Джойстики и другие игровые манипуляторы
Поиск по сайту

Опрос
С какого раза вы сдали экзамен в ГИБДД на вождение?
С 1-го
Со 2-го
С 3-го
С 4-го и более
Не смог сдать экзамены
Получил права без экзаменов
Еще не сдавал, но планирую
Не собираюсь водить автомобиль

Пошаговая инструкция по изготовлению модифицированного контроллера MJoy16

Часть 1. Список необходимой документации, деталей и инструментов

1.1 Документация

Инструкции и прошивка к оригинальному контроллеру MeanDog'а:

Инструкции и схемы модифицированного контроллера:

  • эта инструкция (она же схема подключения и схема печатной платы).

Программное обеспечение:

1.2 Детали

Контроллер:

  • микросхема ATmega16-16PI (или PU) в корпусе DIP-40, 1 штука;
  • панелька под нее, на 40 ножек;
  • конденсатор электролитический 10 микрофарад 15 вольт, 1 штука;
  • конденсаторы 15 пикофарад, 2 штуки;
  • конденсаторы 0,1 микрофарады, 3 штуки;
  • индуктивность 10 микроГенри, 1 штука;
  • стабилитроны 3,3 вольта, 2 штуки (1N4733A или аналогичные);
  • кварцевый резонатор 12 мегагерц, 1 штука;
  • резистор 2,2 килоОма – 1 штука;
  • резистор 4,7 килоОма – 1 штука;
  • резисторы 82 Ома – 2 штуки;
  • диоды 1N4148 или аналогичные – по одному на каждую кнопку, плюс 4 на HAT-switch;
  • кабель USB A-B;
  • одинарная гребенка с 40 контактами – 2 штуки (отламываются по необходимости);
  • одинарные контактные разъемы – по необходимости;
  • пластиковый хомутик для закрепления кабеля, шириной 2,5 или 3 мм.

Все резисторы – 0,125 Ватта, но можно и большей мощности.

Гребенки с контактами и разъемы под них можно не брать, если провода планируется подпаивать напрямую на контроллер.

Программатор:

  • 25-контактный разъем (папа) или LPT кабель – 1 шт;
  • резисторы 330 Ом – 4 штуки.

Расходные материалы:

  • хлорное железо;
  • ацетон;
  • спирт;
  • припой;
  • флюс (канифоль или паяльная кислота);
  • мелкая наждачная бумага.

Инструменты:

  • ножницы;
  • паяльник;
  • пинцет;
  • кусачки (бокорезы);
  • сверла 0,8 мм и 3 мм;
  • дрель, способная их зажать.

Часть 2. Подготовка, травление и подготовка печатной платы

2.1 Печать заготовки

Как и в любой лазерно-утюжной технологии, работа над печатной платой начинается с печати ее зеркальной копии. Перед печатью в настройках лазерного принтера устанавливаем максимальную плотность тонера и максимальный контраст изображения. Разрешение роли не играет – 300 dpi ничуть не хуже 600 dpi.

Бумагу лучше использовать из глянцевых журналов, но может подойти и газетная (минус газетной бумаги – может порваться и застрять в принтере).

Получившийся отпечаток должен получиться жирный и равномерный, без пропусков и искажений.

2.2 Закрепление тонера

Сначала необходимо подготовить плату – снять верхний слой окислов. Проще и надежнее всего окунуть плату в заранее подготовленный раствор хлорного железа на 3-5 секунд (см. пункт 2.4) и протереть ее ваткой, смоченной в спирте или ацетоне. Если же раствор еще не готов – можно пройтись мелкой шкуркой, и затем – опять таки спиртом или ацетоном.

После подготовки платы действуем быстро, чтобы не дать ей сильно окислится. Вырезаем ее изображение с тем расчетом, чтобы бумага с каждой стороны была чуть шире (5-8 мм), чем размер платы.

Аккуратно совмещаем плату и отпечаток, кладем между двух листов бумаги на твердую поверхность, и разогреваем утюг. После того, как он разогрелся – не давя, аккуратными движениями, три-четыре раза проводим по заготовке. Ждем несколько секунд (чтобы тонер немного остыл), и очень осторожно пробуем приподнять один из углов отпечатка. Если он не отходит – очень хорошо, проверяем остальные углы и переходим к следующему пункту. Если же угол отходит – то проходимся утюгом еще пару раз, и снова смотрим.

Касательно температуры – часто дается совет, что прогревать плату лучше на максимальной температуре утюга (три точки). Но иногда, даже при кратковременном прогреве на максимальной температуре – тонер плавится и растекается. Поэтому настоятельно рекомендую ставить температуру утюга на две точки – в этом случае контролировать процесс будет проще и передержать заготовку будет сложнее.

2.3 Очистка от бумаги, осмотр и коррекция платы

После того, как тонер надежно прилип к медной стороне текстолита, готовим миску/тарелку/плошку с горячей водой. Не с кипятком – а именно с горячей, так как в холодной воде бумага будет размокать и отходить очень медленно, а в кипятке некачественный текстолит может пойти «горбом».

После того, как бумага размокла – очень и очень аккуратно, пальцем, начинаем скатывать бумагу с рисунка дорожек. Не забываем смывать скатанную бумажную кашицу. Оттирать бумагу слишком тщательно не нужно – есть риск сковырнуть тонер.

Время от времени слегка подсушиваем плату и смотрим – подсохшие дорожки должны быть с белесым налетом (остатками бумаги). Если налета нет – то в этом месте больше не трем.

После очистки от бумаги и просушки внимательно осматриваем плату на предмет сколотого или расплавленного тонера. Пропуски подкрашиваем электроизоляционным лаком (КО-921), цапон-лаком или обычным лаком для ногтей, растекшиеся места процарапываем острым ножом, шилом, или толстой иглой.

2.4 Травление

Итак – плату проверили, бумагу отчистили. Сколотый тонер закрасили лаком и дали ему высохнуть. Теперь переходим к самому главному – травлению.

Готовим деревянную палочку (а лучше – две) и емкость для травления из стекла или пластмассы. Наливаем в нее немного теплой или чуть горячей воды, и тщательно разводим в ней хлорное железо – 1 часть реактива на 3 воды.

Опускаем плату в емкость рисунком вниз (чтобы продукты реакции опускались на дно, и не мешали дальнейшему травлению), и ждем, периодически помешивая и переворачивая плату. В зависимости от концентрации и температуры раствора, процесс занимает от 20 до 40 минут. Главное здесь – не передержать плату, чтобы не вытравить медь из-под рисунка.

После того, как вся лишняя медь исчезнет – аккуратно достаем плату (не руками!), и смываем остатки хлорного железа теплой водой из-под крана. Сам реактив лучше не выбрасывать, а аккуратно слить в баночку – для дальнейшего использования.

2.5 Лужение, сверление и подрезка

Качество лужения напрямую зависит от того, как сильно окислилась плата после очистки от тонера. Поэтому, если лудить планируется сразу – оттираем плату от тонера ацетоном, наносим на нее флюс (спирто-канифольный, паяльную кислоту, или какой-нибудь другой), и лудим.

Если лудить собираемся более чем через час – тонер можно не счищать. Но если тонер все-таки сняли – то лучше сразу покрыть медь спирто-канифолевым лаком.

После нанесения флюса, тонким слоем начинаем наносить олово. Излишки собираем либо жалом паяльника, либо отсосом. Не перегреваем и следим за тем, чтобы не перемкнуть соседние дорожки.

Если в качестве флюса использовали паяльную кислоту – после лужения нужно обязательно промыть плату под теплой водой, с мылом и щеткой. Паяльная кислота – очень агрессивный флюс, и если вовремя не избавиться от его остатков – плату вскоре можно будет выбрасывать.

Затем сверлом диаметром 0,8 мм делаем отверстия со стороны меди. На дрель сильно не давим, и стараемся держать ровно. Если есть маленький сверлильный станочек – задача совсем упрощается.

Крепежные отверстия намечаем сверлом на 0,8 мм, а затем аккуратно рассверливаем трехмиллиметровым.

Как вариант – можно зажать сверло 0,8 мм в цанге большего диаметра, предварительно сунув его в изоляцию от провода чуть большей толщины. Разумеется, сидеть оно будет не настолько прочно – но будет прощать перекосы без поломки сверла.

Часть 3. Монтаж и пайка элементов

3.1 Монтаж, обрезка и подготовка элементов

Монтировать элементы можно двумя способами. Первый – просто вставить нужный элемент на место, загнуть его ножки в стороны (чтобы не выпал), и припаять. Затем бокорезами отрезать лишнее.

Второй – предварительно примерить элемент на плату и отрезать ножки – оставив 2-3 мм. Разумеется, в этом случае сам элемент держаться не будет – поэтому при пайке его придется придерживать с обратной стороны пинцетом или пальцем (главное тут – не обжечься).

Если вы используете неактивный флюс (например канифоль), то перед пайкой ножки элементов необходимо обезжирить – ваткой со спиртом или обычным ластиком.

Если же флюс активный – то зачисткой можно не заниматься.

3.2 Пайка элементов и проверка платы

В первую очередь запаиваем элементы по центру схемы, и лишь затем – панельку (самый нижний резистор должен оказаться под ней). После панельки запаиваем кварц, оставшиеся конденсаторы (внимательно соблюдаем полярность у электролитического!), а в последнюю очередь – разъемы.

Паем аккуратно, не перегревая без лишней необходимости – так как может отойти фольга. Как всегда следим за тем, чтобы не перемкнуть соседние дорожки.

Отрезаем от кабеля USB квадратный (B) разъем, и аккуратно снимаем около 5 см изоляции. Кончики всех проводов обрезаем до 3-4 мм (кроме оплетки, идущей на корпус разъема) и аккуратно залуживаем. Припаивать начинаем с нижнего (зеленого) провода. Контакт, идущий на корпуса разъема, залуживаем полностью, и аккуратно заводим на общую массу (GND), на обратной стороне платы. Крепко фиксируем кабель пластиковым хомутиком (в случае компактной версии – аккуратно выпиливаем или выкусываем верхнюю перемычку кроватки, и заводим хомутик не с тыльной, а с лицевой стороны платы).

Теперь очищаем плату от остатков флюса. Если использовали канифоль или другой спирторастворимый флюс – то опускаем плату в спирт, если водорастворимый – то в воду. Даем полежать полчасика, вытаскиваем, сушим – и переходим к следующему пункту.

Внимание! В случае использования паяльной кислоты простого отмачивания может быть недостаточно. Необходимо хорошо промыть плату в растворе хозяйственного (или любого другого хорошего мыла), а со стороны меди – еще и почистить щеткой. После чего сполоснуть в воде, и далее – по списку.

Тщательно проверяем (а лучше – прозваниваем) плату на предмет непропая и замыканий. Подключаем к USB, и если ничего не загорелось и не задымилось – переходим к следующему пункту.

3.3 Пайка программатора

Разбираем разъем LPT, и припаиваем перемычки.

1. Контакты 20, 21, 22, 23, 24, 25 замыкаем между собой и провод от них пускаем на массу (GND) контроллера.

2. Устанавливаем перемычку между контактами 2 и 12 (на разъеме LPT) и между контактами 3 и 11 (на разъеме LPT).

3. Теперь подпаиваем четыре провода:

  • Контакт LPT 6 – резистор 330 Ом – нога контроллера 8;
  • Контакт LPT 7 – резистор 330 Ом – нога контроллера 6;
  • Контакт LPT 9 – резистор 330 Ом – нога контроллера 9;
  • Контакт LPT 10 – резистор 330 Ом – нога контроллера 7.

Резисторы можно спрятать внутрь самого разъема, для экономии места. Остальные контакты на LPT-разъеме оставляем пустые. На провода, идущие к ногам, припаиваем одинарные разъемы (или просто залуживаем – если не планируем использовать его часто).

Часть 4. Подготовка и запуск

4.1 Программирование

Смотрим, не подключена ли плата куда-либо (если подключена – отключаем), и аккуратно вставляем микросхему в кроватку – не забывая про правильный порядок ног.

Подключаем разъемы программатора и землю (GND) к соответствующим разъемам на плате микросхемы. Затем – разъем программатора к LPT-порту, а разъем контроллера – к USB (именно в этой последовательности, USB после LPT).

Устанавливаем и запускаем PonyProg 2000. При первом запуске он может попросить калибровку – соглашаемся. Если не попросит – то делаем ее самостоятельно: Setup > Calibration > Yes.

Затем, выбираем тип интерфейса: Setup > Interface Setup. Ставим галочку на Parallel, выбираем Avr ISP I/O и порт, к которому подключен программатор (обычно LPT1).

Окно «I/O port setup» в программе PonyProg 2000

Рис. 1. Окно «I/O port setup» в программе PonyProg 2000

Выбираем производителя и тип микросхемы: Device > AVR micro > ATmega16, затем стираем данные на контроллере: Command > Erase (ни в коем случае не спутать с Reset!).

Загружаем файл с микропрограммой: File > Open Program (FLASH) File, выбираем MJoy16.hex, и затем записываем его в микроконтроллер: Command > Write Program.

Затем, загружаем файл данными: File > Open Data (EEPROM) File, выбираем MJoy16.eep, и точно так же записываем его: Command > Write Data.

Осталось самое главное – выставление фьюзов (fuse). Здесь важно не ошибиться, т.к. при неправильной установке микросхему можно загнать в некорректный режим работы – вытащить из которого ее можно будет лишь посредством более продвинутого программатора.

Итак, жмем Command > Security and Configuration Bit, затем – Read, и выставляем галочки, как показано на рисунке.

Окно «Configuration and Security bits» в программе PonyProg 2000

Рис. 2. Окно «Configuration and Security bits» в программе PonyProg 2000

Иными словами – все фьюзы выставлены в 1, кроме BOOTSZ1, BOOTSZ0 и SUT0 (все верно – наличие галочки означает 0, ее отсутствие – 1). На фьюзу SPIEN не обращаем внимания – изменить ее в режиме программирования ISP невозможно.

Главное – CKSEL0-3 должны быть выставлены в 1-1-1-1 (т.е. галочек быть не должно!). При этом микросхема будет брать частоту с внешнего кварцевого резонатора – что, собственно, нам и нужно.

После программирования фьюз отключаем и снова включаем разъем USB. Если все прошло успешно, то контроллер найдется и определится как MJ16 – игровое устройство с 9 осями и 112 кнопками.

4.2 Подключение датчиков и кнопок

Схема расположения элементов на модифицированной плате отличается от оригинальной – см. приложение 5.2.

Часть 5. Приложение

5.1 Печатная плата

Модифицированная печатная плата

Рис. 3. Модифицированная печатная плата

Размеры модифицированной печатной платы – 57,14 на 34,27 мм.

Компактная версия модифицированной платы

Рис. 4. Компактная версия модифицированной платы

Компактная версия модифицированной платы – для крепления кабеля USB придется аккуратно выпилить или выкусить верхнюю часть кроватки. Размеры – 52,07 на 34,27 мм.

5.2 Схема расположения элементов, датчиков и кнопок

Схема расположения элементов, датчиков и кнопок

Рис. 5. Схема расположения элементов, датчиков и кнопок

Часть 6. Копирайты и благодарности

Автор оригинального контроллера и прошивки – Mindaugas Milasauskas (MeanDog).

Автор модифицированной платы – Олег Меркулов (fred kaa).

Последующая модификация платы, описание процесса изготовления – Артем Несмирный (tsinik).

В инструкции использован материал автора Eugen с сайта www.protu-154.com.

Приложение. Фотографии устройства от автора статьи

Модифицированная печатная плата

Рис. 6. Плата без установленной микросхемы

Модифицированная печатная плата

Рис. 7. Плата в сборе, вид сверху

Модифицированная печатная плата

Рис. 8. Плата в сборе, вид снизу

Модифицированная печатная плата

Рис. 9. Программатор в сборе

Модифицированная печатная плата

Рис. 10. Разъемы программатора

Артем Несмирный aka tsinik

Опубликовано: 18 августа 2008 г.

Обсудить на форумеОбсудить на форуме

Copyright © 2003–2017 Maxim Shalumov. All rights reserved. Server: HP ProLiant DL120 G7
Rambler's Top100 Рейтинг@Mail.ru