TinyDice: Ammattimaiset piirilevyt kotona vinyylileikkurilla: 10 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

Tämä ohje sisältää vaiheittaisen oppaan, jossa dokumentoidaan menetelmä ammattimaisten PCB -levyjen valmistamiseksi kotona vinyylileikkurin avulla luotettavasti, yksinkertaisesti ja tehokkaasti. Tämä menetelmä mahdollistaa johdonmukaisten ja korkealaatuisten PCB -yhdisteiden valmistamisen kotona, jossa on vähän yleisiä materiaaleja ja hyvin lyhyessä ajassa. Kun kaikki tiedostot ovat valmiina, koko prosessi voidaan suorittaa muutamassa tunnissa.

Oppaan aihe, tinyDice:

Tässä oppaassa prosessia kuvataan tuottamalla erä, jossa on 3 tinyDiceä, elektroninen muotti, joka perustuu atTiny85 -mikrokontrolleriin ja ohjelmiston charlieplexing, joka mahdollistaa 9 LEDin ohjaamisen vain 4 nastaa ja 4 vastusta käyttäen. Se on parannettu versio alkuperäisestä tinyDice -ohjelmastani (2014), ja kaikki tämän Instructable -ohjelman lähdetiedostot ovat ladattavissa pakattuna pakkauksena tarvikkeiden vaiheessa.

Menetelmän alkuperä:

Elektroniikan harrastajana minulla on ollut aikaisempaa kokemusta piirilevyjen valmistamisesta, mutta useimmat kotimenetelmät ovat joko liian epäluotettavia, kuten väriaineen siirtomenetelmä, tai liian monimutkaisia ja työläitä, kuten CNC -reititinmenetelmä tai UV fotoresistimenetelmä (jota olen aiemmin käsitellyt alkuperäisessä tinyDice -kuvassa). Lisäksi tuotteiden lopullinen laatu on yleensä melko heikko, varsinkin jos yrität käyttää UV -juotosnaamioita.

Näiden tyydyttävien kokemusten perusteella päätin tutkia vaihtoehtoisia menetelmiä PCB -yhdisteiden luomiseksi kotona. Koska olen äskettäin alkanut kokeilla työpöydän vinyylileikkuria, minulle tuli mieleen, että vinyylileima voisi tehdä erinomaisen ja luotettavan naamion PCB -etsaukseen. Ensimmäisessä verkkotutkimuksessa en löytänyt viittauksia ihmisiin, jotka käyttivät vinyylileimoja piirilevyjen valmistukseen, mikä yllätti minut, koska se vaikuttaa erittäin uskottavalta. Tämä sai minut kokeilemaan prosessia ja selvittämään, voisiko PCB -jälkien siirtäminen tietokoneesta kupariin toimia luotettavasti ja tehokkaasti.

Prosessien kehittäminen:

Puhtaiden ja yhtenäisten kuparijälkien tekeminen kodin piirilevylle on sinänsä saavutus, mutta jotta PCB: t toimisivat kunnolla ja kestävät pitkään, ne vaativat jonkinlaista juotosmaskia, joka estää ei -toivotut juotosillat ja suojaa kuparijäljet korroosiolta. Perinteisesti käytetty juotosmaski on UV -kovettuvan hartsin muodossa, jota on käytännössä melko vaikea käsitellä.

Alunperin tarkoituksena oli käyttää vinyylisairaita epäsuorasti naamiona UV -juotosmaskin kovettamiseen. Useilla yrityksillä en kuitenkaan voinut saada UV -naamaria kovettumaan luotettavasti vain aiottuihin paikkoihin, enkä koskaan pystynyt tekemään riittävän ohutta ja tasaista kerrosta, mikä lopulta johti joukkoon pilaantuneita levyjä. Näin jätin tämän ajatuksen romuksi ja kävi mielessä, että ehkä jonkinlaista leimaa voitaisiin myös käyttää suoraan juotosmaskina, vaikka se ei todellakaan voisi olla vinyyliä, koska se ei kestäisi juotoksen jälkilämpöä.

Tätä silmällä pitäen katsoin Kapton-teippiä, joka on itseliimautuva, ohut ja lupaa kestää riittävän korkeita lämpötiloja juottamista varten. Kapton -teippiä myydään rullina, mutta minulle kävi ilmi, että jos sitä levitettäisiin perinteisen vinyylin pohjalle, se voitaisiin leikata suoraan vinyylileikkuriin ja käyttää suoraan leimana. Ensimmäisestä kokeilusta kävi ilmi, että Kapton -teippi käyttäytyi lupaavasti vinyylileikkurissa, vaikka kaikki pienet kuplat ylittäneet leikkaukset olivat rosoisia tai epätäydellisiä, joten avain täydellisiin kaptonleimoihin oli nauhan kiinnittäminen täydellisesti vinyylitausta ilman, että sen alle jää ilmaa. Tämä osoittautui aluksi melko hankalaksi, koska Kapton on liian ohut ja tahmea, mutta yrittäessäsi laittaa sitä alas tavallisella muovikortilla tajusin, että se voidaan tehdä täydellisesti ja helposti tällä tavalla.

Näiden iteratiivisten kokeiden kautta havaitsin myös joitakin prosessin käytännön rajoituksia, jotka postitse liittyvät siihen, että kuparimaski on alun perin leima. Nämä rajoitukset kehittyivät suunnitteluohjeiksi, joiden avulla tämä prosessi on luotettava.

Vaihe 1: Materiaalit, tarvikkeet ja työkalut

Materiaalit:

• 5 x 10 cm tyhjä piirilevy
• 10 x 15 cm itseliimautuva vinyyli
• 50 mm leveä Kapton -teippi
• 10 x 15 cm vinyyli siirtokalvo

Tarvikkeet:

• Ferrikloridin etsuri
• Isopropyylialkoholi
• Juotospasta
• PETG -filamentti (avaimenperäkoteloa varten)

Työkalut:

• työpöydän vinyylileikkuri (käytän Silhouette Cameo 3: ta, mutta mikä tahansa peruskone toimii)
• Kuumailman uudelleenkäsittelyasema (ei välttämätön, mutta hyödyllinen)
• juotin
• muovikortti (vanha henkilöllisyystodistus tai mikä tahansa)
• USBtinyISP tai Arduino Internet -palveluntarjoajana
• manuaalinen akryylileikkuri (voidaan valmistaa kotitekoisena osana vanhaa sahanterää)
• 220 ja 400 hiekkapaperi
• 3D -tulostin (valinnainen, vain avaimenperäkotelon valmistukseen)

Ohjelmisto:

• Silhouette Studio (tai vastaava muille vinyylileikkureille)
• EAGLE CAD (ei vaadita, jos et aio muuttaa muotoilua)
• Photoshop tai mikä tahansa kuvankäsittelyohjelma (ei vaadita, jos et aio muuttaa muotoilua)
• Arduino IDE + at TinyCore
• AVRDUDESS
• Slic3r tai mikä tahansa muu 3D -tulostusohjelmisto.

• tinyDice -resurssipaketti, (ladattavissa tässä vaiheessa RAR -tiedostona)

Komponentit:

jokaiselle pienelle nopalle85:

• 9x 3528 SMD -LEDiä (mikä tahansa väri, suositus sama)
• 1x attiny85 (SOIC)
• 4x 33 ohmin 0805 vastukset (tarkka arvo ei ole kriittinen, käytä vastaavaa arvoa, mutta kaikki sama!)
• 1x SMD -painike
• 1x CR20XX akunpidike
• 1x CR2032 -akku

Ohjelmointilaitteelle:

• 6x pogo -nastat
• 1x 2x3 urosliitin (Internet -palveluntarjoajalle)
• 1x 2x1 urosliitin (ulkoiselle VCC -lähteelle)
• 1x AMS1117 3.3v LDO-säädin (SOT-23)

Vaihe 2: Valmista kaikki tarrat

Tässä PCB -valmistusprosessissa kotona tarroja käytetään kolmessa vaiheessa; Naamiona kuparipinnoitetun syövyttämiseen, juotosmaskina juurten jälkien suojaamiseksi ja rajoittamiseksi sekä kaavaimena juotospastan levittämiseen tyynyille. Prosessin optimoimiseksi mahdollisimman paljon kaikki tarrat voidaan valmistaa yhdellä istuimella.

Tiedostojen valmistelu leikkaamista varten:

Jos et aio muuttaa muotoilua, voit käyttää suoraan valmiita kuvia tai Silhouette Studio -tiedostoa kaikkien tarrojen kanssa. Jos käytät toista mallia, valmistele tiedosto leikkaamista varten seuraavasti:

Koska useimmat ilmaiset vinyylileikkureiden ohjelmistot toimivat kuvien kanssa, meidän on vietävä malli EAGLEsta korkean resoluution kuvana. Tätä varten piilota ensin kaikki kerrokset paitsi TOP ja VIAS, ja vie paneeli kuvana MONOCHROME -muodossa ja vähintään 1500 dpi. Toista seuraavaksi prosessi, mutta vain Tstop -kerroksella, jotta saat vain tyynyt.

Kun olet vienyt kuvat, on suositeltavaa tehdä pieni puhdistus Photoshopissa prosessin luotettavuuden lisäämiseksi. Kuparilla päällystetyssä kuvassa tämä tarkoittaa kaikkien pienien eristettyjen kuparialueiden poistamista tai yhdistämistä suuremmille alueille, kaikkien läpireikien keskikohdan poistamista ja lämpötilojen ympärillä olevan välyksen lisäämistä. Pehmusteiden kuvan saamiseksi ne on asetettava mustan muodon päälle, joka ylittää hiukan koko kuparipäällysteen.

Tuo sitten kuvat vinyylileikkuriohjelmistoon, jäljitä ne ja skaalaa ne 100 x 100 mm: n kokoon. Yksi piirilevyjen paneelimisen eduista on, että sinulla on johdonmukainen viittaus skaalata ne oikein resoluutiosta riippumatta.

Kapton -nauhan valmistelu leikkaamista varten:

Kapton -teippi on loistava materiaali, mutta voidaksemme käyttää sitä tarrana meidän on ensin asetettava se tasaiselle alustalle. Käytämme tätä varten vinyylinsiirtoteipin pohjaa, joten kuori paste ja irrota se väliaikaisesti sivuun huolehtien sen pitämisestä puhtaana. Avaa seuraavaksi osa teipistä ja levitä se varovasti vahapaperipohjalle käyttäen muovikorttia vetolastana, jotta sen alle ei jää kuplia. Suosittelen valmistautumista enemmän kuin mitä odotat käyttäväsi, koska jotkut tarrat eivät välttämättä tule täydellisesti.

Tarrojen leikkaaminen:

Kun kaikki tarrat on jäljitetty ja skaalattu vinyylileikkuriohjelmistossa, siirrä itseliimautuva vinyylimateriaali leikkausmaton kulmaan ja aseta tuettu Kapton-teippi toiseen kulmaan.

Seuraavaksi aseta ohjelmistossa vain kuparipinnoitetut ja juotospasta -kaavaimet vinyyliä vastaavalle alueelle ja aseta leikkausparametrit: Nopeus 3, Terän syvyys 1, Paine 8. Lähetä työ leikkaamiseen ja anna koneen tehdä se juttu.

Lopuksi siirrä sivuun aiemmin käytetyt mallit ja aseta vain juotosmaskin malli Kapton -nauhaa vastaavalle alueelle. Aseta leikkausparametrit: Nopeus 1, Terän syvyys 1, Paine 3. Jatka työn lähettämistä koneeseen ja poista lopuksi huolellisesti sekä itseliimautuva vinyyli että Kapton-materiaalit leikkausmatosta. Varo, ettet tee teräviä ryppyjä kuorimalla niitä.

Tarrojen kitkeminen:

Voidaksemme siirtää vinyylitarrat piirilevylle meidän on käytettävä vinyylinsiirtokalvoa varmistaaksemme, että kaikki alueet siirretään paikoilleen. Jotta voimme siirtää vain aiotut leiman osat, meidän on poistettava kaikki ei -toivotut alueet ennen siirtokalvon levittämistä. Käytä tätä varten leikkuria ja nosta varovasti ei -toivotun alueen kulmaa. Työnnä leikkuri alle ja paina vinyyli terään niin, että se tarttuu. Vedä sitten leikkuri pois ja ylimääräisen pitäisi alkaa kuoria. Suunnittelusta riippuen kaikki ei -toivotut alueet voivat tulla ulos yhtenä kappaleena. Kun olet kitkenyt, aseta siirtokalvo VAIN kuparipäällysteisten tarrojen päälle ja hävitä kaikki ylimääräinen. Tässä vaiheessa vinyylitarrat ovat käyttövalmiita. Kapton -teipit ovat yksiosaisia, joten ne voidaan siirtää suoraan ilman siirtokalvoa.

Vaihe 3: Syödä kuparipäällysteinen

Tämä on prosessin tärkein vaihe, koska kuparijälkien laatu määrittää lopputuotteiden onnistumisprosentin. Jos se tehdään huolellisesti, se voi olla 100%.

CLAD -tarran siirtäminen kuparille:

Puhtaiden ja luotettavien tulosten varmistamiseksi sinun on ensin rasvattava tyhjä PCB isopropyylialkoholilla. Jos aihio on vanha, on suositeltavaa hioa pinta perusteellisesti 320-400 hiekkapaperilla tekemällä pieniä ympyröitä koko levylle.

Kun tarra on täysin puhdas, on aika siirtää tarra kuparille. Kuori tätä varten ensin siirtokalvon kulma ja aseta tarra ylösalaisin puhtaalle pöydälle. Kuori sitten paperi hitaasti siirrosta tekemällä terävä rypytys ja vetämällä pöytää pitkin. Tällä tavoin jopa pienet tyynyt saisivat tarttua siirtoon eivätkä jäädä paperille. Älä kuitenkaan huolestu, jos yksi tai kaksi tyynyä jää taakse, voit asettaa ne manuaalisesti myöhemmin.

Pidä seuraavaksi vinyylisiirtoa tarralla käyttämällä sormenpäitäsi (kiinnitä ne kevyesti reunaan) ja kohdista tarra hitaasti levyn päälle ennen sen asettamista alas. Kun se on kohdistettu, aseta se kuparille ja paina sitä kevyesti sormillasi FORM CENTER OUT, jotta kuplia ei jää kiinni. Purista seuraavaksi koko pinta muovikortilla, jotta vinyyli tarttuu voimakkaasti kupariin. Irrota vinyylinsiirtokalvo kuparipinnoitetulta samalla tavalla kuin kuorit paperin pohjan ja aseta manuaalisesti kaikki tyynyt, jotka ovat jääneet taakse. Jos tarra ei peitä koko aihiota, voit peittää kaikki jäljellä olevat alueet kirkkaalla teipillä, jotta vältetään ylimääräisen kuparin syövyttäminen ja tarvikkeiden liiallinen käyttö.

Etsaus kuparipinnoitettu:

Etsausprosessia varten tarvitset 2 suorakulmaista Tupperware -tyylistä astiaa, pienen puisen tikun ja ferrikloridin etsauksen.

CLAD -leimalla valmistettu levy on lähes valmis etsaukseen, mutta on erittäin tärkeää puhdistaa se vielä kerran isopropyylialkoholilla, jotta kaikki jäämät poistetaan siirtokalvosta ja varmistetaan tasainen ja täydellinen syövytys ilman ei -toivottua kuparia.

Valmistellaksesi ferrikloridia etsausta varten, kaada se johonkin astiasta noin puoleen täyteen ja lisää noin 30% enemmän vettä. 15 sekuntia ENNEN PCB -levylle asettamista etsausprosessin nopeuttamiseksi.

Aseta lopuksi levy ferrikloridiin ja anna sen upota. Prosessi voi kestää jonkin aikaa, mutta on tärkeää palata 10-15 minuutin välein liuoksen sekoittamiseksi ja edistymisen tarkistamiseksi. Käytä sitä varten vain pientä puunromua päästäksesi laudalle ja kallista sitä sisään ja ulos liuoksesta muutaman kerran. Tämä liikuttaa liuosta ympäri sen varmistamiseksi, että se reagoi tasaisesti, ja voit nähdä, kuinka paljon kuparia on poistettu. Jatka näin, kunnes et enää näe paljaana olevaa kuparia, mutta älä jätä sitä pidemmäksi aikaa, koska syövyttäjä voi alkaa rikkoutua tarran alla ja vahingoittaa jälkiä. Jätä sauva silloin tällöin toiseen astiaan, jotta et tahraa mitään syövytysliuoksella, koska se on erittäin altis tahroille ja sillä on myös erittäin voimakas rautahaju.

Kun olet valmis, poista lauta syövytyksestä ja huuhtele se huolellisesti runsaalla vedellä ja saippualla. Tartu tämän jälkeen suppiloon tai tee se muovilevyllä ja kiinnitä se tyhjän PP -pullon päälle talteen ottamiseksi ja tallentamiseksi. ÄLÄ KOSKAAN heitä käytettyä ferrikloridia viemäriin, käytä sitä uudelleen mahdollisimman paljon ja hävitä se antamalla sen kuivua ja hävitä se sitten kiinteänä aineena.

Etsaus on prosessin aikaa vievin vaihe. Jos se tehdään tuoreella ferrikloridilla, se voidaan suorittaa alle tunnissa, mutta uudelleenkäytetyillä tarvikkeilla se voi kestää jopa 4 tuntia, joten ole kärsivällinen ja tarkista säännöllisesti.

Vaihe 4: Leikkaa ja hio noppa

Paneelien piirilevyjen etuna on, että voit käyttää paneelia leikkausoppaana ja lisäksi on helpompaa käsitellä suurempaa levyä. Jotta levyt voidaan erottaa toisistaan ja viimeistellä asianmukaisesti, meidän on ensin leikattava ne erilleen ja hiottava reunat ja kulmat.

Piirilevyä ei voi leikata tavallisella leikkurilla, saksilla tai sahoilla, koska nämä prosessit epäonnistuvat tai vahingoittavat levyjä. Leikkaamiseen käytämme yksinkertaista kynsityökalua, joka raapii vähitellen pois kerrokset jokaisella läpikululla ja veistää uran läpi. Näitä teriä myydään kaupallisesti akryylileikkureina, mutta ne voidaan valmistaa myös kotitekoisina rikkoutuneista sahanteristä. on suositeltavaa teroittaa terää uudelleen prosessin aikana, koska lasikuitulevyt kuluttavat reunan nopeasti. Ei ole välttämätöntä leikata kokonaan läpi, vain suurimman osan ajasta ja sen jälkeen yksinkertaisesti napsauttaa jokainen kappale irti.

Leikkaamisen jälkeen reunat ovat melko karkeita ja epätasaisia, joten meidän on hiottava ne perusteellisesti ensin 240 karkeudella ja sitten noin 400 karkeudella. Muista myös pyöristää kulmat noudattamalla kuparipäällysteen muotoa.

Käytä lopuksi leikkuria kuorimaan tarrat varovasti laudoilta. Tämä voidaan tehdä ennen leikkaamista, mutta tarrat auttavat suojaamaan kuparia leikkausprosessin aikana.

Vaihe 5: Kapton Soldermask -tarrojen kiinnittäminen

Nyt leikattujen levyjen kanssa olemme melkein valmiita kokoamaan piirin, mutta kuparijälkien suojaamiseksi pitkällä aikavälillä ja juotos pysyy vain siellä, missä sen pitäisi, tarvitsemme juotosmaskin, joka on valmistettu käyttämällä UV -kovetushartseja. Perinteinen prosessi on varsin myrkyllinen, sotkuinen ja epäluotettava, joten kotikäyttöön tarvitaan käytännöllisempi vaihtoehto.

Tässä tapauksessa hyödynnämme Kapton-teippiä juotosmaskina korkean lämpötilan kestävyyden ja itseliimautuvien ominaisuuksiensa vuoksi. Tarrojen siirtämiseksi piirilevyihin käytämme leikkuria jälleen tukena. Ennen tarrojen siirtämistä, puhdista piirilevyt huolellisesti hankaavalla alkoholilla, jotta voit poistaa rasvan tai jäännökset vinyylistä. Jatka sitten Kapton -tarran nostamista varovasti taustapaperista leikkurilla (katso kuva 2). Nosta tätä varten ensin tarran pieni kulma leikkurilla ja paina sitä terää vasten, jotta se tarttuu kiinni, ja vedä leikkuri hitaasti pois paperista tekemättä ryppyjä terävästä reunasta, kunnes koko tarra irtoaa paperista. ja pysyy kiinni terässä.

Lopuksi on tärkeää varmistaa, että tarra on oikein linjassa tyynyjen kanssa, ennen kuin kiinnität sen paikalleen, joten tuo se varovasti PCB: n päälle leikkurilla ja harjaa se kevyesti levyn päälle muutaman kerran, jolloin se latautuu staattisesti ja se kelluu pinnalla, joten voit säätää sijoittelua ennen kuin painat sen paikalleen. Jos leima tarttuu ennenaikaisesti, irrota se varovasti levyltä samalla kun irrotit sen paperilta ja toista kohdistus. Kun se on kohdistettu oikein, paina se tiukasti piirilevyyn sormillasi ja irrota leikkuri varovasti tarrasta lopettamaan sen asettaminen. Puhdista seuraavaksi levyt uudelleen alkoholilla ja nyt piirilevyt ovat virallisesti valmiit. Ne voidaan käyttää heti tai varastoida myöhempää käyttöä varten.

Vaihe 6: Kokoa nopat: Levitä juotospastaa

SMD -piirien etuna on, että ne voidaan juottaa tahnaan erittäin luotettavasti ja nopeasti käyttämällä yksinkertaista kaavainta, jota käytetään vain tyynyihin, ja joita voidaan käyttää uudelleen mihin tahansa määrään laitteita. Perinteiset SMD -stensiilit valmistetaan teräksestä, joten ne ovat melko kalliita ja epäkäytännöllisiä prototyyppien luomiseen, mutta kaavain voidaan valmistaa myös vinyylitarroista. Tätä varten käytämme tarran alkuperäistä ja peilattua versiota luodaksemme muovisen kaavaimen, joka ei ole itseliimautuva.

Juotospasta sisältää paljon juoksevaa ainetta, joten se pienenee merkittävästi, kun sitä täytetään uudelleen. Siksi meidän on levitettävä tarpeeksi paksu kerros varmistaaksemme, että liitokset täyttyvät kunnolla juotoksella. Jotta kaavain olisi sopivan paksua, meidän on kerrottava 4 vinyylitarraa yhteen. Tee tämä varovasti varmistaaksesi, että reiät ovat täysin kohdakkain.

Rakenna seuraavaksi pieni reuna yhden levyn ympärille PCB -romuista tai mistä tahansa muusta saman paksuisesta materiaalista ja kiinnitä stensiili paikalleen yhdeltä puolelta saranaksi varmistaen, että kaavain on kohdistettu tyynyjen päälle (katso kuva 2)).

Lopuksi, käytä mitä tahansa suorareunaista työkalua, tartu juotospastaan ja levitä sitä kaavaimen päälle, kunnes kaikki reiät on täytetty, ja kaavi loput takaisin pulloon samalla työkalulla. Älä koske juotospasta suoraan, koska se sisältää lyijyä, jota on parasta välttää. Älä huolestu, jos kosketat sitä, puhdista se vain huolellisesti.

Nosta kaavainta ja irrota lauta jigistä. Toista prosessi kaikille levyille, jotka aiot koota. Nyt levyt ovat valmiita täyttämistä ja juottamista varten.

Vaihe 7: Populaatio ja reflow -juotos

Kun juotospasta on levyillä, on aika täyttää kaikki komponentit. Käytä tätä varten hienoja pistepinsettejä ja aseta jokainen komponentti varovasti sen tyynyille varmistaen oikean suunnan ja kohdistuksen (katso kuva 2). Ota aikaa tehdäksesi tämän ja korjataksesi väärät sijoittelut. Kun kaikki komponentit on asetettu paikalleen, kytke ilmansyöttölaite päälle ja aloita vähitellen koko levyn esilämmitys viemällä se ympyröiksi sen päälle (katso kuva 3). Jatka sitten kuuman ilman ohjaamista suoraan kunkin tyynyn päälle, kunnes ne virtaavat kokonaan takaisin (kuva 4). Kun olet täyttänyt uudelleenvirtauksen, on aika lisätä akun pidike. Poraa tätä varten kahden suuremman pyöreän tyynyn keskiöt ja aseta akun pidike levyn alapuolelle. On myös suositeltavaa liimata akkuklipsi levyyn epoksilla, jotta kevennettäisiin kaikki nastat, koska pidike pitää levyn kotelossa. Tässä vaiheessa piirilevy on koottu ja valmis ohjelmointiin.

Vaihe 8: Tulosta avaimenperän kotelot 3D -muodossa

3D -tulostetut kotelot ovat valinnaisia, mutta erittäin suositeltavia, koska ne lisäävät esineeseen paljon luonnetta muuttamalla sen avaimenperäksi ja samalla suojaten myös muottia. Ne on pakko tulostaa PETG -muodossa kestävyyden varmistamiseksi, koska PLA rikkoutuu todennäköisesti hyvin nopeasti. Tein kotelosta kaksi versiota, joista toisessa ontto tausta akun irrottamista varten ja toisessa logo, joka pitää akun turvassa ja piilossa. Koska piiri kuluttaa hyvin vähän energiaa, akku voi jäädä kotelon sisälle ilman mitään ongelmaa.

Kotelon kokoamiseksi paina vain akun pidike 3D-tulostukseen, kunnes levy on reunan tasalla. Tarkasta akunpidikkeestä riippuen sinun on ehkä hiottava sitä hiukan tai nostettava kotelon korkeutta varmistaaksesi, että se sopii kokonaan sisään, joten tarkista ennen asennusta. Tarvittaessa kotelo voidaan kuitenkin avata vetämällä levyä hitaasti ulos reunasta.

Vaihe 9: Tee ohjelmointityökalu

Nyt tinyDice on koottu täysin, mutta meidän on ohjelmoitava ne tekemään niin kuin pitäisi. Tätä varten käytämme pogo -nastaista jigiä, joka koskettaa kaikkia levyn ohjelmointityynyjä ja liitetään Internet -palveluntarjoajan ohjelmoijaan, joka voi olla USBtinyISP tai mikä tahansa Arduino Internet -palveluntarjoajana. tinyDicessa on kaikki ohjelmointitapit saatavana tyynyillä, joissa on vakio 100 millin (2,54 mm) väli, jotta jigi voidaan asentaa tavalliseen rei'itettyyn levyyn. Linkitä jokainen pogotappi Internet -palveluntarjoajan otsikkoon liitäntäkaavion mukaisesti. Kehitystarkoituksiin tein kaksoisjigin, joka palvelee myös toista levyä, jota työskentelen, ja sisällytin siihen LDO -säätimen, jotta vältyttäisiin paristojen tyhjenemiseltä testauksen aikana, mutta ohjelmoinnin aikana voimme käyttää akun virtaa suoraan

tinyDice on suunniteltu toimimaan 3 voltin jännitteellä, joten niiden ohjelmoiminen 5 voltille aiheuttaa riskin vaurioittaa mikro -ohjaimen, LED -valojen tai jopa ohjelmoijan IO -nastat, koska LED -virranrajoitusvastukset vetävät liikaa virtaa. Joten, jotta voimme ohjelmoida sirun vahingoittamatta mitään, meidän on hyödynnettävä sen alkuperäistä jännitettä akusta. Jos käytät USBtinyISP: tä, poista vain sen hyppyjohdin, joka saa virtansa sisäisestä Logic Lever Shifteristä tinyDice -akusta, ja jos käytät Arduinoa, jätä virta kytkemättä vain nopan kanssa akun kanssa ja lisää 5k -sarjan vastus jokaiselle tietoriville.

Vaihe 10: nopan ohjelmointi

Ohjelmointiprosessia varten koota jigi varovasti nopan päälle käyttämällä pysäytyksiä ja varmista, että kaikki pogotapit painuvat kunnolla vastaaviin tyynyihin. Ole varovainen ja älä liu'uta sormea nastojen alle, koska ne on erittäin helppo murtaa. Liitä seuraavaksi USBtinyISP jigiin ja tietokoneeseen.

Avaa Arduino IDE, lataa tinyDice -luonnos ja valitse atTiny85 -siru, jossa on USBtinyISP ohjelmoijana. Paina latauspainiketta ja tarkista nopat, kahden LED -valon pitäisi alkaa vilkkua jonkin aikaa. Jos kaikki onnistuu, nyt tinyDice on ohjelmoitu, valmis ja käyttövalmis. Toista ohjelmointiprosessi kaikille tekemillesi yksiköille ja säilytä sitten jigi täysin koottuna pogo -nastojen suojaamiseksi.

Koodi:

TinyDicen ohjelma on sellainen, että se näyttää ensin "ajattelevan" animaation ja luo sitten satunnaisluvun välillä 0-9, joka näytetään muutaman sekunnin ajan. Kaikki siirtymät tehdään PWM: llä kullekin LEDille, jotta ne häipyvät. Numeron näyttämisen ja häipymisen jälkeen suoritin siirtyy lepotilaan, joka keskeyttää akun kulutuksen, joten akun pitäisi teoriassa kestää noin 6 000 heittoa noppaa.

Koko koodi on rakennettu 8 kHz: n ajastinkeskeytyksen ympärille. Tarkempia selityksiä jokaisesta toiminnosta kommentoidaan Arduinon luonnokseen.

Johtopäätökset:

Tämän menetelmän tulokset kotipiirilevyjen valmistuksessa ylittivät huomattavasti odotukseni, koska huomasin, että se voi olla erittäin luotettava ja tuottaa erittäin korkealaatuisia tuloksia SMD- ja läpireikäpiirien helpon ja nopean prototyypin luomiseksi. Tämän vuoksi rohkaisen DIYereitä kokeilemaan tätä menetelmää omille suunnitelmilleen ja jakamaan tulokset ja löydökset yhteisölle.

Tämä tinyDicen uusi versio on itsessään erittäin mukava ja hauska esine, jota voi jakaa ystävien kanssa, sillä animaatiot ja avaimenperäkotelo tekevät siitä ainutlaatuisen ja mielenkiintoisen. Toivottavasti pidit tästä ohjeesta ja jaa kommenttisi ja kokemuksesi aiheesta, jotta menetelmä kehittyy edelleen. Voit myös kokeilla koodia ja jakaa mielenkiintoisia muunnelmia muiden kokeiltavaksi.

Tämä opas on piirilevyjen suunnittelukilpailussa, joten äänestä sitä, jos pidät sitä arvokkaana ja jaa se ystävillesi ja elektroniikkaharrastajille.

Toinen palkinto PCB Design Challengessa