Тег ‘очумелые ручки’

Передовое штурманское оборудование сезона-2019, часть 2

Тем временем приехал трафарет из OSH Stencils, а это значит, что платы для нового Bluetooth-адаптера я теперь могу собирать быстро и без особого геморроя.

bletrip

Передовое штурманское оборудование сезона-2019

Картинка как бы намекает, что в ближайшем будущем всем известная “серая коробочка” слегка выйдет из моды.

ble-trip-early-preview

Из плюсов:

- совместимость как с датчиками “от десятки”, так и с индуктивными датчиками “от терратрипа”;
- компактные размеры;
- удобный для монтажа силами автомехаников разъем (практика показала, что шлейф с IDC вызывает у этих мужественных людей некие затруднения);
- энергоэффективный протокол Bluetooth Low Energy.

Следите за обновлениями.

PS Кроме того, в разработке – совершенно новый точный беспроводной датчик пробега, легко устанавливающийся на любой автомобиль за 1 минуту.

Еще про 3D-печать

Было:

3dprint-before

Рисуем:

3dprint-paint

Стало:

3dprint-after

Всего – час рисования, два часа печати, и 3,5 кубических сантиметра полимера. Можете прикинуть себестоимость детали.

Немножко про стоимость 3D-печати

Вот когда рассказываю про фотополимерную 3D-печать – почему-то наибольшее оживление вызывает стоимость расходников. Литровая банка фотополимера стоит около 5000 рублей (похуже – чуть дешевле, получше – чуть дороже). Но на самом деле стоимость “печатных” изделий получается довольно приемлемой.

Возьмем, например, корпус вчерашней пепяки:

slim-smorers-device

Я особо не заморачивался с экономией материала и вообще какой-либо “оптимизацией” изделия, просто нарисовал прямоугольную коробочку с вырезами и защелками в нужных местах в Sketchup (нужно было срочно, а более “взрослых” CAD под рукой не было). Получилась коробочка размеров 80*43*17 мм с толщиной стенок 2 мм, объем полимера, затраченного на нее – чуть меньше 25 кубических сантиметров (кое-где можно сэкономить, и я даже знаю, где). Итого “по полимеру” стоимость изделия – 125 рублей. Будем щедрыми и накинем еще 20% на пролитый, не слившийся и так далее полимер – до 150 рублей.

Но это еще не все – посчитаем и другие расходники. У фотополимерных принтеров, в порядке увеличения частоты замены, это (дальше параметры приведу для Wanhao Duplicator 7):

  • Пленка для ванночки, ресурс – около 100 часов (зависит от полимера и настроек печати), стоимость – 700 рублей (на алиэкспрессе можно найти дешевле – но в основном там продается говно);
  • Дисплей, ресурс – около 1000 часов, стоит 4350 рублей в Москве и 2500 на алиэкспрессе (в отличие от других расходников, там брать можно);
  • Сборка УФ-светодиодов, ресурс – около 1000 часов, стоит 1700 рублей в Москве.

Итого час работы принтера – это 13 рублей. Деталь печатается 6 часов, так что к посчитанной ранее себестоимости добавим еще 80 рублей – итого получим 230. Не знаю, как вам, а мне кажется вполне приемлемым вариантом (сравнимо, например, с лежащей в ЧиДе продукцией GAINTA какой-нибудь).

Кстати, принтер позволяет разместить в области печати не один-единственный предмет, а несколько – например, вот таких корпусов можно втиснуть штук 5 – а время печати останется прежним. В таком случае себестоимость одной штуки упадет до 170 рублей.

Компрессор из ЗиЛа и МАЗа

Собрал тут колхозный компрессор из компрессора холодильника ЗиЛ (кажется, это был КШ-260, с горизонтальным еще компрессором) и ресивера пневмоподвески от автобуса МАЗ. Раскладка по деталям примерно такая:

Компрессор – бесплатно от умершего холодильника;
Ресивер – в магазине автозапчастей, 2080 рублей;
Фильтр топливный ВАЗ-2101-09 – 30 рублей;
Шланг со штуцером к ресиверу – там же, 150 рублей;
Кольцо уплотнительное – 80 рублей вместе с кучкой других резинок;
Заглушка М22х1,5 – 122 рубля;
Шланг маслобензостойкий, d=6 мм, 1 м – 105 рублей;
Тройник М1/4″ – 174 рубля;
Переходник “елочка” 6мм – F1/4″ – 84 рубля;

Дальше есть два варианта – либо заказать реле давления и регулятор на алиэкспрессе (943 рубля и месяц ждать), либо собрать аналогичный комплект в Москве:

Реле давления – 567 рублей
;
Манометр на реле – 189 рублей;
Переходник М1/4″хМ1/4″ – 44 рубля
Кран шаровый 1/4″ – 195 рублей;

Опционально – регулятор давления воздуха с фильтром – так как компрессор холодильника гонит “на выход” масло, при применении его с аэрографом желательно иметь там фильтр. Если компрессор делается для работы с диспенсером паяльной пасты типа AD-982 или чего-то в таком духе – то отдельный регулятор давления и фильтр не нужны. Стоит такая штука 702 рубля.

Клапан предохранительный – 164 рубля;
Переходник M1/8″хF1/4″ – 85 рублей.

Хомуты, крепеж, доски от палет – не считал :)

kompressor

Итого при бюджете проекта в 4700 рублей получился вполне себе приличный компрессор – пусть с небольшой производительностью (около 8 л/мин) и смешным объемом ресивера (около 4 л), но зато довольно тихий и компактный даже в вот таком “колхозном” исполнении (надо, конечно, сделать сварную металлическую раму, благо какие-то обрезки валяются, а не вот это убожество из старых палет). Для аэрографа и диспенсера вполне хватает. Я немного подкрутил реле, чтобы давало на выходе 5-7 атмосфер, в целом нормально.

Кроме того – прицепив на выход диспенсера шприц на 2 кубика, можно пулять жеваной бумагой метров на 10-15.

Пара околотехнических мыслей

Ковыряясь тут с 3D-принтером, между делом осознал, что прогрессу в фотополимерной 3D-печати мы обязаны моде на мобильники-лопаты. Экранчик в том же Wanhao D7 – это же чистой воды экран от мобильника-переростка или небольшого планшета, а его разрешение – 2560×1440 – кажется большим по “компьютерным” меркам (да, не до всех еще дошли 4k-дисплеи), но в мире мобильных устройств 5,5-дюймовый экран с таким разрешением вполне себе обычен. Яндекс.Маркет прямо сейчас показывает мне пару десятков вариантов стоимостью от 9990 до 149000 рублей – впрочем, в последнем случае деньги явно берут за буковки Lamborghini, а стоимость более адекватных телефонов заканчивается на отметке около 36000.

И второй момент – осознал, что существует некая категория техники, где проще/дешевле/etc собрать электронную начинку из готовых модулей (как аппаратных, так и программных), обильно залив их термоклеем. Собственно, этот самый Wanhao так и сделан. Что там внутри? Ардуйня плата на AtMega 2560, управляющая шаговым двигателем и светодиодом подсветки (прошивка – что-то от энтузиастов 3D-печати, незначительно доработанное), да еще и преобразователь HDMI в интерфейс дисплея (который, кажется, называется MIPI). Что особенно забавно – на плате преобразователя стоит STM32F103, уделывающий ту атмегу если не по всем параметрам, то по большинству, и что-то мне подсказывает, что он тупо большую часть времени ничего не делает. Все это соединено тучей кабелей, обильно политых термоклеем – чтобы не вываливались. Судя по обсуждениям в интернетах, случайные отваливания проводов при транспортировке – обычное дело.

В модели Plus к этому всему добавляется микрокомпьютер (китайское поделие по мотивам Raspberry Pi), который в свою очередь может управлять ардуйней и выводить картинку по HDMI. Все опять же собрано на соплях из термоклея. Смешно? И я тоже было подумал, что гораздо проще было бы собрать это все на каком-нибудь мобильном чипсете, в качестве бонуса получив снижение числа компонентов. Не надо было бы возни с преобразователем из HDMI в MIPI – любой MTKшный мобильный чипсет будет управлять дисплеем напрямую. Не надо городить дополнительный контролер для дисплея с тачскрином на передней панели. Наконец, не нужна гора отваливающихся кабелей. Но если подумать еще немного – то тираж даже такого популярного 3D-принтера, как Duplicator 7, вряд ли сравнится с тиражом даже самого простенького мобильника – а еще не забываем затраты на слегка экзотический софт (сомневаюсь, что кто-то в здравом уме управлял шаговыми двигателями из-под Android).

Если брать шире – то масса китайской “околохоббийной” техники – те же 3D-принтеры, механические клавиатуры, всякая вот такая ерунда – мало чем отличаются от творчества кружка “умелые руки”. Встроенная в них электроника недалеко ушла от тех же ардуин, на которых сделаны прототипы – поэтому и возникают такие шедевры, как, скажем, клавиатура на дорогущем микроконтролере стоимостью от 5$ (ребята явно не заморачивались вопросами себестоимости и попытались сделать что-то по мотивам Teensy). Впрочем, при цене в 275$ за клавиатуру обычные представления об экономике не действуют.

В общем, я как-то понял, откуда черпают вдохновение быдлоардуинщики, считающие свое творчество чем-то нормальным.

Пока мы спим, АЛЕНИ качаются

3d-deer

Опробовал свежекупленный 3D-принтер – напечатал оленей. Фотополимер – Wanhao желтого цвета из комплекта принтера, слой 50 микрон, время экспозиции – 7 секунд на слой (70 секунд – для первых трех слоев). Высота модели – 56 мм, печатается 4 часа 40 минут.

Про кнопачки

Купил тут в Чип-и-Дипе “всякой твари по паре” – точнее, разнообразных кнопок для одного сравнительного теста. Среди прочего барахла взял китайских “аркадных кнопок” – и обнаружил, что внутри них стоят переключатели “типа Alps” (как их обозначают в среде клавиатурных маньяков):

arcade-button

Внутреннее устройство переключателя – почти стандартное для китайских и тайваньских клонов Alps, разве что подвижный контакт тут почему-то состоит из двух деталей (на Deskthority такой вариант не встречается):

alps-clone-internals

Очень похожие кнопки продаются на Aliexpress по цене что-то около 30-50 рублей за штуку (в зависимости от количества): https://ru.aliexpress.com/item/30/32886768751.html. Если вам зачем-то могут понадобиться китайские “клоны Alps” – то вроде бы годный вариант.

Да, стоит, наверное, предупредить, что надписи 16А/250V в прайсе ЧиДа верить не надо.

ЭЭГ на Ардуине

Что-то мне в последнее время полюбился тег “запретите им” – так что продолжу.

Я не прошу оценивать соответствие этого поделия IEC 60601 – но покажите мне в этом устройстве гальваноразвязку, а заодно – скажите, кто будет отвечать, когда подключенный к ардуине “пользователь” схватится рукой за батарею.

Быдлоэлектронщики

make-me-unsee-it

Истратив законный выходной на борьбу с “творчеством” (на картинке – если что, я не прикасался к этой плате, ко мне она уже попала в таком виде) одного такого товарища – задумался, а какие признаки просто кричат о том, что связываться не стоит? Навскидку родил такой вот список:

- использование модулей типа Arduino, Blue Pill и им подобных в качестве составных частей изделия;
- закупка компонентов на Aliexpress;
- нежелание пользоваться системами “сквозного” проектирования схемы и печатной платы;
- кустарно изготовленные печатные платы;
- монтаж с применением припоя ПОС-61 и флюса ЛТИ-120.

Что еще добавить?

Втулку в поршень

vtulka

По-моему, это тянет на новое слово в технике. Ну и хотелось бы поставить песню Motormount группы Anvil:

Таймеры здорового человека (не на ардуине)

Если вы еще не видели очередного ардуиносрача на хабре – читать тут:

https://habr.com/post/413779/

Собственно, автора можно показывать студентам-медикам в курсе общей психопатологии как наглядный пример “бреда изобретательства” – но странное впечатление производят поддерживающие его комментаторы. Кажется, что они заперлись в своем маленьком ардуино-мирке и активно не хотят признавать, что их “проблемы” (те же таймеры, например, или многозадачность) решены много лет назад.

Вот, скажем, в комментариях автор с гордостью заявляет – мол,

типовое время задержки в системе составляет 10 мс (но пиковые задержки могут быть значительно больше и не нормируются)

- и более того,

на реальных задачах это особой роли не играет потому, что 99,(9) процентов времени в системе остаются типовые задержки

Вы примерно представляете себе, что такое 10 мс? Это примерно до хрена, если речь идет о несложной, в общем-то (но абсолютно реальной) задаче типа управления инжекторным двигателем – целый оборот коленвала при 6000 оборотах в минуту. За это время надо:

- открыть форсунки;
- закрыть форсунки (выдержав требуемое время впрыска);
- в нужный (с точностью до десятков микросекунд) момент жахнуть искрой в нужную пару цилиндров;
- прикрыть или приоткрыть регулятор холостого хода;
- сделать еще кучку полезных дел – например, считать показания десятка аналоговых датчиков (ну ладно, в конкретном цикле – можно обойтись и двумя, ДМРВ и ДПДЗ) и пересчитать параметры работы двигателя (время впрыска, опережение зажигания и так далее);

И это не какие-то там нереальные космические нанотехнологии, это в каждом сраном Жигуле стоит и надежно работает (на убогом SAF C509). Не знаю, конечно, как оно сделано в том же Январе или Микасе, а вот исходники MegaSquirtAVR вполне доступны для изучения (после минимальной гуглежки) и там ничего ужасного нет – в общих чертах, кстати говоря, это повторяет материал обсуждаемой лекции (где-то с 1:16:46). В системе поддерживается очередь событий (типа “открыть группу форсунок такую-то”, “закрыть группу форсунок такую-то” и так далее), в нужный момент (скажем, в верхней мертвой точке – она определяется по датчику положения коленвала, или при определенном угле поворота того же коленвала) очередная пачка событий со временами их срабатывания добавляется в очередь. Один из таймеров, “тикающий” с периодом в 4 микросекунды, начинает отсчет до ближайшего события, а при срабатывании прерывания, во-первых, выполняется связанный с событием код (довольно элементарный – “дернуть” одной из ножек микроконтролера), и во-вторых – начинается отсчет времени до следующего события из очереди. Все это работает на AtMega128 – и по отзывам, работает вполне неплохо.

Скажете, не всем надо управлять инжекторными двигателями? Хорошо, расскажу тогда про мой первый проект на микроконтролере – идейно, кстати говоря, очень похожий. Сделан он был, правда, не на AVR, а вовсе на PIC, и представлял собой PPM-кодер для аппаратуры радиоуправления. PPM – или Pulse Position Modulation – это распространенный стандарт, позволяющий “упаковать” сигналы для нескольких (до 8) сервомашинок в одну “посылку” длительностью около 20 мс. Принцип формирования (точнее, декодирования) PPM-сигнала показан на рисунке:

ppm-decode

Декодер, кстати говоря, делается на одной микросхеме CD4017 – схема есть тут (оттуда же я уволок и картинку выше):

http://rconline.ru/modules/smartsection/item.php?itemid=49

Длительность “посылки” составляет 20 мс, пауза между импульсами каждого из каналов – 0,3 мс, а длина каждого из “канальных” импульсов – от 1 до 2 мс (считая вместе с паузой). Для восьмиканальной (максимально доступное количество каналов в PPM-аппаратуре) длина синхроимпульса составит 4 мс. Кстати, теперь понятно, почему сервомашинки управляются таким, на первый взгляд, странным образом?

Так вот, имея “в активе” PIC16F72 с АЦП и прочитанные пару глав из самоучителя Корабельникова (не смейтесь – но 11 лет назад в жанре “введение в микроконтролеры для чайников” выбор был между слегка упоротым Корабельниковым и полностью шизофреническим 123avr) я соорудил вполне приличный кодер для PPM-сигнала, поддерживающий до 8 каналов с 8-битным разрешением (для аппаратуры радиоуправления 8 бит – уже неплохая разрядность, в самой дорогой аппаратуре можно встретить 10-битные АЦП). Опять же, все очень просто – запускаем таймер с частотой 10 МГц (для удобства счета), и радостно пользуемся тем фактом, что один отсчет этого таймера – это в точности 0,1 микросекунды. При срабатывании прерывания таймера – просто загружаем в него либо значение, соответствующее длительности паузы, либо заранее вычисленную длительность “сигнального” импульса. Немного сложнее, чем генерация обычного ШИМ на том же таймере – но принцип примерно тот же.

Про многозадачную операционную систему на PIC рассказывать, наверное, не буду – собственно, под видом “операционной системы” предлагался просто способ организации кода в виде относительно независимых “задач”. Этого в “самоучителе” не было – но найти ее и использовать не представляло особого труда.

При чем здесь ардуино? Наверное, ни при чем – если, конечно, не обращать внимания на огромное количество совершенно поверхностных материалов “для начинающих”. Честное слово, даже упоротый Корабельников, невероятно многословно рассказывающий в своем “самоучителе”, как организовывать задержки с использованием аппаратного таймера и прерываний, намного лучше любого материала “про ардуино”, где то же самое предлагается делать с помощью разнообразных задержек типа delay() (библиотека же Timer1 считается в среде ардуинщиков каким-то “высшим пилотажем”, а заодно и не работает на некоторых платформах).

А где приличные корпуса для всякой электроники искать?

Есть девайс, внутри устроенный примерно так:

shield-lcd

Хочется выпустить небольшую – скажем, из 10-20 устройств “серию”, и хочется подобрать под это дело корпус приличного вида – что-то, например, в таком духе:

alpha-driver-display

Ну или даже таком:

blunik-ii

В общем, хочется нормальный пластиковый корпус размером где-то 85×50x25 мм с окошком для ЖК-индикатора – и вот тут сразу возникает вопрос – а где такие искать? Продукция фирмы Gainta, в изобилии имеющаяся в Чип-и-Дипе, выглядит убого, а заодно требует доработки напильником. Вдобавок, ни в каталоге Чип-и-Дипа, ни в каталоге самой Gainta нет минимально приличного параметрического поиска (последний вообще сегодня сдох). Вот не поверю я, что негде взять приличную “мыльницу” с заранее проделанным отверстием для “стандартного” ЖК-дисплея, типа какого-нибудь Winstar 1602B.

Общественность что-нибудь подскажет?

А вот еще посмеяться

Я тут в очередной раз откопал стюардессу Intel Edison и случайно наткнулся на статейку на хабре:

https://habr.com/company/intel/blog/260943/

Если коротко – чуваки организовали на этом самом Edison опрос “электрокардиографа” с Bluetooth (электрокардиограф я пишу в кавычках, потому что вряд ли это устройство сертифицировано, как медицинское). Задача практически тривиальная – тем более, они там сами и пишут:

…работать с 6 одновременными потоками ЭКГ с частотой дискретизации 500Гц

Не знаю, какая разрядность у тамошнего АЦП – предположим, что 24 бита, с хорошим запасом (на самом деле в “электрофизиологии” редко нужна разрядность свыше 10 бит, тем более, если речь идет об ЭКГ, но специализированные АЦП для физиологических измерений выпускают с разрядностью до 24 бит). Итого “6 одновременных потоков ЭКГ с частотой дискретизации 500 Гц” превращаются в смешные 72000 бит/с – не так уж и много данных, не правда ли?

Но держитесь крепче – чуваки не зря взяли Intel Edison, весьма неслабый микрокомпьютер с двухядерным Intel Atom, работающим на частоте 500 МГц, 1 Гб оперативной памяти и Linux в качестве операционной системой – ведь обработкой ЭКГ они занялись на node.js, и при таких вводных…

Объем занимаемой памяти процессом редко превышает 100 МБ.

Следующий абзац, пожалуй, стоит привести целиком (орфография и пунктуация оригинала сохранены):

Тут наверное нужно немного отвлечься и отметить, что сенсоры можно разделить на 2 больших категории: те, которые передают некоторое измеренное число, к примеру вес или артериальное давление и те, с которых поступает непрерывный сигнал, такие как электрокардиограмма и пульсовая волна с пульсоксиметра. И если в первом случае применение производительных платформ не сильно оправдано, там по большому счету не требуются особые вычислительные ресурсы, то во втором случае простого контроллера уже не достаточно.

Не знаю, конечно, справится ли с “обсчетом” (обычно требуется какая-то фильтрация данных, “классика” здесь – фильтр Баттерворта или что-то подобное) шестиканальной ЭКГ какой-нибудь AVR – но, скажем, на ARM Cortex-M4 (который стоит на порядок дешевле Edison) можно справиться и с на порядок большим объемом данных без каких-либо проблем.

Еще немного про всякую электронику

Китайская бумага для ЛУТ – для тех, кому надоела глянцевая из журналов. Печатать надо на “блестящей” стороне, процесс “переноса” – точно такой же, как обычно (китайцы пишут, что надо использовать ламинатор – но и утюгом получается приемлемо). Главное отличие – легко отделяется, не требуя “оттирания” пальцем (хотя намочить все-таки желательно). Пачка из 10 листов A4 стоит 80 рублей, в моем случае китайцы обсчитались и прислали 20 – но слегка мятых. Возможно, имеет смысл отрезать кусочки и приклеивать их при печати на “подложку” из обычной бумаги.

Пленочные трафареты OSH Stencils – приемлемо, но в целом не очень аккуратно – в паре мест на довольно простом трафарете из серии “AtMega и два резистора” есть дефекты, правда, особо ни на что не влияющие. “Мостики” между площадками с шагом 0,8 мм получились какие-то уж очень тонкие (может, конечно, это косяк моего проекта – но надо записать в блокнотик что-то типа “не забыть проверить припуск маски и трафарета”). Везут из Штатов, самый экономичный вариант – трекающийся до Домодедово (или что там у вас ближе) USPS First Class w/Tracking (и тут наврали!). Минимальный заказ мне обошелся в 8,45 $ (чуть больше 500 рублей) – что, конечно, дешевле Резонита (там аналогичный заказ обошелся бы в 2000 рублей за подготовку производства, что-то около 100 рублей за сам трафарет и 400 рублей доставка – итого 2500 рублей). Стальной трафарет аналогичных размеров у этих товарищей стоил бы около 18 долларов – то есть уже 1100 рублей. В общем, интересно для всякой мелочевки, не критичной ко времени.

Узкоспециальный вопрос про автоэлектронику

А вот как в 2018 году кошерно запитывать всякие автомобильные приблуды на микроконтролерах? Мне знакомы два варианта.

Первый, быдлячий: использовать линейный стабилизатор напряжения наподобие 78L05 или КР142ЕН5А, что примерно одно и то же. Достоинства – дешево и крайне тупо, недостатков же куда больше. При потреблении хотя бы в 0,1 А линейный стабилизатор должен рассеивать 0,9 Вт – то есть работать практически в режиме печки. Не очень ясно поведение “кренки” и при характерных “автомобильных” особенностях входного напряжения. Успокаивать себя словами “вон в терратрипе стоит и ничего” не получается – видели бы вы тот терратрип :)

Вариант второй – заморочиться и вкорячить импульсный преобразователь. Их выпускается довольно много, и при желании они позволяют вписаться в довольно скромные габариты (скажем, LM53601 вполне официально занимает всего лишь 11,2×12,7 мм со всей обвязкой – правда, и стоит в Москве от 441 рубля в розницу). Более дешевый и распространенный вариант – MC34063A (10-30 рублей в зависимости от объема партии), к сожалению, требующая гораздо более габаритной обвязки. Это сложно назвать проблемой – но когда размеры устройства определяются блоком питания, возникает ощущение, что что-то здесь не так.

Короче говоря – а подскажите какой-нибудь DC/DC преобразователь со следующими параметрами:

- входное напряжение 8-24 В (можно более широкий диапазон);
- выходное напряжение 3,3 В;
- выходной ток 500 мА;
- цена с минимально необходимой обвязкой в пределах 100 рублей в московской рознице;
- габариты “готового” БП по возможности меньше.

Ну или объясните убедительно, что можно не выпендриваться и ставить те же “кренки”.

UPD Во всяких Январях и прочих Микасах никто не стесняется ставить обычные линейные стабилизаторы – так и буду поступать в не особо потребляющих устройствах.

Сегодня я узнал…

…что на внутренней стороне коробочки с Intel Edison изображен боевой беспилотник MQ-9 Reaper:

edison-box

Эксперты, где вы?

Выложили фотографии остатков американских “Томагавков”. В мятых железках я не особо понимаю, а вот что касается электроники – интересно, куда делись многочисленные эксперты, которые ставили диагноз по фотографиям “черного ящика” Су-24?

tomahawk-parts-1

tomahawk-parts-2

Пайка в печке

Хочу поделиться впечатлениями от сборки и использования контролера печки для пайки оплавлением по мотивам описанного Олегом Артамоновым – собственно, это будет большой и развернутый комментарий к статье по ссылке:

http://olegart.ru/wordpress/reflow-soldering/

Собственно, такой девайс понадобился мне для сборки относительно “серийных” изделий – но что значит “серийных”? Скажем, “серые коробочки” для любительского и ретро-ралли разошлись уже тиражом в несколько десятков штук – правда, в процессе проектирования находится более продвинутый вариант. Пайка вручную даже пяти AtMega, пусть даже в “человеческом” корпусе с шагом выводов 0,8 мм – занятие малоинтересное по определению. В общем, запаивая к новому сезону очередную “партию” коробочек, я задумался – а нельзя ли как-то упростить это дело?

Вариант с заказом производства в том же “Резоните” я не расмматривал – во-первых, стыдно заказывать изготовление штучных партий устройств, где всех деталей – AtMega, пара резисторов и оптопара, во-вторых – это получалось относительно дорого (в частности, стоимость “подготовки производства” в 3000 рублей, даже будучи “размазанной” на партию в десяток изделий, все равно оказывалась в числе значимых статей расходов). Наверное, 3000 можно потратить как-то иначе – например, вот на такую печку.

В принципе, вариантов переделки электродуховки в печку для пайки довольно много, но иностранцы почему-то не склонны к экономии в такого рода проектах. Например, зачем-то они используют твердотельные реле – да, это стильно, модно и молодежно, но одновременно – довольно дорого (раза в два дороже “дискретных” тиристора и оптопары). Зачастую используют готовые контролеры типа Controleo – да, с ним вся переделка печки сводится к правильному подключению проводов, но сам контролер стоит совершенно неприличных денег (да, силовой части в нем нет, придется городить несколько твердотельных реле и блок питания, а это дополнительные расходы). Короче говоря, контролер за авторством Олега Артамонова показался мне более приближенным к российским реалиям – с легкодоставаемыми компонентами (все есть в Чип-и-Дипе и Терраэлектронике) и в целом доступный для повторения.

Сама электродуховка “для опытов” досталась мне бесплатно, будучи вытащенной из лежащего на балконе хлама. Подходящие дешевые печки стоят “в магазине” что-то около 2000-3000 рублей, б/у можно найти либо в собственном хламовнике (бесплатно), либо на каком-нибудь авито (недорого).

Плату устройства я немного переделал – во-первых, заменил SMD-шные резисторы и конденсаторы на выводные (просто их у меня много, да и паять вручную кучу SMD совсем неинтересно), во-вторых, сделал ее односторонней с несколькими перемычками на верхнем слое – для изготовления по “лазерно-утюговой” технологии (кстати, переход с SMD на выводные детали это дело значительно упрощает). Заодно выкинул “лишнее” – например, USB-порт и реле. Избавившись от USB, можно было бы попробовать и заменить микроконтролер на более дешевый – как выясняется, прошивка с ампутированным обменом по USB прекрасно влезет и в AtMega8, но я понадеялся, что получится использовать готовую прошивку без доработок. Забегая вперед, скажу – они понадобились, в первую очередь из-за того, что в выкидывании всякого ненужного барахла я немного поторопился и избавился от термодатчика TMP37.

Заодно я поменял габариты платы, рассчитывая вписать ее в корпус Gainta G767 (я придерживаюсь той точки зрения, что проектируя печатную плату – надо сразу задуматься, в какой корпус ее поставить) – но с этим облажался по-крупному. Конечно, надо было сначала купить этот корпус и промерить его “по месту” – но я понадеялся на чертеж и лоханулся с размерами. Вот какое там расстояние между крепежными отверстиями для платы? Я подумал, что в чертеже ошибка – но нет, кто-то додумался указать расстояние именно между этими двумя точками. Интересно, каким инструментом его можно замерить? Добавлю еще, что вычислить расстояние между крепежными отверстиями возможно лишь в том случае, если известны диаметры стоек.

Еще из моей лажи – я не сразу заметил, что несмотря на то, что дисплеи Winstar WH1602A (самый дешевый в продаже) и WH1602J (а этот использован в схеме) имеют очень похожие разъемы, назначение выводов в этих разъемах совсем разное – и после того, как я просто припаял дисплей к плате на “гребенке” и долго выяснял, почему он не работает, мне все равно пришлось сидеть и долго запаивать проводочки :)

Довольно важный вопрос, почему-то обойденный стороной в описании на сайте Олега – калибровка датчика температуры. Судя по всему, в ранних прошивках она была жестко зашита в контролер – а в выложенной на сайте версии прошивки появилась возможность немного варьировать параметры. К сожалению, описания этого процесса либо нет, либо оно погибло вместе с сайтом fclab.ru – так что кратенько прокомментирую, что нужно сделать. Используемая в устройстве термопара типа K (как в мультиметрах) имеет практически линейную характеристику в интересующем нас диапазоне от +25 до +250 °С – поэтому в EEPROM микроконтролера прошиваются два 16-битных числа, первое из которых для термопары равно 31 (расчет этого коэффициента можно увидеть в файле thcouple.c в исходниках прошивки) – и без особой необходимости менять его не надо. Второе число задает сдвиг шкалы – в единицах, равных 1/4 °С. Например, значение -100 увеличит показания температуры на 25 °C, а 100 – напротив, уменьшит их на ту же величину. Так как я выкинул термодатчик, показания которого принимались за температуру холодного спая термопары, пришлось записать в эту ячейку памяти -100 – приняв “комнатную температуру” за 25 °C. Конечно, можно было бы сделать и лучше – но, как показала практика, и так нормально. Показания прибора, когда термопара засунута в чайник с кипящей водой – около 96-97 °С, что можно считать более-менее приемлемым. Так как я выкинул дополнительный термодатчик, пришлось все-таки поставить WinAVR и добавить в прошивку обнуление показаний канала АЦП, к которому тот был подключен – иначе “градусник” начинал безбожно врать.

Да, еще один волнующий многих вопрос по поводу прошивки – какие использовать значения fuse. В принципе, все написано и в тексте – но чтобы не вдумываться в фразы типа “в конфигурации отключены DIV8, JTAGEN и HWBEN” – приведу здесь значения, которые мне подсказал “AVR fuses calculator” – L=0xDE, H=0xDD, E=0xCF.

Больше, наверное, никаких проблем и не возникло – ну разве что внезапно выяснилось, что в Москве проблематично недорого купить термопару – имеющаяся у меня термопара от мультиметра в металлическом корпусе оказалась довольно инерционной в показаниях, а провод явно пованивал при нагреве до 250 °C. Да, в некоторых магазинах (Промэлектроника, например) термопары типа K можно купить рублей за 100 – но только не в том случае, если такое желание внезапно возникло в пятницу в конце рабочего дня. В общем, проще и дешевле всего оказалось купить в Юлмарте самый дешманский мультиметр модели 838 (кстати, сравнив его со своим десятилетней давности Mastech 830, я просто офигел, насколько деградировали дешманские мультиметры). Заодно мне достались два разъема-”банана” – термопару я подключил проводками к клеммной колодке.

С учетом покупки мультиметра бюджет проекта составил примерно те самые 3000 рублей, которые жаба не позволила тратить на “подготовку производства” в Резоните – и надо сказать, что я в целом остался доволен – даже нанося паяльную пасту (я взял на пробу Multicore CR36) вручную из шприца (медицинского, с обрезанной толстой иглой), удалось добиться вполне приемлемого количества брака (прежде всего слипшихся ножек на микросхемах с малым шагом – это исправляется с помощью паяльника и “оплетки для выпайки”). Но главное – это скорость монтажа, нанести пасту, расставить детали и сунуть несколько плат в печку получается намного быстрее, чем в случае, когда все надо запаивать вручную. Надо бы попробовать нанести паяльную пасту через трафарет – я, конечно, попробовал вырезать какое-то подобие трафарета из прозрачной пленки, но ножом это делать неудобно, и те же ножки микроконтролера я объединил в одну широкую прорезь – замыканий получается меньше, чем при ручном нанесении, но все равно они иногда случаются.

Короче говоря, хоть устройство и требует некоторой доработки (прежде всего в тех частях, куда я полез своими руками с целью переделок), мне в целом понравилось. Печка паяет, температурный профиль более-менее выдерживается, количество утомительной ручной работы несколько сократилось.

Reflow soldering

Попробовал пайку оплавлением в самом быдлячьем варианте – с нанесением паяльной пасты через медицинский шприц и последующим запеканием в бытовой электродуховке с очень условным контролем температуры. Понравилось, удобно.

Так как с некоторыми девайсами я худо-бедно вышел на тот этап, когда паять очередную партию руками уже лениво, а заказывать полноценное производство еще несерьезно – всерьез подумываю о сборке печки с контролером.