

• Nonaktifkan UPDI melalui bit sekering: Anda tidak akan dapat memprogram perangkat lagi kecuali jika Anda menggunakan 12v untuk mengaktifkan kembali fungsi UPDI (sayangnya saya melakukan ini tetapi Anda tidak perlu melakukannya).
• Gunakan hanya PA7-PA1: Anda tidak akan dapat menggunakan titik desimal di sini kecuali jika Anda juga menggunakan PORTB untuk membantu, tetapi Anda masih memiliki program yang tersedia (opsi terbaik).
• Gunakan PORTB untuk membantu: Kode yang lebih panjang tetapi juga berfungsi jika pinout terlalu berantakan.

Protip: Cobalah untuk memilih mikrokontroler dengan jumlah pin pemrograman yang lebih sedikit, ATTINY414 menggunakan UPDI yang hanya menggunakan 1 pin untuk berkomunikasi, sehingga Anda memiliki lebih banyak pin GPIO.

Memprogram perangkat

Jika Anda memiliki soket pemrograman untuk perangkat SMD, Anda mungkin ingin memprogramnya sebelum menyolder MCU ke papan breakout. Tetapi jika tidak, menyolder terlebih dahulu mungkin membantu Anda dalam pemrograman. Jarak tempuh dapat bervariasi. Dalam kasus saya, saya menghubungkan PICKIT4 ke satu papan breakout kemudian menggunakan jari saya untuk mendorong MCU ke papan. Ini berfungsi tetapi tidak terlalu bagus (soket pemrograman sekarang ada di daftar keinginan saya).

Langkah 4: Solder Mikrokontroler

Tidak ada yang mewah pada langkah ini. Anda harus menyolder mikrokontroler ke papan breakout. Ada banyak tutorial di Youtube tentang cara menyolder bagian SMD. Untuk meringkas, hal-hal penting adalah:

• Bersihkan ujung besi solder
• Jumlah solder yang tepat
• Suhu yang tepat
• Banyak fluks
• Banyak kesabaran dan latihan

Penting: Pastikan untuk menyolder pin 1 MCU ke pin 1 papan breakout!

Sekarang setelah MCU disolder ke papan, kita dapat melanjutkan ke langkah berikutnya.

Langkah 5: Solder Kapasitor

Ada aturan praktis dalam elektronik bahwa ketika Anda memiliki IC di sirkuit Anda, tambahkan satu kapasitor 100nF di dekat pin dayanya, dan itu tidak terkecuali di sini. Kapasitor ini disebut kapasitor decoupling dan akan membuat rangkaian Anda lebih stabil. 100nF adalah nilai umum yang bekerja dengan sebagian besar sirkuit.

Anda harus menyolder kapasitor sedekat mungkin dengan pin Vcc dan GND dari MCU. Tidak ada banyak ruang di sini jadi saya hanya memotong kakinya sesuai ukuran dan menyoldernya langsung ke kaki MCU.

Langkah 6: Pembersihan Fluks 1

Sementara fluks sangat penting untuk menyolder. Membiarkannya di papan setelah menyolder tidak baik untuk Anda karena dapat menimbulkan korosi pada papan. Fluks residu dapat dilarutkan menggunakan Isopropil Alkohol. Namun, Anda juga harus menyeka fluks dari papan sebelum alkohol menguap atau fluks lengket sekarang akan menutupi seluruh papan.

Ini adalah teknik yang saya gunakan yang bekerja dengan cukup baik: letakkan papan menyamping di atas kertas tisu, lalu rendam kuas lukis datar dalam alkohol dan dengan cepat "cat" alkohol di papan ke bawah ke kertas tisu. Anda akan melihat fluks kuning muncul di kertas tisu. Untuk memastikan bahwa sebagian besar fluks dihilangkan, periksa apakah papan Anda tidak lengket dan kumpulan fluks di sekitar sambungan solder sebagian besar hilang. Lihat gambar di atas untuk lebih jelasnya.

Alasan pembersihan ini: Untuk membersihkan mikrokontroler. Bagian itu akan jauh lebih sulit dijangkau nanti.

Langkah 7: Solder Tampilan 7-segmen

Sekarang kita akan melanggar aturan tentang menyolder perangkat profil terendah terlebih dahulu dan mulai dari tampilan 7-segmen. Dengan cara ini kita bisa menyolder resistor ke kaki tampilan 7-segmen.

Karena kami sekarang memiliki lubang bebas yang sangat terbatas yang tersisa di papan, kami akan memotong pin anoda umum bawah layar untuk memberi jalan bagi pin negatif dari dudukan baterai. Kemudian solder secara normal. Cukup tekuk kaki layar sedikit ke luar, tahan di tempatnya (selotip mungkin berguna di sini) dan solder di sisi atas papan.

Langkah 8: Solder Resistor Sisi Bawah

Langkah selanjutnya adalah menyolder resistor di sisi bawah papan. Sebelum kita mulai, letakkan selotip atau stiker dua sisi di atas bantalan TSSOP yang tidak kita gunakan untuk mencegah korslet.

Sekarang setelah bantalannya tertutup, keluarkan resistor Anda dan mulailah menekuk kakinya. Mereka akan menghubungkan antara kaki MCU (sisi KIRI papan) dan kaki layar (sisi KANAN papan). Pastikan mereka tidak saling menyentuh dan memiliki ruang yang cukup di antara mereka.

Protip: Papan breakout Anda mungkin memiliki beberapa lubang yang dibor di papan. Ini adalah tempat yang nyaman untuk memasang gantungan kunci. Pastikan salah satu lubang ini tidak tertutup oleh kaki resistor.

Langkah 9: Solder Resistor Sisi Atas

Jika Anda tidak dapat memasang setiap resistor di sisi bawah papan, Anda mungkin harus meletakkan beberapa di sisi atas. Karena mikrokontroler juga ada di sisi ini, Anda harus mengecilkan kaki resistor Anda untuk mencegahnya menyentuh mikrokontroler. Sisa prosedur tetap sama seperti langkah terakhir.

Langkah 10: Solder Saklar

Bagian selanjutnya untuk menyolder adalah sakelar geser untuk menghidupkan dan mematikan daya. Saya menggunakan sakelar geser 1P2T di sini.

Sekali lagi karena lubang yang tersisa terbatas, potong satu sisi pin sakelar

Kemudian solder pin sisi sakelar yang tersisa. Biarkan pin tengah tidak disolder.

Langkah 11: Solder Kabel dan Jumper

Berdasarkan desain Anda, Anda mungkin memiliki lebih banyak atau lebih sedikit jumlah kabel untuk disolder. Dalam desain saya, ada 2 kabel (kabel daya untuk MCU) dan 2 jumper (daya untuk tampilan dan jembatan tambahan untuk MCU).

Solder saja dengan benar dan Anda siap melakukannya.

Langkah 12: Pembersihan Fluks 2

Alasan pembersihan ini: Kami tidak akan lagi memiliki akses ke sisi bawah setelah kami menyolder dudukan baterai, oleh karena itu kami harus membersihkannya sekarang.

Langkah 13: Solder Dudukan Baterai + Semua Jumper Tambahan

Ini adalah bagian terakhir dan tersulit untuk disolder. Kami tidak memiliki cukup lubang khusus yang tersisa untuk dudukan baterai sehingga kami akan menyoldernya seperti ini: Terminal positif berbagi lubang dengan kaki sakelar yang kami biarkan tidak disolder (langkah 10) dan terminal negatif masuk ke lubang yang telah kami tinggalkan memotong kaki layar (langkah 7).

Kemudian, jika Anda memiliki jumper tambahan untuk disolder, solder sekarang. Untuk desain saya, saya memiliki satu jumper yang tersisa karena harus terhubung ke pin negatif dudukan baterai.

Lihat gambar untuk lebih jelasnya.

Langkah 14: Pembersihan Fluks 3

Alasan pembersihan ini: Pembersihan terakhir.

Langkah 15: Pengujian + Sentuhan Akhir

Sebelum memasang baterai, pastikan tidak ada kaki yang saling bersentuhan, potong kabel berlebih, periksa penyolderan Anda. Setelah selesai, Anda dapat memasukkan baterai, menyalakannya dan itu akan berfungsi dengan baik.

Jika tidak, periksa kembali semua solder Anda dan mungkin periksa apakah program mikrokontroler Anda sudah benar.

Langkah 16: Produk Akhir

Selamat! Anda telah membuat pernak-pernik pribadi Anda sendiri! Pastikan untuk membagikannya dengan saya di sini dan nikmatilah!