AVR programator sa visokim naponom: 17 koraka

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:05

Ovo je moj prvi Instructable. Ploča koju sam dizajnirao je AVR programer. Ploča kombinira funkcije 4 zasebne prototipne ploče koje sam izgradio u posljednjih nekoliko godina:

- Visokonaponski AVR programator, koji se prvenstveno koristi na ATtiny uređajima za postavljanje osigurača kada se linija za resetiranje koristi za I/O.

- Arduino kao ISP, 5V i 3v3 (računa se kao dvije funkcije)

- NOR Flash EEPROM programator (brzo kopira sa SD kartice na NOR Flash)

Ploča koristi uobičajene AMS1117 LDO regulatore napona za dobivanje 5V i 3v3. Visokonaponska funkcija zahtijeva 12V. Za to sam upotrijebio povećavajući DC-DC pretvarač MT3608. MCU radi na 16MHz, 5V. Promjena nivoa za sve što zahtijeva 3v3 postiže se pomoću LVC125A. LVC125A je ono što možete pronaći na mnogim modulima SD kartice. MCU je ATmega328pb. ATMega328pb je gotovo isti kao i uobičajeni ATMega328p, osim što ima još 4 I/O pina u paketu iste veličine.

Ova ploča je verzija 1.5. Nove značajke u ovoj najnovijoj verziji:- USB serijsko sučelje.- Poli osigurači koji se mogu resetirati.- LED indikatori funkcija ispod tipki za odabir funkcija.- prekidač za upravljanje serijskim resetiranjem odvajanjem DTR-a od USB serijskog čipa. - MOSFET za potpuno uklanjanje napajanja iz DC-DC 12V kada se ne koristi.

Ploča ima mogućnost dodavanja AT24Cxxx I2C serijskog EEPROM-a i postoji 5-polni I2C JST-XH-05 konektor (GND/5V/SCL/SDA/INT1) za povezivanje I2C uređaja.

Jedan od složenijih aspekata ovog projekta bio je kako učitati sve funkcije/skice na ploču. Najjednostavniji način bi bio jednostavno skinuti skicu kad god je potrebno da promijenim funkcije. Druga metoda bi bila kombinovanje svih skica. Odlučio sam se protiv obje ove metode. Metoda kombinovanja otežala bi integraciju bilo kakvih promjena napravljenih u skicama izvornog izvora. Metoda kombiniranja također ima problem što količina raspoloživog SRAM -a nije bila dovoljna bez ponovnog pisanja i ukopavanja u korištene biblioteke i skice, što je opet problem održavanja.

Metoda koju sam odabrao bila je da napišem aplikaciju pod nazivom AVRMultiSketch koja radi s Arduino IDE -om kako bi skice učitala u flash promjenom njihovih memorijskih lokacija. Izvori skica se ni na koji način ne mijenjaju. Trče na ploči kao da su jedina skica. Kako to funkcionira detaljno je opisano u otvorenom izvornom kodu GitHub readme za AVRMultiSketch. Za više detalja pogledajte https://github.com/JonMackey/AVRMultiSketch. Ovo spremište također sadrži skice koje sam koristio/napisao/izmijenio, a koje se mogu koristiti pojedinačno.

Za prebacivanje između skica ploča ima četiri dugmeta: Reset i tipke označene 0, 1, 2. Prilikom uključivanja ili resetovanja, ako ništa ne radite, pokreće se posljednja odabrana funkcija. Ako držite pritisnuto jedno od numeriranih gumba, birate skicu/funkciju. Skica postaje odabrana skica. Bijele LED diode ispod svakog od funkcijskih dugmadi svijetle kako bi odražavale trenutni odabir.

Trenutno ploča sadrži samo 3 skice, ali bi mogla sadržavati još nekoliko. U tom slučaju, pod pretpostavkom da ima samo 3 bita/numerirana dugmeta, mogao bi ugostiti do 7 držanjem više od jednog dugmeta.

Shema je priložena u sljedećem koraku

Minimalni nosač nosača dostupan je na stvarima. Pogledajte

Ploča za verziju 1.5 se dijeli na PCBWay -u. Pogledajte

Kontaktirajte me ako želite sastavljenu i provjerenu ploču.

Korak 1: Upute za sastavljanje ploče

Slijede upute za sastavljanje ploče (ili gotovo bilo koje male ploče).

Ako već znate kako izgraditi SMD ploču, prijeđite na korak 13.

Korak 2: Prikupite dijelove

Započinjem lijepljenjem papira na radni stol s oznakama za sve vrlo male dijelove (otpornici, kondenzatori, LED diode). Izbjegavajte postavljanje kondenzatora i LED dioda jedan do drugog. Ako se pomiješaju, možda će ih biti teško razlikovati.

Zatim popunjavam papir ovim dijelovima. Uz rub dodajem druge, lako prepoznatljive dijelove.

(Imajte na umu da ovaj isti komad papira koristim za druge ploče koje sam dizajnirao, pa samo nekoliko lokacija na fotografiji ima dijelove pored/na naljepnicama)

Korak 3: Postavite ploču

Koristeći mali komad drveta kao montažni blok, utisnuo sam PCB ploču između dva komada prototipne ploče za otpad. Prototipne ploče pričvršćene su za montažni blok dvostrukom ljepljivom trakom (nema trake na samoj štampanoj ploči). Volim koristiti drvo za montažni blok jer je prirodno neprovodljivo/antistatičko. Također je lako pomicati ga po potrebi prilikom postavljanja dijelova.

Korak 4: Nanesite Solder Paste

Nanesite pastu za lemljenje na SMD jastučiće, ostavljajući sve jastučiće kroz rupe gole. S obzirom da sam desnoruk, općenito radim odozgo slijeva prema dolje desno kako bih smanjio šanse razmazivanja paste za lemljenje koju sam već nanio. Ako ipak razmažete pastu, upotrijebite maramice bez dlačica poput onih za uklanjanje šminke. Izbjegavajte upotrebu Kleenex -a/maramice. Kontrola količine paste nanesene na svaki jastučić nešto je što možete shvatiti pokušajem i greškom. Samo želite mali ubod na svaki jastučić. Veličina brisa je relativna u odnosu na veličinu i oblik jastučića (približno 50-80% pokrivenosti). U nedoumici koristite manje. Za igle koje su blizu jedna drugoj, poput LVC125A TSSOP paketa koji sam ranije spomenuo, nanosite vrlo tanku traku na sve jastučiće umjesto da pokušavate nanijeti zasebnu mrlju na svaki od ovih vrlo uskih jastučića. Kada se lem otopi, maska za lemljenje će uzrokovati da lem migrira na podlogu, na neki način kao da se voda neće zalijepiti za masnu površinu. Lemljenje će se zrnati ili premjestiti na područje s izloženim jastučićem.

Koristim pastu za lemljenje sa niskom tačkom topljenja (tačka topljenja 137C) Druga fotografija je ploča v1.3 i vrsta paste za lemljenje koju koristim.

Korak 5: Postavite SMD dijelove

Postavite SMD dijelove. Ovo radim odozgo slijeva prema dolje desno, iako nema velike razlike osim što je manja vjerovatnoća da ćete propustiti dio. Dijelovi se postavljaju pomoću elektroničke pincete. Više volim pincetu sa zakrivljenim krajem. Podignite dio, okrenite montažni blok ako je potrebno, a zatim postavite dio. Lagano dodirnite svaki dio kako biste bili sigurni da sjedi ravno na ploči. Prilikom postavljanja dijela koristim dvije ruke kako bih pomogao u preciznom postavljanju. Prilikom postavljanja kvadratnog mcu -a, pokupite ga dijagonalno sa suprotnih uglova.

Pregledajte ploču kako biste provjerili jesu li polarizirani kondenzatori u ispravnom položaju i jesu li svi čipovi pravilno orijentirani.

Korak 6: Vrijeme je za pištolj s vrućim zrakom

Koristim pastu za lemljenje na niskim temperaturama. Za moj model pištolja, ja sam postavio temperaturu na 275C, protok vazduha na 7. Držite pištolj okomito na ploču na oko 4 cm iznad daske. Lemljenju oko prvih delova potrebno je neko vreme da se počne topiti. Nemojte biti u iskušenju da ubrzate stvari pomicanjem pištolja blizu daske. Ovo općenito rezultira ispuhivanjem dijelova okolo. Kad se lem otopi, prijeđite na sljedeći preklapajući dio ploče. Radite na svom putu.

Koristim toplotni pištolj YAOGONG 858D SMD. (Na Amazonu za manje od 40 USD.) Paket uključuje 3 mlaznice. Koristim najveću (8 mm) mlaznicu. Ovaj model/stil proizvodi ili prodaje nekoliko prodavača. Vidio sam ocjene posvuda. Ovaj pištolj je kod mene radio besprekorno.

Korak 7: Ojačajte ako je potrebno

Ako ploča ima površinski montirani konektor SD kartice ili površinski montirani audio priključak itd., Nanesite dodatni žičani lem na jastučiće koji se koriste za pričvršćivanje kućišta na ploču. Otkrio sam da samo pasta za lemljenje općenito nije dovoljno jaka da pouzdano učvrsti ove dijelove.

Korak 8: Čišćenje/uklanjanje SMD fluksa

Lemna pasta koju koristim reklamira se kao „nije čista“. Morate očistiti ploču, izgleda mnogo bolje i uklonit će sve male lemilice lema na ploči. Koristeći rukavice od lateksa, nitrila ili gume u dobro prozračenom prostoru, sipajte malu količinu sredstva za uklanjanje fluksa u malu posudu od keramike ili nehrđajućeg čelika. Ponovo zatvorite bočicu za uklanjanje fluksa. Koristeći čvrstu četku, utrljajte četku u sredstvo za uklanjanje fluksa i izribajte dio ploče. Ponavljajte dok potpuno ne izrišete površinu ploče. U tu svrhu koristim četku za čišćenje pištolja. Čekinje su tvrđe od većine četkica za zube.

Korak 9: Postavite i lemite sve dijelove rupa

Nakon što je sredstvo za uklanjanje fluksa isparilo s ploče, postavite i lemite sve dijelove rupa, najkraće do najviše, jedan po jedan.

Korak 10: Isperite udubljene igle

Pomoću kliješta za rezanje u ravnini obrežite klinove prolaznih rupa na donjoj strani ploče. Time ćete olakšati uklanjanje ostataka fluksa.

Korak 11: Zagrijte kroz rupe nakon izrezivanja

Za lijep izgled zagrijte lem na provrtima nakon izrezivanja. Ovo uklanja tragove smicanja koje je ostavio nož za ispiranje.

Korak 12: Uklonite prolazni otvor

Koristeći istu metodu čišćenja kao i prije, očistite stražnju stranu ploče.

Korak 13: Primijenite napajanje na ploču

Priključite napajanje na ploču (6 do 12V). Ako ništa ne prži, izmjerite 5V, 3v3 i 12V. 5V i 3v3 mogu se mjeriti iz velikog jezička na dva čipa regulatora. 12V se može mjeriti sa R3, kraj otpornika najbliži donjoj lijevoj ploči (utičnica za napajanje je gore lijevo).

Korak 14: Učitajte Bootloader

Na izborniku Arduino IDE Tools odaberite ploču i druge opcije za ciljani mcu.

Na mojim pločama gotovo uvijek imam ICSP konektor. Ako nemate Arduino kao ISP ili neki drugi ICSP programer, možete ga izgraditi na matičnoj ploči u svrhu preuzimanja pokretačkog programa na ploču programera. Odaberite Arduino kao ISP iz stavke izbornika programera, a zatim odaberite Burnt Bootloader. Osim preuzimanja pokretačkog programa, ovo će također ispravno postaviti osigurače. Na fotografiji je meta lijeva ploča. Ploča s desne strane je ISP.

Korak 15: Učitajte Multi Sketch

Slijedite upute na mojem GitHub spremištu za AVRMultiSketch za učitavanje više skica u flash preko serijskog porta na ploči. Spremište GitHub AVRMultiSketch sadrži sve skice prikazane na fotografiji. Čak i ako ne planirate graditi ploču, možda će vam biti korisne NOR Flash Hex Copier i AVR skice visokog napona.

Korak 16: Gotovo

Dizajnirao sam i nekoliko adapterskih ploča pri korištenju nemontiranih čipova, na primjer pri izradi matične ploče.

- ATtiny85 ICSP adapter. Koristi se za samostalno programiranje ATtiny85.

- ATtiny84 do ATtiny85. Ovo se koristi i za programiranje visokog napona i spojeno je na ATtiny85 ICSP adapter.

- NOR Flash adapter.

Da biste vidjeli neke od mojih drugih dizajna, posjetite

Korak 17: Prethodna verzija 1.3

Gore su fotografije verzije 1.3. Verzija 1.3 nema USB serijske, osigurače koji se mogu resetirati i LED indikatore funkcija. Jedna verzija 1.3 koristi ATmega644pa (ili 1284P)

Ako ste zainteresirani za izgradnju verzije 1.3, pošaljite mi poruku (umjesto dodavanja komentara.)