Kipepeo ya Umeme: Hatua 8 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:53

Huyu ni kipepeo mzuri sana wa rangi nyingi niliyotengeneza - inahitaji sehemu ndogo na programu!

Kando na kipepeo yenyewe - inaonyesha mbinu nzuri sana ambapo unaweza kutengeneza PCB zako mwenyewe kwenye mkataji wa nyumba ya silhouette kutoka kwa mkanda wa shaba unaopatikana mara kwa mara - ambao unaweza kuwekwa kwenye aina yoyote ya uso!

Kwa wazi - kitu kama hiki kinaweza kuundwa kwa urahisi kupitia bodi ya mzunguko iliyochapishwa kibiashara - lakini ikiwa unataka kuepusha gharama ya kutengeneza moja, unataka kuunda muundo wa LED juu ya nyenzo zisizo za kawaida (kama kioo au dirisha, badala yake (au hata kitu kilicho na uso uliopindika - njia hii inaweza kutumiwa kwa bei rahisi kufuata athari za PCB ya shaba karibu na aina yoyote ya uso.

Hii inafanywa kwa urahisi kwa vitu kama vile LED ambazo zina viwanja vikubwa vya kuongoza - lakini inakuwa ngumu unapotumia sehemu nzuri zaidi, ndogo ndogo. Kwa hivyo mbinu hii inaweza kutumiwa kwa kuchagua - i.e.tumia bodi ya nje ya rafu (Arduino) kama kompyuta, na viti vya shaba vilivyokatwa nyumbani kwa maeneo ambayo unataka usanifu uliokithiri katika kuweka LED.

Nilitumia yafuatayo kuunda mradi huu:

• Kioo cha kibinafsi cha vinyl / karatasi ya Silhouette Cameo - kwa kuunda PCB
• Arduino UNO - hutumiwa kama programu katika mzunguko
• Laser cutter kwa sehemu (kuni - akriliki - chochote) (unaweza kutumia kitu kingine ikiwa hauna laser)

Sehemu halisi ni:

• Programu ya $ 1 ATTiny75
• NeoPixels 22 - (LED zilizodhibitiwa mfululizo, rangi za rangi tatu)
• Kichwa cha 2x3
• Shaba ya Shaba

Programu zote zilifanywa katika Arduino IDE - kwa kutumia maktaba za Adafruit NeoPixel, na maktaba za ATTiny kutoka kwa Meneja wa Bodi.

Kuna njia mbili za msingi za kushughulikia hili:

Njia Rahisi: Nina bodi yangu mwenyewe (kama Arduino) ambayo nitatumia kudhibiti LED. Nitaunda tu PCB ya LEDs - na nipatie hiyo arduino yangu.

Njia ngumu (na ya bei rahisi): Nitafanya uchunguzi 100% mwenyewe. Sihitaji Arduino, na badala yake nitatumia $ 1 ATTiny85. Hii ni ngumu kwa sababu kufanya sanaa zote zilizopigwa vizuri kwenye mkataji wa vinyl wa aina ya Silouette au CriCut ni ngumu zaidi.

Hatua ya 1: Kubuni

LED ni kila NeoPixels. Hizi ni za kushangaza, zinazodhibitiwa kibinafsi, zenye kiwango anuwai (zinaangaza), zenye kung'aa sana, vifaa vya RGB vya LED ambavyo vina pini 4 tu: VccGndData InData Out. Kwa hivyo wazo ni kwamba unaweza kuzifunga kwa mnyororo wakati unadhibiti Nyekundu-Kijani-Bluu viwango vya rangi ya kila moja - zote kutoka kwa pini moja kwenye CPU yako. Bora zaidi, maktaba ya Adafruit NeoPixel ya Arduino inakupa njia ya rafu ya kukimbia na hizi kwa sekunde.

Ikiwa unaacha kubuni bodi yako ya CPU kwenye muundo huu (kwa kutumia rafu ya nje ya Arduino) unachohitaji ni alama ya msingi ya Neopixel (inashauriwa ujumuishe kofia ya kupita, pia na kila moja). Faili ya footprint.svg iliyofungwa kimsingi ndio unahitaji kuanza. Hii itakupa muhtasari wa karatasi ya shaba kwa NeoPixles na capacitors. Unaweza kufungua haki hii katika Inkscape, unganisha pini zote + 5v na pini zote za ardhini pamoja - kisha unganisha vifungo vyote vya kuingiza data na data pamoja.

Hakikisha kugeuza hii kuwa njia sahihi za kukata ambazo unaweza kutumia kwenye mkataji wako wa vynal kama nilivyoonyesha hapo juu - na umemaliza. Huna hata haja ya "kweli" mpango wa kubuni wa PCB kuifanya.

Sio lazima sana kwa NeoPixel, ambapo pini ni kubwa na rahisi kutengenezea - lakini safu rahisi ya Soldermask inaweza kukatwa kutoka kwa kipande cha mkanda wa Kapton. Hii itaonekana kama kipande kikubwa cha mkanda na vipande vidogo vidogo vilivyokatwa kwa pedi za solder, kuwekwa juu ya eneo lako lote la shaba.

Hatua ya 2: Ubunifu wa CPU

Ikiwa una hamu zaidi, unaweza kuunda ekari za CPU yenyewe kwenye foil yako ya shaba.

Hii ni ngumu zaidi kwa sababu ya pini ndogo kwenye kifaa cha ATTiny85, na hitaji la kupata ekari ndogo sana za shaba, lakini ni rahisi kufanywa.

Hii labda inafanywa vizuri katika mpango wa "halisi" wa PCB (nilitumia Tai).

Nilijumuisha pia kontakt ya nguvu / utatuzi katika muundo wangu (na viboreshaji kadhaa vya kupita).

Tutazungumza zaidi juu ya ugumu wa kukata shaba katika jiometri hii ndogo.

Hatua ya 3: Kutengeneza Tabaka

Hatua ya 4: Kukusanya Mzunguko

Athari za shaba zinaweza kuwekwa kwenye muundo wako.

Katika kesi yangu - nilitumia kipande cha kuni kilichokatwa na laser (muhtasari wa faili iliyofungwa ya SVG).

Nilitumia mkanda wa kuhamisha ishara ili kuondoa foil ya shaba kutoka kwa kuunga mkono na kuiweka kwenye kuni. Ikiwa ulichagua kufanya safu ya Kapton soldermask - sasa ingehamishiwa kwenye kuni juu ya shaba.

Kuunganisha kwenye foil ya shaba ni ngumu kidogo, kwa sababu tofauti na bodi ya kawaida ya mzunguko, shaba ni fimbo tu kwenye sehemu ndogo (kuni) na wambiso wake, ambao haushiki kama ngumu una shaba ya bodi ya kawaida ya mzunguko. Kwa hivyo, ikiwa hauko mwangalifu (haswa chini ya moto wa chuma cha kutengeneza) - ushirika unaweza kuteleza au kuhama. Kutumia Kapton soldermask itasaidia kushikilia shaba kidogo mahali, na kuifanya iwe rahisi.

Jambo jingine kubwa la kuangalia ni kwamba NeoPixels zimeripotiwa kuwa hazivumilii joto kali. Kwa hivyo wakati wa kutengenezea, tumia flux nyingi ya solder (mimi hutumia kalamu isiyo safi), tumia moto mwingi na solder kwenye athari ya shaba, na uondoe joto haraka mara tu solder inapita kwenye pini ya NeoPixel. (Soldermask pia itasaidia kupunguza kiwango cha solder inayohitajika, kwani haitapita kwenye eneo lililofunikwa la athari).

Niliona ni rahisi kutumia nukta ndogo ya "Gundi ya Tacky" kushikamana na NeoPixels kabla ya kutengeneza. Hii ilishikilia sehemu hizo mahali, na kuifanya soldering iwe haraka na hivyo kuhitaji joto kidogo. Gundi ya Tacky pia hufunga haraka, ikiruhusu sehemu kutoteleza, mara baada ya kuwekwa. Inakufa (kwa idadi ndogo) kwa aina ya msimamo wa gummy, ambayo inaruhusu sehemu kuondolewa ikiwa aina yoyote ya uingizwaji au rework inahitajika.

Hatua ya 5: Kuongeza CPU

Ikiwa unataka kutengeneza eki zako za CPU (na kiunganishi cha utatuzi) hii ni ngumu zaidi kuliko kufanya LEDs. Sababu ni kwamba jiometri zinajumuisha ni ndogo na nzuri, zinahitaji kupunguzwa sahihi kutoka kwa mkataji wako wa vinyl.

Nimegundua kuwa wakati wa kukata mkanda wa shaba, karatasi ya wax ambayo mkanda umekwama hutoa kujitoa kidogo. Hii inamaanisha kuwa wakati jiometri ndogo zinajaribiwa, huwa zinateleza kwa kuungwa mkono.

Ingawa nilicheza karibu na mipangilio mingi ya kukatwa, suluhisho bora nilipata ni kutumia substrate na mshikamano wenye nguvu. Vinyl inafanya kazi vizuri, lakini haifanyi kazi kwa urahisi na mkanda wa kuhamisha ishara ili kuruhusu shaba kuondolewa kutoka kwa vinyl (na kuwekwa kwenye kuni). Unaweza kuacha mzunguko kwenye vinyl, lakini huwa inayeyuka wakati inauzwa - kwa hivyo haiwezekani, lakini ni ngumu zaidi kukusanyika. (Nimetumia vinyl kama sehemu ndogo katika miundo kadhaa tofauti).

(Futa uwazi wa filamu au walinzi wa karatasi pia hufanya kazi - na ni bora zaidi kwa kuwa ni mazito. Hizi zinaweza kutumika kwa miundo wakati unataka mizunguko ya kusimama huru na hawataki sehemu ya kushikamana na wambiso) - lakini tena, zinayeyuka isipokuwa imeuzwa makini sana.

Suluhisho bora nilipata ni kutumia mkanda wa Kapton kama substrate. Kanda ya Kapton inashikilia vizuri sana kwa joto la kutengeneza, inafanya kazi kama mfereji, na inaungwa mkono na wambiso. Ubaya pekee ni kwamba kawaida ni nyembamba sana. Kiasi sana, kwamba nilikuwa na wakati mgumu kufanya kazi nayo isipokuwa nikiiongezea mara mbili, kuifanya nene na nguvu mara mbili.

Kwa nguvu kubwa ya wambiso wa shaba juu ya Kapton, maelezo mazuri kama vile uongozi wa CPU yanaweza kukatwa. Mara baada ya kumaliza, nilizingatia Kapton upande wa nyuma wa msaada wa kipepeo wa mbao.

Hatua ya 6: Programu

Programu ilifanywa kama mchoro wa Arduino, kwa kutumia maktaba ya Adafruit NeoPixel.

Ingawa inaweza kuonekana kuwa ndogo, mawazo mengi yalikwenda kwenye mifumo kwenye kipepeo. Nambari iliandikwa ili kubadilisha kati ya njia mbili kila sekunde kadhaa:

MODE YA KWANZA - Kuifuta rangi - kuosha rangi-tofauti-rangi, rangi zinazobadilika haraka. Katika kuchagua "rangi" - nilitumia algorithm kuifuta kati ya "maadili" ya rangi - kila thamani ikitumwa kupitia kazi ya ubadilishaji ya HSB-to-RGB (ambapo kueneza na mwangaza kila wakati kulikuwa juu) - kufikia mwangaza wa juu wa rangi.

MODE YA PILI - Inaendeshwa na:

• Sehemu 6 au 8 tofauti za kikundi kilichowekwa tayari "mifumo" ziliundwa. Nambari hiyo ingechagua moja ya hizi bila mpangilio

• Kila muundo ulihitaji kujaza sehemu zilizopangwa tayari katika moja ya rangi 2, 3 au 4 tofauti. Kila rangi ilichaguliwa kwa nasibu na moja ya njia hizi mbili:

  • Iliyochaguliwa kutoka moja ya rangi 6 za kiwango cha juu (nyekundu, kijani kibichi, hudhurungi, manjano, nk).
  • Imechaguliwa kutoka kwa HUE bila mpangilio - (kwa kutumia jenereta ya hue sawa katika Njia ya Kwanza)
• Mchoro wa rangi uliosababishwa uliendeshwa kupitia kazi inayofifia, ambayo ilitoa kufifia laini kutoka kwa muundo mmoja hadi mwingine - na kuishikilia hapo kwa sekunde kadhaa kabla ya kuendelea na inayofuata.

Njia hizi mbili zingebadilika kila sekunde 10 au 15.

Hatua ya 7: Programu

Kwa hivyo sasa tuna ATTiny85 mpya kwenye PCB yetu, na tunahitaji kuipanga. Kwa kuwa nilitumia Arduino SDK kwa hili, tunahitaji kuweka programu ("mchoro") na bootloader ya Arduino kwenye kifaa.

Nilitumia Arduino Uno yenyewe kama In-System-Programmer.

Mchoro ulioambatanishwa unaonyesha jinsi nilivyoambatanisha Uno na mzunguko wangu wa ATTiny85. Kwa kweli nilifanya vifungu vya kufanya hii moja ya njia mbili tofauti:

1. kupitia kichwa cha utatuzi nilichoongeza kwenye bodi
2. kupitia rundo la alama za utatuzi nilizoongeza kwenye bodi. Hizi zinaweza kutumiwa kwa kushikilia rundo la pini za chemchemi kwa bodi kupitia mmiliki wa akriliki aliyekatwa na laser, ambaye huwashikilia katika nafasi halisi.

Ili kufanya hivyo:

• Ambatisha Arduino Uno kwenye kompyuta yako, na ufungue Arduino SDK.
• Fungua mchoro wa "Ardunio kama ISP" uliojengwa. Jumuisha na usasishe mchoro huu - sasa Uno ni ISP.
• Katika Arduino "Meneja wa Bodi" - sakinisha kifurushi cha bodi ya safu ya ATTiny.
• Funga mchoro wa Uno ISP, na ufungue mchoro wako kwa nambari ya Kipepeo.
• Chagua "Aina ya Bodi" ni ATTiny85 - chagua Oscillator ya Ndani ya 8Mhz.
• Kwa "Programu" chagua "Uno kama ISP"
• Chagua "Upakiaji wa Bootloader" (fanya hii tu MARA YA KWANZA kwa chip hii - haipaswi kurudia)
• Baada ya hii kufanywa - sasa unaweza kufanya "Pakia Programu na ISP" ili kutuma mchoro wako kwa ATTiny85.

Hatua ya 8: Mkutano wa Mwisho

Sehemu mbili zaidi za kuni zilikatwa kwa laser - muhtasari wa mabawa ya kipepeo. Walipakwa rangi ya matte nyeusi.

Kipande cha akriliki kilipewa muonekano wa "baridi" kwa kuichanganya na sandpaper coarse-grit. Sehemu za kibinafsi za eneo la mbao zilikatwa kutoka kwa akriliki hii.

Sehemu zilizokatwa za akriliki ziliwekwa kwenye kipande cha juu kabisa cha mbao. Zingeweza kushikamana, lakini uvumilivu wa kupunguzwa kwa akriliki na rangi kwenye kuni iliwaruhusu kubaki bila gundi.

Sehemu hizi ziliunganishwa gundi pamoja na madoa madogo ya Gundi ya Tacky - ambayo ingewaruhusu kutenganishwa ikiwa matengenezo yanahitajika.