Đồ trang sức hiển thị tin nhắn được cá nhân hóa: 16 bước

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Vào khoảng tháng trước, chúng tôi đã chào đón các tân sinh viên mới đến với khoa. Bạn tôi nảy ra một ý tưởng rằng chúng ta nên có một số loại quà tặng cho họ, và đây là kế hoạch của tôi. Tôi đã mất một ngày để thử nghiệm cách chế tạo chiếc đầu tiên, sau đó vài giờ để chế tạo phần còn lại 4.

Đồ trang sức được kiểm soát ATTINY414. Thông báo được lưu trữ trên MCU và sau đó hiển thị từng chữ cái một trên màn hình 7 đoạn anode chung. Bạn có thể có một tin nhắn rất dài vì từ 10 chữ cái của tôi chỉ sử dụng 400 byte không gian chương trình trên thiết bị 4k. Các chân cathode của màn hình hiển thị 7 đoạn được kết nối với MCU thông qua các điện trở 1k.

Tôi đã cố gắng sử dụng càng nhiều bộ phận tôi đã có trong tay càng tốt và hóa ra chúng tôi chỉ phải mua giá đỡ pin và pin. Các món đồ trang sức cũng khá rẻ để chế tạo, chỉ hơn 2 đô la mỗi chiếc không bao gồm pin.

Phần này rất lý tưởng để trang trí hoặc treo trên túi của bạn.

Lưu ý: Đây là sản phẩm có thể hướng dẫn đầu tiên của tôi và tôi đã chụp ít ảnh hơn mức cần thiết. Tôi sẽ bù đắp cho những điều đó bằng cách vẽ một số phác thảo cho những bước tôi không có hình ảnh. Cũng xin lỗi vì cách viết có thể gây nhầm lẫn.

Lưu ý 2: Bạn có thể sử dụng bất kỳ bộ vi điều khiển nào cho dự án này, vị trí trong Sách hướng dẫn này là dành cho ATTINY414 và các thiết bị tương thích với chân cắm khác.

Quân nhu

(Danh sách dành cho 1 mảnh)

Các bộ phận

• 1x Bảng đột phá cho chip SOP28 / TSSOP28
• 1x ATTINY414 (bạn có thể sử dụng các bộ vi điều khiển khác và tự điều chỉnh nó)
• Điện trở 7x 1k (THT, 1/4 hoặc 1/8 W)
• Tụ điện 1x 100nF (THT hoặc SMD)
• Màn hình hiển thị 7 đoạn anode chung 1x 0,56in
• 1x Công tắc trượt
• 1x Giá đỡ pin di động đồng xu (Tôi đã sử dụng CR2032 ở đây.)
• Một số dây AWG30 và chân điện trở (để nhảy trong khu vực chật hẹp)
• Nhãn dán hoặc băng dính hai mặt (để che khu vực tránh bị chập)
• Ống co 1mm
• 1x móc khóa

Công cụ

• Sắt hàn và máy hút khói
• Giúp đỡ bàn tay hoặc người giữ PCB
• Hàn đường kính nhỏ (tôi đã sử dụng 0,025in.)
• RMA Flux
• Khăn tẩm cồn hoặc cồn Isopropyl + Bàn chải phẳng
• Khăn giấy
• Băng keo
• Lập trình vi điều khiển (dựa trên MCU của bạn)

Bước 1: Thiết kế chung

Những bản phác thảo này là bố cục sơ bộ về cách mọi thứ được đặt trên bảng đột phá trong thiết kế của tôi.

Lưu ý: Bo mạch phá vỡ tôi sử dụng có đánh số chân trên mỗi lỗ dựa trên cách đánh số chân IC phổ biến ở mỗi bên. Khi tôi giải quyết các lỗ này, tôi sẽ sử dụng Txx cho mặt trên (nơi đặt MCU) và Bxx cho mặt dưới. Nếu bạn đang bối rối về nơi để hàn những thứ, hãy tham khảo những hình ảnh này.

Bước 2: Kiểm tra các thành phần của bạn

Trước khi bắt đầu, hãy đảm bảo rằng các bộ phận của bạn đang trong tình trạng hoạt động, đặc biệt là bộ vi điều khiển và màn hình. Vì các bộ phận sẽ được nhồi nhét trong các không gian nhỏ, việc hoàn thiện nó và sau đó nhận ra rằng màn hình của bạn không hoạt động là điều cuối cùng bạn muốn, vì vậy hãy kiểm tra chúng trước!

Bước 3: Lập trình vi điều khiển

Chương trình

Chương trình cho vi điều khiển khá đơn giản và bao gồm các bước sau:

• Đặt các chân thấp cho chữ cái đầu tiên.
• Trì hoãn một chút
• Đặt tất cả các chân cao để làm trống màn hình (tùy chọn)
• Trì hoãn một chút
• Đặt các chân thấp cho chữ cái thứ hai.
• Rửa sạch và lặp lại

Tôi đã đính kèm mã mà tôi đã sử dụng. Bạn có thể biên dịch nó bằng trình biên dịch XC8 trên MPLAB X. Tuy nhiên, vì tôi đã sử dụng PA0 cho phân đoạn A, bạn sẽ phải tắt UPDI thông qua bit cầu chì để nó hoạt động (giải thích bên dưới).

Chọn đúng cổng

Bây giờ bạn phải chọn cổng nào của bộ vi điều khiển để sử dụng. Thông thường đối với vi điều khiển có 14 chân thì sẽ có một cổng 8 bit và một cổng 4 bit. Vì màn hình 7 đoạn có 8 chân cathode (bao gồm cả dấu thập phân), sử dụng cổng 8 bit là thuận tiện nhất vì bạn có thể sử dụng quyền truy cập cổng trực tiếp để đặt giá trị cổng trong một lệnh duy nhất.

Cân nhắc 1: Dấu vết chéo

Tuy nhiên, lựa chọn có thể khác nhau do sơ đồ chân bộ vi điều khiển và định tuyến dây giữa MCU của bạn và màn hình. Để thực hiện công việc dễ dàng nhất, bạn muốn có ít dấu vết chéo nhất.

Ví dụ: trên ATTINY414, cổng 8-bit là PORTA. Nếu bạn đã gán PA0 cho phân đoạn A, PA1 cho phân đoạn B, v.v., số lượng dấu vết chéo là 1 (phân đoạn F và G) là chấp nhận được đối với tôi.

Chú giải: Một mặt của bo mạch có thể chứa 5 điện trở 1/4 w một cách an toàn.

Cân nhắc 2: Các chức năng thay thế của ghim

Trong một số trường hợp, nếu các chân trên cổng bạn muốn sử dụng có các chức năng thay thế như chân lập trình, thì các chân này sẽ không hoạt động như chân GPIO, do đó bạn có thể phải tránh chúng hoặc vô hiệu hóa hoàn toàn lập trình, lựa chọn là của bạn.

Ví dụ: trên ATTINY414, chân lập trình UPDI nằm trên chân A0 trên PORTA. Nếu bạn sử dụng cổng này làm đầu ra, nó sẽ không hoạt động vì cổng sẽ được sử dụng làm UPDI thay vì GPIO. Bạn có 3 tùy chọn ở đây với ưu / nhược điểm của chúng:

• Tắt UPDI qua các bit cầu chì: Bạn sẽ không thể lập trình lại thiết bị trừ khi bạn sử dụng 12v để kích hoạt lại chức năng UPDI (rất tiếc là tôi đã làm điều này nhưng bạn không cần phải làm như vậy).
• Chỉ sử dụng PA7-PA1: Bạn sẽ không thể sử dụng dấu thập phân ở đây trừ khi bạn cũng sử dụng PORTB để trợ giúp, nhưng bạn vẫn sẽ có sẵn chương trình (tùy chọn tốt nhất).
• Sử dụng PORTB để trợ giúp: Mã dài hơn nhưng cũng hoạt động nếu sơ đồ chân quá lộn xộn.

Chú giải: Cố gắng chọn bộ vi điều khiển có số lượng chân lập trình ít hơn, ATTINY414 sử dụng UPDI chỉ sử dụng 1 chân để giao tiếp, do đó bạn có nhiều chân GPIO hơn.

Lập trình thiết bị

Nếu bạn có ổ cắm lập trình cho thiết bị SMD, bạn có thể muốn lập trình nó trước khi hàn MCU vào bo mạch chủ. Nhưng nếu bạn không làm vậy, trước tiên hàn có thể giúp bạn lập trình. Số dặm có thể thay đổi. Trong trường hợp của tôi, tôi kết nối PICKIT4 với một bảng đột phá, sau đó dùng ngón tay để đẩy MCU vào bảng. Nó hoạt động nhưng không tốt lắm (ổ cắm lập trình hiện đã có trong danh sách mong muốn của tôi).

Bước 4: Hàn bộ vi điều khiển

Không có gì lạ mắt ở bước này. Bạn phải hàn bộ vi điều khiển với bo mạch chủ. Có rất nhiều hướng dẫn trên Youtube về cách hàn các bộ phận SMD. Tóm lại, những điều cần thiết là:

• Làm sạch đầu mỏ hàn
• Lượng chất hàn phù hợp
• Nhiệt độ thích hợp
• Rất nhiều thông lượng
• Rất nhiều kiên nhẫn và thực hành

Quan trọng: Đảm bảo hàn chân 1 của MCU với chân 1 của bảng đột phá!

Bây giờ MCU đã được hàn vào bo mạch, chúng ta có thể tiếp tục bước tiếp theo.

Bước 5: Hàn tụ điện

Có một quy tắc ngón tay cái trong điện tử là khi bạn có một vi mạch trong mạch của mình, hãy thêm một tụ điện 100nF gần các chân nguồn của nó và điều đó không ngoại lệ ở đây. Tụ này được gọi là tụ tách và nó sẽ giúp mạch của bạn ổn định hơn. 100nF là một giá trị chung hoạt động với hầu hết các mạch.

Bạn phải hàn tụ điện càng gần chân Vcc và GND của MCU càng tốt. Không có nhiều không gian ở đây nên tôi chỉ cắt chân của nó theo kích thước và hàn trực tiếp vào chân MCU.

Bước 6: Làm sạch Flux 1

Trong khi thông lượng là yếu tố cần thiết cho quá trình hàn. Để nó trên bảng sau khi hàn sẽ không tốt cho bạn vì nó có thể ăn mòn bảng. Thông lượng cặn có thể được hòa tan bằng cách sử dụng Isopropyl Alcohol. Tuy nhiên, bạn cũng phải lau sạch chất trợ dung ra khỏi bảng trước khi cồn bay hơi hết nếu không chất chảy dính bây giờ sẽ bao phủ toàn bộ bảng.

Đây là kỹ thuật mà tôi áp dụng khá tốt: đặt bảng sang một bên trên một tờ giấy ăn, sau đó ngâm một cây cọ vẽ phẳng trong cồn và nhanh chóng "vẽ" cồn trên bảng theo hướng xuống giấy lụa. Bạn sẽ thấy thông lượng màu vàng xuất hiện trên khăn giấy. Để chắc chắn rằng hầu hết các chất trợ dung đã được loại bỏ, hãy kiểm tra xem bảng mạch của bạn có không bị dính và các vũng chất trợ dung xung quanh các mối nối hàn gần như đã biến mất. Xem hình trên để biết thêm chi tiết.

Lý do cho việc làm sạch này: Để làm sạch bộ vi điều khiển. Phần sau này sẽ khó tiếp cận hơn nhiều.

Bước 7: Hàn màn hình 7 đoạn

Bây giờ chúng ta sẽ phá vỡ các quy tắc về hàn các thiết bị có cấu hình thấp nhất trước tiên và bắt đầu từ màn hình 7 phân đoạn. Bằng cách này, chúng tôi có thể hàn các điện trở vào chân của màn hình 7 đoạn.

Vì hiện tại chúng tôi có rất ít lỗ trống còn lại trên bảng, chúng tôi sẽ cắt bỏ chân cực dương chung phía dưới của màn hình để nhường chỗ cho chân âm của giá đỡ pin. Sau đó hàn lại bình thường. Chỉ cần uốn cong chân của màn hình ra ngoài một chút, giữ nó ở vị trí (băng dính có thể hữu ích ở đây) và hàn nó ở mặt trên của bảng.

Bước 8: Hàn điện trở phía dưới cùng

Bước tiếp theo sẽ là hàn các điện trở ở mặt dưới của bảng. Trước khi bắt đầu, hãy đặt băng dính hai mặt hoặc nhãn dán lên các tấm TSSOP mà chúng tôi không sử dụng để ngăn chặn hiện tượng đoản mạch.

Bây giờ các tấm đệm đã được che phủ, hãy lấy điện trở ra và bắt đầu uốn cong chân của chúng. Chúng sẽ kết nối giữa các chân MCU (bên TRÁI của bảng) và các chân hiển thị (bên PHẢI của bảng). Đảm bảo chúng không chạm vào nhau và có đủ khoảng cách giữa chúng.

Lời khuyên: Bảng đột phá của bạn có thể có một số lỗ được khoan trên bảng. Đây là những điểm thuận tiện để gắn móc khóa. Đảm bảo rằng một trong những lỗ này không bị che bởi chân của điện trở.

Bước 9: Hàn điện trở phía trên

Nếu bạn không thể lắp mọi điện trở ở mặt dưới của bảng, bạn có thể phải đặt một số điện trở ở mặt trên. Vì bộ vi điều khiển cũng nằm ở phía này nên bạn sẽ phải thu nhỏ các chân điện trở của mình để ngăn chúng chạm vào bộ vi điều khiển. Các thủ tục còn lại giữ nguyên như bước cuối cùng.

Bước 10: Hàn công tắc

Phần tiếp theo để hàn là công tắc trượt để bật và tắt nguồn. Tôi sử dụng công tắc trượt 1P2T ở đây.

Một lần nữa do các lỗ còn lại hạn chế, hãy cắt một bên chốt của công tắc đi

Sau đó hàn chốt bên còn lại của công tắc. Để ghim ở giữa không được bán.

Bước 11: Hàn dây và jumper

Dựa trên thiết kế của bạn, bạn có thể có số lượng dây nhiều hơn hoặc ít hơn để hàn. Trong thiết kế của tôi, có 2 dây (dây nguồn cho MCU) và 2 jumper (nguồn cho màn hình và thêm cầu nối cho MCU).

Chỉ cần hàn chúng một cách chính xác và bạn đã sẵn sàng.

Bước 12: Làm sạch Flux 2

Lý do cho việc vệ sinh này: Chúng tôi sẽ không còn quyền truy cập vào mặt dưới sau khi chúng tôi hàn giá đỡ pin, do đó chúng tôi phải làm sạch ngay bây giờ.

Bước 13: Hàn giá đỡ pin + bất kỳ thiết bị nhảy bổ sung nào

Đây là phần cuối cùng và khó nhất để hàn. Chúng tôi không còn đủ lỗ chuyên dụng cho giá đỡ pin vì vậy chúng tôi sẽ hàn nó như thế này: Đầu cực dương chia sẻ lỗ với chân của công tắc mà chúng tôi để lại chưa bán (bước 10) và đầu cực âm đi vào lỗ mà chúng tôi đã để lại cắt chân màn hình ra (bước 7).

Sau đó, nếu bạn có bất kỳ dây nối bổ sung nào để hàn, hãy hàn chúng ngay bây giờ. Đối với thiết kế của tôi, tôi còn lại một jumper vì nó phải kết nối với chân âm của giá đỡ pin.

Xem hình để biết thêm chi tiết.

Bước 14: Làm sạch Flux 3

Lý do cho việc dọn dẹp này: Lần dọn dẹp cuối cùng.

Bước 15: Kiểm tra + Sửa lại lần cuối

Trước khi chúng tôi lắp pin vào, hãy đảm bảo rằng không có chân nào chạm vào nhau, cắt bất kỳ dây dẫn thừa nào, kiểm tra mối hàn của bạn. Sau khi hoàn tất, bạn có thể lắp pin vào, bật nó lên và nó sẽ hoạt động bình thường.

Nếu không, hãy kiểm tra lại tất cả các vật hàn của bạn và có thể kiểm tra xem chương trình vi điều khiển của bạn có đúng không.

Bước 16: Sản phẩm cuối cùng

Chúc mừng! Bạn đã tự làm những món đồ trang sức cá nhân hóa của mình! Hãy chắc chắn để chia sẻ nó với tôi ở đây và tận hưởng!