пятница, 15 января 2016 г.

Переделка LLM-01 - схема, прошивка, плата, комплект документации

Итак, тот самый LLM-01, который от Elements и который надо переделывать. Решил выложить материалы — схему, плату, прошивку и исходники.


Напоминаю, что проблему я уже описывал в серии постов:

ОТМАЗКА: от своего фонарика я избавился, собирать новый лень, поэтому публикую AS IS, то есть я не могу гарантировать работоспособность. По крайней мере две ошибки в программе я нашел и исправил, но есть ли еще я не до конца уверен, но буду делать кому-нибудь плату — исправлю.


В приложениях приведены схема, плата, файлик для изготовления платы лазерно-утюговым методом (pdf), руководство по эксплуатации, прошивка и исходники для прошивки.

Схема


Всем заправляет микроконтроллер Atmel tiny2313a в планарном (SMD) корпусе. Ну, не люблю я отверстия сверлить. Оставшиеся детали также SMD.

Для его питания надо из напряжения двух батарей (а это, напоминаю, от 6в для двух батареек до 8,4в в случае полностью заряженных аккумуляторов) получить стабильное напряжение питания от 2.4 до 5в. Питать его 5в — расточительство, поэтому оптимум — 3.3-3.8в. Этим занимается стабилизатор lp2980 в крохотулечном корпусе (на схеме REG). Он умеет отдавать ток до 50мА, которых нам для наших нужд более чем хватит.

Для защиты от переполюсовки перед ним добавлен диод (лучше всего ставить диод шоттки) и после диода стоит емкость. Без разницы какая по номиналу, от 1 до 4мкФ вполне. После него (чисто для микроконтроллера) стоит емкость от 0,1 до 1мкФ. Сама батарея подключается на точки BAT+ и BAT-.

Для программирования МК стоит «разъем» PROG

Лазеры (и красный, и ИК) оформлены в виде обычных блоков, причем жрут они крайне мало (до 30мА) поэтому для их включения применены банальные транзисторы 2n7002 (легко управляются логическими уровнями от микроконтроллера). На схеме это Q3 и Q4. Соответственно красный лазер подключается на разъем LAS_R, а ИК — на LAS_IR.

ИК подсветка питается напрямую от МК, поэтому надо подобрать последовательный резистор R2 по формуле R2=(Ureg-Uled)/Iled, где Ureg — напряжение стабилизатора REG, Uled падение напряжения на ИК светодиоде (обычно 1,1-1,2в, можно замерить перед переделкой), а Iled — ток через светодиод (обычно около 20мА, можно измерить перед переделкой).

Фонарь переделан: в нем заменен драйвер на обычный, без управляющего вывода. Причина — из-за управления он в выключенном состоянии все равно немного жрёт ток. Поэтому для включения его также применен транзистор. Это Q1 на схеме, irlml2502. Кроха, которая легко умеет коммутировать токи до 3А (это 9Вт в случае LED — фонаря, у нас же он максимум на 3 Вт может быть). В отличие от 2n7002 его затвор имеет бОльшую емкость, поэтому для управления от МК надо добавить токоограничительный резистор R5 от 50 до 150 Ом.

Родной переключатель представлен на схеме точками REG-*, часть выводов используется для программирования, поэтому программировать желательно в состоянии OFF.

Пищалка используется для озвучивания управления и сигнализации. Нужна активная (которая пищит сама при подаче питания), подключать одним выводом на BUZ, другим на землю, которой на плате много.

Кнопки подключены скопом к «разъему» BUTTONS. О том кто куда — далее, в описании платы.

Плата


Приведен снимок экрана программы Eagle с платой. Красный — проводники верхнего слоя, зеленый — выводы и точки подпайки, синий — перемычки в количестве трех штук. Перемычки лучше всего делать тонким проводом МГТФ, и изоляция не течет при пайке, и вообще очень хороший провод.

Плату можно легко изготовить методом Лазерно-Утюжной Технологии (ЛУТ). Файлик для изготовления печати приложен в конце.

Пайка — хорошим паяльником, лучше всего паяльной станцией. Почти все резисторы размера 0603, только пара в нижней части (возле 1 вывода контроллера) 1206, конденсаторы — оба размера 1206, хотя можно извратившись и 0805 припаять.

Родной разъем припаивается как и в родной плате, для чего нарисован белый прямоугольничек — приблизительное место проточки в плате. ПРОЧИТАЙТЕ ДО КОНЦА, ЧТОБЫ УЗНАТЬ КОГДА ИМЕННО ЕГО ПОДПАИВАТЬ!

Остальной монтаж деталей (где кто) проще посмотреть в программе Eagle (файлы приложены ниже), а вот что куда подпаивать из внешних светилок и как подключить питание и вообще установка в корпус требуют отдельного разговора.

Разъем программирования я не устанавливаю — подпаиваюсь к площадкам на плате и после прошивки и проверки отпаиваю проводки. Если плата изготавливается ЛУТ, то я перед травлением замазываю отверстия в этом разъеме маркером (чтобы площадки были полностью медными).

Сборка и установка

Обратите внимание на кружочки — это места где будут саморезы крепления к корпусу. Соответственно верхний саморез будет прикручиваться без проблем, под нижний надо подложить изолирующую шайбу, правый — как повезет с изготовлением и пайкой. Собственно сборку надо начинать с отверстий под саморезы. Плату надо довести до состояния, когда она будет совпадать с отверстиями крепления в корпусе и корпус будет закрываться. Желательно обеспечить зазор между краем корпуса и платой (для проводов, если понадобится).

Второй шаг — отверстие под переключатель. Для этого переключатель устаналивается в корпус и отверстие (тот прямоугольник на схеме платы) растачивается так, чтобы плата надевалась на переключатель и прикручивалась к корпусу без усилий и перекосов.

Теперь надо обеспечить питание. Для этого на обратную сторону платы я приклеиваю две площадки из тонюсенького фольгированного текстолита, убедившись установкой что они получаются каждая по центру своего батарейного отсека. Далее переношу на них родные пружины и подвожу тонким МГТФ питание на соответствующие точки на другой стороне платы.

После этого можно осуществить монтаж всех компонентов на плату и припаять программатор к разъему программирования, затем прошить плату (см. далее будет раздел).

Пайку разъема переключения можно совместить со сборкой или осуществить сразу после неё. Далее нужно подключить периферию.



На картинке показано где какие группы разъемов и где плюсовые и минусовые выводы). Вроде ничего сложного. Единственно, провода от фонарика используются только черный и красный (в моем экземпляре фонаря). Хотя я бы проверил на конкретном фонаре куда что идёт.

Для каждого излучателя я сверлил оба отверстия — так удобнее, чем паяться сверху. Сверло 1-1.1мм.

Кнопки припаиваются к одной общей колодке (в левой нижней части платы). Соответственно L — левая кнопка, R — правая кнопка, M — средняя кнопка и E — выносная кнопка. Вторые провода всех упомянутых кнопок паяются в средние четыре «дырки», которые помечены буквой G. Хотя удобнее объединить все четыре провода в один, укоротив, спаяв вместе и подпаяв к ним провод (тот же МГТФ). Не забываем про изоляцию.

Пищалка подпаивается на относительно длинных (10см) тонких проводах, т. к. она укладывается в корпус первой. Я укладывал в отсек под разъемом выносной кнопки, она как раз туда впихивается.

После этого можно проверить плату, убедиться что всё работает и отпаять провода программирования.

Прошивка


Прошивка проста как мычание — любым программатором для Atmel'овских контроллеров заливаете прошивку (см. в приложении), либо модифицируете под себя (исходник тоже есть в приложении). Описывать все варианты для все операционок и всех вариаций программаторов нереально, поэтому здесь я этого даже пытаться сделать не буду.

Второе что надо — сбросить первые байты памяти EPROM в допустимое состояние. Например, вручную обнулить (изначально там 0xFF забиты) или залить туда прилагаемый файл дампа памяти EPROM. Иначе мигалка работать не будет.


Ну и как обычно - ежели что обращайтесь с вопросами и за помощью в изготовлении и прошивке плат.

Приложения:

  1. Инструкция по эксплуатации
  2. Архив со схемой иразводкой для Cadsoft Eagle
  3. PDF-файл для ЛУТ, уже отзеркален и сделан черно-белым.
  4. Прошивка LLM01-fw.hex
  5. Содержимое памяти EPROM eeprom.dump
  6. Исходные коды прошивки, проект для AtmelStudio 6