Mensaje personalizado que muestra baratijas: 16 pasos

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:42

Aproximadamente el mes pasado, dimos la bienvenida a nuestros nuevos estudiantes de primer año al departamento. A mi amigo se le ocurrió la idea de que deberíamos tener algún tipo de obsequio para ellos, y esta es mi opinión al respecto. Me tomó un día experimentar cómo construir el primero, luego varias horas para construir el resto 4.

La baratija está controlada por ATTINY414. El mensaje se almacena en la MCU y luego se muestra una letra a la vez en la pantalla de 7 segmentos del ánodo común. Podría tener un mensaje muy largo ya que mi palabra de 10 letras usó solo 400 bytes de espacio de programa en el dispositivo 4k. Los pines del cátodo de la pantalla de 7 segmentos están conectados al MCU a través de resistencias de 1k.

Traté de usar tantas piezas como sea posible y resulta que solo tenemos que comprar portapilas y baterías. La baratija también es bastante barata de construir, con un precio de poco más de 2 $ cada una, excluyendo la batería.

Esta pieza es ideal para decorar o para colgar en tu bolso.

Nota: Este es mi primer Instructable y tomé muchas menos fotos de las que debería. Los compensaré dibujando algunos bocetos para esos pasos. No tengo imágenes. También lo siento por la escritura potencialmente confusa.

Nota 2: Puede usar cualquier microcontrolador para este proyecto, pero la ubicación en este Instructable es para ATTINY414 y otros dispositivos compatibles con pines.

Suministros

(La lista es para 1 pieza)

Partes

• 1x placa de conexión para chip SOP28 / TSSOP28
• 1x ATTINY414 (puede utilizar otros microcontroladores y adaptarlo usted mismo)
• 7 resistencias de 1k (THT, 1/4 o 1/8 W)
• Condensador 1x 100nF (THT o SMD)
• 1x pantalla de 7 segmentos de ánodo común de 0,56 pulgadas
• 1x interruptor deslizante
• 1x soporte de batería de celda de moneda (usé CR2032 aquí).
• Algunos cables AWG30 y patas de resistencia (para saltar en áreas estrechas)
• Adhesivo o cinta adhesiva de doble cara (para cubrir el área y evitar cortocircuitos)
• Tubo retráctil de 1 mm
• 1x llavero

Instrumentos

• Soldador y extractor de humos
• Ayudar a las manos o soporte de PCB
• Soldadura de diámetro pequeño (usé 0.025 pulg.)
• Flujo RMA
• Toallitas con alcohol o alcohol isopropílico + cepillo plano
• Pañuelo de papel
• Cinta adhesiva
• Programador de microcontroladores (basado en su MCU)

Paso 1: Diseño general

Estos bocetos son el diseño aproximado de cómo se colocan las cosas en el tablero de distribución en mi diseño.

Nota: La placa de ruptura que utilizo tiene un número de pin en cada orificio basado en la numeración común de las patas del IC en cada lado. Cuando aborde estos agujeros, usaré Txx para el lado superior (donde se coloca el MCU) y Bxx para el lado inferior. Si no sabe dónde soldar las cosas, consulte estas imágenes.

Paso 2: pruebe sus componentes

Antes de comenzar, asegúrese de que sus piezas estén en condiciones de funcionamiento, especialmente el microcontrolador y la pantalla. Dado que las piezas estarán abarrotadas en los espacios pequeños, terminarlas y luego darse cuenta de que su pantalla no funciona es lo último que desea, ¡así que pruébelas primero!

Paso 3: programe el microcontrolador

El programa

El programa para el microcontrolador es bastante simple y consta de los siguientes pasos:

• Coloca los pines bajos para la primera letra.
• Retrasar un poco
• Coloque los pines en alto para dejar la pantalla en blanco (opcional)
• Retrasar un poco
• Coloque los pines bajos para la segunda letra.
• Enjuague y repita

Adjunté el código que usé. Puede compilarlo con un compilador XC8 en MPLAB X. Sin embargo, dado que usé PA0 para el segmento A, tendrá que deshabilitar UPDI a través del bit de fusible para que funcione (explicación a continuación).

Seleccionar los puertos correctos

Ahora tienes que seleccionar qué puertos del microcontrolador usar. Normalmente, para el microcontrolador con 14 pines, habrá un puerto de 8 bits y un puerto de 4 bits. Dado que la pantalla de 7 segmentos tiene 8 pines de cátodo (incluido el punto decimal), usar el puerto de 8 bits es lo más conveniente porque puede usar el acceso directo al puerto para establecer el valor del puerto en un solo comando.

Consideración 1: trazas cruzadas

Sin embargo, la elección puede variar debido a la distribución de pines de su microcontrolador y al enrutamiento de cables entre su MCU y la pantalla. Para facilitar el trabajo, desea la menor cantidad de trazos cruzados.

Por ejemplo, en ATTINY414, el puerto de 8 bits es PORTA. Si asignó PA0 al segmento A, PA1 al segmento B y así sucesivamente, la cantidad de traza cruzada es 1 (segmento F y G) que es aceptable para mí.

Sugerencia: un lado de la placa puede albergar de forma segura cinco resistencias de 1/4 W.

Consideración 2: funciones alternativas de los pines

En algunos casos, si los pines del puerto que desea utilizar tienen funciones alternativas, como pines de programación, estos pines no funcionarán como pines GPIO, por lo tanto, es posible que deba evitarlos o deshabilitar la programación por completo, la elección es suya.

Por ejemplo, en ATTINY414 el pin de programación UPDI está en el pin A0 en PORTA. Si usa este puerto como salida, no funcionará porque el puerto se usará como UPDI en lugar de GPIO. Aquí tienes 3 opciones con sus pros / contras:

• Deshabilitar UPDI a través de bits de fusible: no podrá volver a programar el dispositivo a menos que use 12v para volver a habilitar la función UPDI (desafortunadamente hice esto pero no es necesario).
• Use solo PA7-PA1: No podrá usar un punto decimal aquí a menos que también use PORTB para ayudar, pero aún tendrá programación disponible (la mejor opción).
• Use PORTB para ayudar: código más largo, pero también funciona si el pinout es demasiado complicado de lo contrario.

Sugerencia: intente seleccionar el microcontrolador con menos cantidad de pines de programación, ATTINY414 usa UPDI que solo usa 1 pin para comunicarse, por lo que tiene más pines GPIO disponibles.

Programando el dispositivo

Si tiene un enchufe de programación para el dispositivo SMD, es posible que desee programarlo antes de soldar la MCU a la placa de conexión. Pero si no lo hace, soldar primero podría ayudarlo con la programación. El kilometraje puede variar. En mi caso, conecto el PICKIT4 a una placa de conexión y luego uso mi dedo para empujar la MCU contra la placa. Funciona, pero no muy bien (el conector de programación está ahora en mi lista de deseos).

Paso 4: suelde el microcontrolador

No hay nada lujoso en este paso. Tienes que soldar el microcontrolador a la placa de conexión. Hay muchos tutoriales en Youtube sobre cómo soldar las piezas SMD. Para resumir, los esenciales son:

• Punta de cautín limpia
• La cantidad adecuada de soldadura
• La temperatura adecuada
• Mucho flujo
• Mucha paciencia y práctica.

Importante: asegúrese de soldar el pin 1 del MCU al pin 1 de la placa de conexión.

Ahora que la MCU está soldada a la placa, podemos continuar con el siguiente paso.

Paso 5: suelde el condensador

Existe una regla general en la electrónica de que cuando tiene un IC en su circuito, agregue un capacitor de 100nF cerca de sus pines de alimentación, y esa no es una excepción aquí. Este condensador se llama condensador de desacoplamiento y hará que su circuito sea más estable. 100nF es un valor general que funciona con la mayoría de los circuitos.

Debe soldar el condensador lo más cerca posible a través de los pines Vcc y GND de la MCU. No hay mucho espacio aquí, así que simplemente corté sus patas a medida y las soldaré directamente a las patas de la MCU.

Paso 6: Limpieza de fundente 1

Mientras que el fundente es esencial para soldar. Dejarlo en la placa después de soldar no es bueno para usted porque puede corroer la placa. El fundente residual se puede disolver con alcohol isopropílico. Sin embargo, también debe limpiar el fundente del tablero antes de que el alcohol se evapore o, de lo contrario, el fundente pegajoso cubrirá ahora todo el tablero.

Esta es la técnica que utilizo que funciona bastante bien: coloque la tabla de lado sobre un papel de seda, luego empape una brocha de pintura plana en alcohol y rápidamente "pinte" el alcohol en la tabla hacia abajo hasta el papel de seda. Verá aparecer un flujo amarillo en el papel de seda. Para asegurarse de que se elimine la mayor parte del fundente, compruebe si su placa no está pegajosa y si los charcos de fundente alrededor de las juntas de soldadura han desaparecido en su mayoría. Vea una imagen de arriba para más detalles.

Motivo de esta limpieza: Para limpiar el microcontrolador. La pieza será mucho más difícil de alcanzar más tarde.

Paso 7: suelde la pantalla de 7 segmentos

Ahora romperemos las reglas sobre la soldadura de los dispositivos de perfil más bajo primero y comenzaremos desde la pantalla de 7 segmentos. De esta manera, podríamos soldar las resistencias a las patas de la pantalla de 7 segmentos.

Dado que ahora tenemos agujeros libres muy limitados en la placa, cortaremos el pin del ánodo común inferior de la pantalla para dar paso al pin negativo del soporte de la batería. Luego suelde normalmente. Simplemente doble un poco las patas de la pantalla hacia afuera, manténgala en su lugar (la cinta de enmascarar puede ser útil aquí) y suéldela en la parte superior de la placa.

Paso 8: suelde las resistencias del lado inferior

El siguiente paso sería soldar las resistencias en la parte inferior de la placa. Antes de comenzar, coloque cinta adhesiva de doble cara o adhesivo sobre las almohadillas TSSOP que no usamos para evitar cortocircuitos.

Ahora que las almohadillas están cubiertas, saque las resistencias y comience a doblar las piernas. Se conectarán entre las patas de la MCU (lado IZQUIERDO del tablero) y las patas de la pantalla (lado DERECHO del tablero). Asegúrese de que no se toquen entre sí y de que haya suficiente espacio entre ellos.

Sugerencia: es posible que su tabla de ruptura venga con algunos agujeros perforados en la tabla. Estos son lugares convenientes para colocar el llavero. Asegúrese de que uno de estos agujeros no esté cubierto por las patas de las resistencias.

Paso 9: suelde las resistencias del lado superior

Si no puede colocar todas las resistencias en la parte inferior de la placa, es posible que deba colocar algunas en la parte superior. Dado que el microcontrolador también está en este lado, tendrá que encoger las patas de la resistencia para evitar que toquen el microcontrolador. El resto de los procedimientos siguen siendo los mismos que en el último paso.

Paso 10: suelde el interruptor

La siguiente parte para soldar es el interruptor deslizante para encender y apagar. Yo uso un interruptor deslizante 1P2T aquí.

Nuevamente, debido a los orificios limitados que quedan, corte un pasador lateral del interruptor para apagarlo

Luego suelde el pasador lateral restante del interruptor. Deje el pasador central sin soldar.

Paso 11: suelde los cables y los puentes

Según su diseño, es posible que tenga más o menos cables para soldar. En mi diseño, hay 2 cables (cables de alimentación para la MCU) y 2 puentes (alimentación para la pantalla y puente adicional para la MCU).

Solo suéldalos correctamente y listo.

Paso 12: Limpieza de fundente 2

Motivo de esta limpieza: Ya no tendremos acceso a la parte inferior después de que hayamos soldado el soporte de la batería, por lo tanto, tenemos que limpiar ahora.

Paso 13: suelde el soporte de la batería + cualquier puente adicional

Esta es la última y más complicada pieza de soldar. No nos quedan suficientes orificios dedicados para el soporte de la batería, así que lo soldaremos así: El terminal positivo compartió el orificio con la pata del interruptor que dejamos sin soldar (paso 10) y el terminal negativo va en el orificio que nos queda. cortando la pata de la pantalla (paso 7).

Luego, si tiene puentes adicionales para soldar, hágalo ahora. Para mi diseño, me queda un puente porque tiene que conectarse al pin negativo del soporte de la batería.

Vea la imagen para más detalles.

Paso 14: Limpieza de fundente 3

Razón de esta limpieza: La limpieza final.

Paso 15: Prueba + Retoque final

Antes de colocar la batería, asegúrese de que las patas no se toquen entre sí, corte los cables sobrantes y compruebe la soldadura. Una vez que haya terminado, puede colocar una batería, encenderla y debería funcionar correctamente.

Si no es así, revise todas sus soldaduras nuevamente y tal vez verifique si su programa de microcontrolador es correcto.

Paso 16: Producto final

¡Felicitaciones! ¡Has hecho tus propias baratijas personalizadas! ¡Asegúrate de compartirlo conmigo aquí y disfrutar!