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[综合] L-ink_card智能NFC卡片制作

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发表于 2020-7-22 23:41:21 | 显示全部楼层 |阅读模式

爱科技、爱创意、爱折腾、爱极致,我们都是技术控

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本帖最后由 光阴似水 于 2020-7-26 17:28 编辑

偶然在B站看见一个UP主的视频,制作的叫L-ink_card的多功能门禁卡,我觉得挺有趣,
且该项目也开源,于是我也买材料制作几个,UP主的视频请点这里L-ink_card视频
UP主放在GitHub的开源文件https://wws.lanzous.com/i6Kodex9mpi
L-ink_card交流QQ群144538834
欢迎访问我的个人网站http://www.songzx.top/96-2/
上面会同步更新。
开始
正文
下面是材料清单和价格(不包括邮费)
1、主要部件墨水屏40元,墨水屏是一种可以断电保留屏幕内容的显示屏。
了解更多点这里墨水屏百科
word-image-9.png
2、PCB线路板15元,不同平台,不同店铺的价格不同,此价格仅供参考。
word-image-10.png
3、ST25DV,NFC芯片,淘宝价格15元,我是在立创商城海外代购的,便宜点,但是大概要半个月才能到货。
word-image-11.png
4、STM32单片机芯片6.43元。
word-image-12.png
5、电源芯片2.87元。
word-image-13.png
6、SI2302 N型场效应管1.2元。
word-image-14.png
7、其他的一些元件,电阻,电容,电感,二级管。
word-image-15.png
word-image-17.png
word-image-18.png
word-image-19.png
word-image-20.png
word-image-21.png
word-image-22.png
word-image-23.png
8、因为程序固件要下载到单片机里,所以我买了下载器。
word-image-24.png
详细元器件清单请看文件里的BOM表。
单个成品的总材料费用不包括邮费大概70元,加上邮费90元左右。


目前除了ST25DV之外,材料全部已到,近期准备开焊。

未完待续。。。。。。

非常抱歉,因为TPS61221不能正常工作,我又从网上买了几个,更新要晚几天。



补充内容 (2020-7-30 16:10):
个人网站焊接及烧写部分更新http://www.songzx.top/l-ink_card ... %e9%83%a8%e5%88%86/

补充内容 (2020-8-16 12:51):
个人网站制作调试-装壳及卡片复制部分http://www.songzx.top/l-ink_card ... %e9%83%a8%e5%88%86/

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 楼主| 发表于 2020-7-26 17:29:26 | 显示全部楼层

L-ink_card智能NFC卡片制作-焊接及烧写部分

本帖最后由 光阴似水 于 2020-7-30 16:42 编辑

以下是元器件焊接部分,焊接部分指导摘自L-ink_card QQ群友DoubleMark的L-ink手焊指南(已经过DoubleMark许可)。相关文件可在上面下载。了解更多请加QQ群144538834

ST25DV外全部元器件。
image.png

开焊
电路板
image.png

image.png
元器件的位置。

元器件位置正面.jpg
元器件位置背面.jpg
焊盘丝印正面1~1.jpg
焊盘丝印反面2~1.jpg

一、提前准备:
1、PCB:L-ink PCB
2、焊接工具:烙铁、热风枪、焊锡丝、镊子、锡膏(非必须)钢网(非必须)
3、烧录工具:ST-Link或 Ulink2 或 J-link(支持 STM32 即可)
4、不抖动的双手和一颗善于折腾的心
二、焊接顺序:
按照由电源->MCU->FPC->NFC 的顺序依次焊接,这样能在边焊接边
调试的过程中基本保证能及时发现问题并解决问题。
三、基础焊接:
1、贴片电阻电容电感类:
对于贴片电阻电容电感封装,先用烙铁焊接对其
中一脚进行上锡,这样在用镊子夹起元件后,先焊接该引脚,保证元件可以固
定在对应位置,然后再焊接另一引脚。

2、芯片类:
1SOT-23:即 Q1。和贴片类相似,先上锡一个引脚再调整好元件位置,
焊接好用来固定,之后再焊接剩余 2 脚。

2QFN32:即 U2。对于这类芯片引脚位于下方的封装来说,尤其芯片中
间有 ExposedPad,先要用烙铁对 PCB 的中间方形焊盘和四周引脚上锡,这里
注意中间的大焊盘薄薄的一层即可,注意烙铁温度不能太高,否则新手有可能
会烫掉焊盘。同时我的做法是对芯片本身也上锡,这样再用热风枪 290-300
加热 PCB,风速可降低,风枪出风口可适当远离 PCB,否则过高风速会直接吹
走芯片。找准芯片的正面圆点,即为 Pin1,如果正面丝印不清,可看反面的焊
盘,有缺角位置为Pin1.
用镊子夹住芯片两侧,放置在PCB 对应位置,拿走镊子并按住芯片,上热
风枪吹,确保在吹动过程中可以将 QFN 往下按压直至芯片和焊锡相连。此时拿
走风枪同时保持按压,等待温度降低焊锡焊住。温度降低后,观察 QFN 四个方
向引脚是否有虚焊,一般情况都需要再补焊。
补焊时,将 PCB 立起来,对应 QFN 的一个方向,一边上锡,烙铁一边
走,焊接时肉眼可见 8 Pin 的引脚会逐渐由暗变亮,说明补焊成功。同步骤
操作四个面即可确保 QFN焊接完成。

3NFC 芯片 ST25DV 焊接:这个芯片由于作者的封装做得过于小巧,导致
焊接容易失败,个人感觉这个手焊难度大于 QFN
注意事项:基本方法和QFN 差不多,由于焊盘和芯片封装太过于紧密,我
的方法是,先对 PCB 和芯片上锡,然后确保一侧可以直接吹上去,同时在加热
时稍微将芯片挪向一侧,这样另一侧会露出芯片引脚,这样被压住的一侧可以
确保焊接上,同时对露出引脚的一侧手动补焊,这个方法用了 2 次效果不错。

4)其他:注意 D2 D3 D4 为二极管,有方向,其中PCB 中横线为负极,和
管子的标注方向相同;D1 发光二极管,正面带有绿色标记的一端为负极,或者
LED 背面『|-』标记,意为『->』即右侧为负极。

5)如果使用钢网焊接,可参照一些视频分别上锡,用热风枪直接吹即可。
四、焊接过程:
1、对照 PCB 的元件标号,建议先焊接如下电源部分
image.png
注意:TPS61221 封装焊接时,以横线所在为 Pin1,其中 R9 不焊,这样焊接
完成后,可以先焊上电池座和K1 按钮,然后放入电池(确保电池有电),有稳压
电源的可引入 3V 电源至 VBAT 引脚。之后按住 K1,测量 U3 4 脚是否有稳定
3.3V 输出。
若没有输出,检查输入、芯片是否焊反、是否有引脚虚焊等,确保电源正常
再接着往下焊。
电源焊接
工具
QQ图片20200729144342.jpg
先焊接TPS61221,元件焊盘。
QQ图片20200729144349.jpg
焊盘上锡,元件对齐,用电烙铁对引脚进行点焊。
QQ图片20200729144354.jpg
焊接完成。
QQ图片20200729144400.jpg
TPS61221升压用的电感。用同样的方法焊接。当然用热风枪焊接也很方便。
QQ图片20200729144404.jpg
QQ图片20200729144409.jpg
电源部分焊接完成,就可以测试TPS61221芯片是否正常工作,检查芯片的第四引脚是否有3.2V3.4V的空载电压。
QQ图片20200729144420.jpg


接下来是STM32单片机的焊接。
焊盘。
QQ图片20200729144433.jpg

焊盘上锡,并涂上助焊剂,以便焊接。
QQ图片20200729144428.jpg

对芯片引脚进行上锡。
对齐,并用热风枪300度,小风档对芯片进行加热,如果芯片未对齐可用摄子扶正,待焊锡熔化,芯片引脚对齐无错位后停止加热,待冷却后再用电烙铁对四周引脚进行补焊。



QQ图片20200729144443.jpg

焊好后效果。
QQ图片20200729144457.jpg


对芯片周围的元件进行焊接。
QQ图片20200729144512.jpg

焊好STM32
焊接烧写程序的引脚接口,从左到右依次为GND,SWCLK,SWDIO,VCC3.3V
QQ图片20200729144537.jpg
就可以写入程序进单片机。
固件烧写:
推荐使用KeilMDK5.3x 版本,不推荐 5.1x 版,5.1x 没有 RTE 会打不开工程。
打开
L-ink_Card-master\Firmware\Keil\L-ink_Card\MDK-ARM\L-ink_Card.uvprojx
工程,此时 Keil 会提示是否安装 STM32L0 Pack,直接确定并等待 Pack 下载
安装完成。根据调试器的调试口引脚,引出 3V3 GND SWDIO SWCLK 四根线,链接到板子
上的 4P 接口。
烧写程序的软件配置部分
首先打开Keil,点击红色框框圈起来的图标。
snipaste_20200729_131133.png
再点击Debug标签
snipaste_20200729_131202.png
在下拉框里选择你的下载器型号,我买的是J-LINK,然后点击右侧的Settings按钮。
snipaste_20200729_131219.png
在下拉框里选择SW方式。
snipaste_20200729_131250.png
如果单片机焊接正常,并且下载器的连接也正常,就会在框里看到设备。表明已经检测到了单片机,可以进行烧写操作。
snipaste_20200729_131516.png

点击编译。编译要注意下,编译完成的hex文件大小在34.7KB左右,如果不是这个大小,可能编译有问题,我编译出的文件就只有32.5KB,写入后按按钮,指示灯不亮,用群文件里的文件写入才正常工作。
snipaste_20200729_131715.png
点击下载,写入程序进入单片机。
snipaste_20200729_131728.png

写入结果。
snipaste_20200729_132034.png


下载成功后进入下一步。
3、焊接 PFC 座子等
注意 PFC 座子应用下接 0.5mm 间距,至于抽屉还是推拉,都可以。这个座子
如果是好的烙铁可直接拖锡,一般的烙铁建议一个引脚一个引脚的焊接,防止
连焊,否则需要用松香或吸锡带除掉连焊的焊锡。

image.png

焊盘上锡。
QQ图片20200729144516.jpg
对齐焊接。
QQ图片20200729144520.jpg
周围的电阻电容。
QQ图片20200729144524.jpg
QQ图片20200729144528.jpg

屏幕供电部分的焊接
QQ图片20200729144533.jpg
焊接完成后建议焊接两边的固定焊盘,并按照方向插入排序并压紧。此时可以
使用群内@三乘四# 提供的软件,打开屏蔽的几条语句进行简单的墨水屏测
试:  
image.png
按上图,屏蔽掉NFC_Init 函数,打开下方的测试函数,并将 nfcBuffer 统一一
下。修改好后,点击编译,点击下载观察现象。
如果 LED 灯亮->->->灭,同时墨水屏显示出一个皮卡丘的形象,则表示
MCU 和墨水屏正常。
如果仅 LED 灯亮->->->灭,但墨水屏没有反应,则检查 FPC->MCU,包
FPC 是否虚焊,以及主要检查 FPC SPI 接口几根线是否有连焊虚焊导致通
讯错误。
QQ图片20200729144545.jpg

4、焊接 NFC 部分
image.png
焊盘上锡,并涂抹助焊剂,芯片对齐后,用热风枪加热焊接。
QQ图片20200730152541.jpg


QQ图片20200729144550.jpg
QQ图片20200729144559.jpg
因为一个20K的电阻买错封装了,新买的元件过几天才能到,所以就没焊。
QQ图片20200730152549.jpg

焊接完后,再焊接上波轮开关S1,注意波轮开关的底部会有两个固定爪,
可用壁纸刀剪去,否则无法贴紧 PCB,焊接时可先固定一脚上锡,一定要注
意,这里封装做的也是很紧张,注意要尽量让开关往 PCB 板内部靠,也就是说
尽量让开关的引脚和焊盘相重合,这样在组装时不会太紧张。
QQ图片20200729144608.jpg
QQ图片20200729144612.jpg
这样焊接完后,恢复程序到原始状态并编译,下载。
可不用接电池,不用按压K1 按钮时,使用调试器的 3V3 供电,按住波轮
开关,使 NFC 天线导通,运行作者提供的 app,并按照 b 站视频方法,打开软
件进行 NFC 通讯,此时板子靠近手机,手机 NFC 打开后应该会有提醒,保持
不动几秒,会看到墨水屏刷新内容正常后,(图片传输完成后)松开波轮开关即
可。
至此,整个流程完毕。可拆除单排针或杜邦线焊接的 SW 接口,并装上电池,
使用电池供电测试一下。电池供电测试时:
建议将 J1 0R 电阻短接起来,这个V_EH 引脚就是 ST25DV 系列的 Energy
Harvest功能,如果手机的 NFC 功率足够,不用按住 K1 即可获得足够的功率驱
MCU 及外围电路工作,如果 NFC 功率不够,需要安装 K1 以使得 VBAT
通,使用电池产生的 3V3驱动电路工作
其他一些注意事项:
1、对于 UID
建议将芯片焊接在 PCB 背面,焊接时,先将 UID 两侧上锡,焊盘一侧上锡,此
时在将 PCB 正面的 UID 这一侧怼上一些焊锡,让焊锡融掉使得焊锡透过 PCB
背面这样焊接能确保 UID不会虚焊。
2、对于低频 ID
因为低频卡的天线如果在PCB 上绘制时,尺寸会非常之大,所以只能使用原来
ID 卡的天线,这里需要将原来 ID 卡的两根天线单独引出,卡片还是按照 UID
的方式焊接到两个卡位,而天线的话,两个引脚分别焊接到波轮开关一脚和 ID
卡位一侧,如图所示:
image.png
同时,由于要实现切换功能,需要对线路稍微处理一下:
image.png
PCB 正面,用壁纸刀将箭头所示的这根线割断,确保两侧不短路即可。
这样改造后的电路,2 ID 卡共用一个外置的 ID 卡天线,同时 NFC App
讯不受影响,但需要保证ID 卡天线不能放置在 PCB 背面,建议放置于组装好
的外壳内部,电池上方。建议对天线用胶带封住。
个人 网站同步更新焊接及烧写部分
目前手机不支持NFC,无法进行实际测试。剩余内容近期会更新完毕。
步骤过多,技术不精,可能有错误的地方,欢迎大家指正。


补充内容 (2020-8-16 13:02):
个人网站调试-装壳及卡片复制部分http://www.songzx.top/l-ink_card ... %e9%83%a8%e5%88%86/
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 楼主| 发表于 2020-8-16 13:00:35 | 显示全部楼层
jzdapple 发表于 2020-8-14 13:38
L-ink_Card-master搞的怎么样啦?

搞完了。已结束。
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 楼主| 发表于 2020-7-22 23:46:23 | 显示全部楼层
本帖最后由 光阴似水 于 2020-7-23 23:30 编辑

不好意思,文件里的BOM清单错了,我现在已经改正,并直接附上了BOM清单。若造成不便,请多多谅解。
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发表于 2020-7-23 00:11:07 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
期待更新,楼主说的up主是不是稚晖君
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发表于 2020-7-23 00:16:18 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
又是大工程啊
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发表于 2020-7-23 13:07:04 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
天秤上的猴子 发表于 2020-7-23 00:11
期待更新,楼主说的up主是不是稚晖君

看买的配件,应该是
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发表于 2020-7-23 13:44:56 | 显示全部楼层
这是焊接前先来骗一波M币的意思?:lol:
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 楼主| 发表于 2020-7-23 14:12:39 | 显示全部楼层
天秤上的猴子 发表于 2020-7-23 00:11
期待更新,楼主说的up主是不是稚晖君

是的,就是他,我上面附上了他的B站视频。
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发表于 2020-7-23 14:36:24 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
确实不便宜哈哈,屏贵
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发表于 2020-7-23 14:58:06 | 显示全部楼层
留记号学习
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发表于 2020-7-23 22:59:55 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
坐等更新,学习学习
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发表于 2020-7-27 05:44:41 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
野生钢铁侠稚晖君,亿点点细节:lol:
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发表于 2020-7-27 14:49:00 | 显示全部楼层
楼主如果屏幕能自己加驱动改成其它便宜的屏幕或者其它规格的屏幕就好了。外科要有个钥匙孔能窜在钥匙孔上。
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发表于 2020-7-27 16:53:27 | 显示全部楼层
PCB尺寸是几乘几的啊
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 楼主| 发表于 2020-7-30 16:44:26 | 显示全部楼层
焊接及烧写部分已 更新。
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 楼主| 发表于 2020-7-30 16:47:19 | 显示全部楼层
huhuazj 发表于 2020-7-27 16:53
PCB尺寸是几乘几的啊

游标卡尺实测34.2*46.8mm
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发表于 2020-7-30 23:10:51 来自手机浏览器 | 显示全部楼层
屏太贵了吧  现在好多标签屏 价格实惠
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发表于 2020-7-31 00:46:52 | 显示全部楼层
精华, 精华帖啊
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发表于 2020-7-31 17:46:10 | 显示全部楼层
光阴似水 发表于 2020-7-26 17:29
以下是元器件焊接部分,焊接部分指导摘自L-ink_card QQ群友DoubleMark的L-ink手焊指南(已经过DoubleMark许 ...

手机安装app时说解析软件包时出现问题
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