Pielāgoti NeoPixel gredzeni no nulles!: 8 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:57

NeoPixel gredzeni un NeoPixels kopumā ir vieni no populārākajiem visu veidu ražotāju elektroniskajiem komponentiem. Arī pamatota iemesla dēļ ar vienu tapu no jebkura populāra mikrokontrollera Adafruit padara ārkārtīgi vienkāršu jebkuram projektam krāšņu gaismas diožu un animāciju pievienošanu.

Diemžēl tie ir diezgan dārgi, un Adafruit pārdod tikai četrus izmērus. Daudzi ražotāji neapzinās, ka NeoPixel ir vienkārši dažu identisku LED mikroshēmu Adafruit firmas zīme, kuras nosauktas attiecīgi WS2812, WS2811 un SK6812. Visi Adafruit veic mikroshēmu un ievieto to shēmas plates, vienlaikus iekasējot lielu piemaksu. Nav nekas nepareizs, ja Adafruit to dara, jo tas padara NeoPixels pieejamus ikvienam, bet, ja vienkārši izgatavotu dēļus paši, varētu izgatavot jebkura izmēra vai dizaina pielāgotas formas par aptuveni 15% no Adafruit modeļu izmaksām (24 LED gredzens) (3 ASV dolāri). Vēl svarīgāk ir tas, ka tie nevar būt jebkura izmēra! Neskatoties uz to, šķiet, ka neviens nav izveidojis rokasgrāmatu tieši tam.

Tātad, kad man vajadzēja pielāgotu salikto gredzenu savam Samus Arm Cannon projektam (drīzumā), es sapratu, kāpēc ne dokumentēt procesu.

Šajā apmācībā es jums parādīšu, kā es izveidoju šo pielāgoto gredzenu un kā jūs varat izveidot savu.

1. darbība. Kas jums būs nepieciešams:

Vienmēr nepieciešams neatkarīgi no metodes:

• ws2128b gaismas diodes (NeoPixels)
• 1uf vāciņi (1 katrai divām gaismas diodēm) (tehniski nav obligāti)
• Lodēšanas pasta
• Flux (ieteicams, bet pēc izvēles)

Karstā gaisa pistole

Ja izvēlaties savu dēli izgatavot profesionāli, tas ir viss, kas jums nepieciešams. Ja tomēr izvēlaties izgatavot tāfeli, izmantojot tonera pārnešanas metodi, jums būs nepieciešami arī šādi komponenti. Es personīgi neizmantoju tonera pārsūtīšanas metodi, tomēr mana metode ir ārpus šīs apmācības darbības jomas. Es plānoju ievietot apmācību par to, kā tieši es gatavoju PCB, tāpēc uzmanieties no tā!

Pašdarināts dēlis (tonera pārnešanas metode):

• Ar varu pārklāts dēlis
• Dzelzs hlorīds
• PCB papīrs
• Lāzera printeris
• Lodēšanas maskas plēve (pēc izvēles lodēšanas maskai)
• UV avots (pēc izvēles lodēšanas maskai)
• Caurspīdīgums (pēc izvēles lodēšanas trafaretam)
• Dremel darbstacija

. Šeit ir visi mani faili, diptrace bibliotēkas un modeļi.

Tiem, kas domā, kā salīdzināt cenu, salīdziniet to ar Adafruit 24 LED gredzenu, kas maksā 17 USD+piegāde. Maksa par LED: Adafruit: 17/24 = 0,70 USD. HyperIon: 7/100 = %0,07

Papildu izmaksas: Adafruit: (4 USD) Piegāde, Hyperion: 1 USD (vara plāksne) + 0,50 USD (dzelzs hlorīds) (bezmaksas piegāde)

Kopā: Adafruit: 21 USD, HyperIon: 3,18 USD

Kā redzat, tas ir daudz lētāk, 15% no izmaksām. Pat ja jūs ignorējat piegādi, HyperIon versija maksā tikai 3,18 USD, kas ir milzīgs izmaksu ietaupījums salīdzinājumā ar 17 USD.

2. solis: PCB dizains Pirmā daļa! LED izvietojums

Pirmais solis jebkuras NeoPixel formas izveidē ir gaismas diožu izvietojums. Es izveidoju noderīgu nelielu Excel dokumentu, kuru varat izmantot jebkuram dizainam, kuram vēlaties sekot rādiusā.

Vienkārši ievadiet gaismas diožu skaitu, gredzena procentuālo daļu, kuru vēlaties pārklāt, un rādiusu, un tas automātiski ģenerē pozīciju un leņķa koordinātas, kurās jums vajadzētu novietot gaismas diodes. Pēc tam varat doties uz populārākajiem DipTrace, ExpressPCB vai EaglePCB un ievietot koordinātas komponentu rekvizītos. Es personīgi izmantoju DipTrace, un visas manas sastāvdaļas un bibliotēkas varat atrast komponentu sadaļā.

Šim projektam es izvēlējos izmantot divus gredzenus, kuru rādiuss ir 34 un 24 milimetri. Ārējam rādiusam bija 20 pikseļi, bet iekšējam - 6.

* Bonuss* Ja jūsu izmantotā CAD programma (piemēram, DipTrace) neļauj izvietot apli pēc tā centra punkta, velciet divas līnijas pāri jūsu ārējā rādiusa un iekšējā rādiusa diametram. Izlīdziniet krustojumus savā starpā un no jauna definējiet to kā savu izcelsmi. Tagad jums ir ideāli koncentrisks dēlis!

3. solis: PCB dizains Otrā daļa! Maršrutēšana un kondensatori

Nākamais solis drukātās shēmas plates izveidē ir savienojumu izveidošana starp gaismas diodēm. Katram NeoPixel ir viens datu ievades bloks un viens datu izvades bloks. Vispirms izveidojiet garu ķēdi, sākot ar pikseļu, kas ir vistuvāk tam, kur plānojat ievietot saskarnes tapas, sākot no viena pikseļa datu izvades tapas līdz nākamā pikseļa datu ievades tapai.

Pēc tam jums būs jānovirza elektrība un zeme. Vienkāršākā metode, ko esmu izdomājis, lai to izdarītu, ir izmantot apļu un pusloku kombināciju, kopā četrus, pārmaiņus starp spēku un zemi, virzoties uz āru no sākuma. Tādējādi ir viegli izveidot nelielu "džemperu" savienojumu, kā norādīts manuālai elektroinstalācijai katru reizi, kad LED kopā, divas reizes. Pēc tam abus apļu/pusloku pārus var sasiet sev ērtākajā veidā. Visbeidzot, pievieno vara ielietni. Tas būtībā tikai liek visu papildu vietu aizpildīt ar “zemi”, kam ir vairākas priekšrocības, tostarp vieglāk ražot mājās.

Jūs arī vēlēsities uzstādīt vienu aptuveni.1uf kondensatoru starp strāvu un zemi starp katru divu LED komplektu. Ražotājs iesaka vienu uz LED, taču tas, iespējams, būs viens no diviem, un to lodēšana prasa daudz laika. Tie nav nepieciešami ierīces funkcionalitātei, tie vienkārši uzlabo gaismas diožu kalpošanas laiku, tāpēc vajadzības gadījumā tos var ignorēt.

4. solis: iespiedshēmas plates kodināšana

Lai pabeigtu šo darbību, jums ir divas iespējas:

Profesionāla ražošana:

Ja jūs nekad neesat izgatavojis PCB un neesat ieinteresēts iegūt prasmes to darīt, es ieteiktu to. Iegūstot savu dēli profesionāli izgatavotu, šī projekta grūtības ir no augsta līmeņa līdz iesācējam. Jūsu dēlim tiks garantēta augsta kvalitāte, tam ir lodēšanas maska, un var būt pat lodēšanas trafarets.

Pašdarināts PCB:

Šī ir iespēja tiem, kuri patiešām vēlas uzlabot savas prasmes un uzlabot savas personīgās iespējas. Tā ir arī iespēja tiem, kas nodarbojas ar ātru prototipu izstrādi un kuri patiešām samazina izmaksas. Spēja pašam izgatavot PCB ir bijusi viena no manām lielākajām priekšrocībām gadu gaitā, un es ļoti iesaku to ikvienam interesentam. Esmu izstrādājis savu PCB izgatavošanas metodi (skatiet manu kanālu, lai uzzinātu, kā to izdarīt), kas ir nedaudz ārpus šīs apmācības jomas un prasa aprīkojumu, ko lielākā daļa iesācēju nevar atļauties. Tāpēc tā vietā es iesaku tonera pārnešanas metodi, izmantojot produktu ar nosaukumu PressN'Peel. Tas ir diezgan vienkārši, un vienīgais nepieciešamais aprīkojums, kas ne vienmēr būs pieejams visiem, ir lēts lāzerprinteris. Plašāku informāciju skatiet clacktronics-uk apmācībā!

Pamata process ir šāds:

1. Notīriet vara cad plāksni.
2. Drukājiet savu dizainu uz Peel n 'Stick, izmantojot lāzera printeri.
3. Gludiniet dizainu no Peel n 'stick uz vara plāksnes
4. Ievietojiet dēli dzelzs hlorīdā, līdz tas ir iegravēts.
5. Notīriet toneri

Lodēšanas maska (pēc izvēles):

Lodēšanas maska ir pārklājums, kas aizsargā jūsu dēli visās vietās, izņemot to, kur lodēšanai ir jāiet. Tas nedaudz atvieglo lodēšanu, bet vēl svarīgāk dramatiski uzlabo dēļa askētiku. Ja jūs nesagatavojāt savu dēli, varat to pievienot, taču tas nav absolūti nepieciešams. Personīgi es uzskatu, ka šis process ir neticami vienkāršs, un es to ļoti iesaku. Atkal es izskatīšu tikai pamata procesu, lai jūs zinātu, ar ko jūs nokļūstat. Plašāku informāciju skatiet cpeniche apmācībā!

Process ir šāds:

1. Izdrukājiet dēļu spilventiņu uz caurspīdīga materiāla.
2. Nomizojiet un pielīmējiet lodēšanas maskas plēvi uz savas kodinātās plāksnes.
3. Gludiniet/laminējiet plēvi, līdz tā labi pielīp.
4. Izlīdziniet caurspīdīgumu ar tāfeli un pielīmējiet lenti.
5. Pakļaujiet plēvi UV avotam (darbojas nagu lakas žāvētāji)
6. Notīriet neeksponētos spilventiņus
7. Atklājiet līdz izārstēšanai.

5. solis: lodēt ielīmējiet trafaretu! (NEOBLIGĀTI)

Ja jums ir pieeja lāzera griezējam, apsveriet iespēju izgatavot lodēšanas pastas trafaretu. Tie ļauj izvairīties no garlaicīgajām pūlēm, lēnām uz katras tapas uzliekot lodēšanas pastas. Vienkārši ielādējiet spilventiņu dizainu lāzera griezēja programmatūrā un izgrieziet to no printera caurspīdīgās daļas. Es arī atklāju, ka laminatora loksne darbojas tikpat labi. Tas darbojas neticami labi un rada gandrīz tikpat biezu slāni kā profesionālās versijas. Manuprāt, tie patiesībā ir daudz pārāki, jo ir elastīgi un caurspīdīgi, padarot tos daudz vieglāk lietojamus nekā nerūsējošā tērauda versijas.

Es nebiju tas, kurš nāca klajā ar šo metodi, bet vēl neesmu redzējis, ka kāds to būtu dokumentējis tiešsaistē, kas, manuprāt, ir pārsteidzoši.

6. solis: dēļa veidošana

Lai dēlis nonāktu galīgajā formā, vispirms jāsamazina, cik vien iespējams droši nogriežot ar dremel griešanas riteni. Es izmantoju dremel darbstacijas iestatījumu horizontāli ar asmeni virs kartona kastes kā pagaidu cilnes zāģi.

Pēc tam jūs varat sākt urbt centrālo caurumu. Izmantojiet savu dremel lielāko urbjmašīnu un lēnām “Šveices sieru”, līdz esat izgriezis pietiekami lielu daļu, lai ietilptu malšanas kauliņā. Pēc tam jūs varat izmantot šo slīpēšanas uzgali, lai dēlis iegūtu galīgo formu.

Veids, kādā plāksne iegravē, ap plātnes malu ir tikai stiklšķiedras plāns gredzens. Tieši pirms malšanas līdz šim brīdim atbrīvosies pēdējais atlikušais vara gabaliņš. Kad pēdējais vara izlaidums vairs nesasmalcina. Paļaujoties uz šo zīmi, tas ļauj jums izveidot ļoti konsekventu un apļveida gabalu (pieņemot, ka jūs nesajaucāt kodināšanu tāpat kā es un nelieciet rakstu pārāk tuvu sienai). Pabeidziet ārējo diametru tādā pašā veidā.

Jums vajadzētu arī urbt caurumus datiem 5V un zemes savienojumos. Šim nolūkam lieliski darbojas neliels dremel uzgalis (.7 mm).

7. solis: lodēšana

Manuprāt, tas ir lielisks projekts cilvēkam, kurš vēlas iemācīties iekļūt virsmu stiprināšanā. Visas svarīgās sastāvdaļas ir lielas, karstumizturīgas, un spilventiņi atrodas tālu viens no otra. Patiesībā to ir ļoti grūti izjaukt, un tas ir lielisks veids, kā vairot pārliecību par virsmas stiprinājumu lodēšanu, neizjaucoties ar sīkiem sīkiem komponentiem.

Lai pielīmētu NeoPixels uz tāfeles, vispirms katrā spilventiņā, izmantojot šļirci vai trafaretu, jāievieto neliels daudzums lodēšanas pastas. Ja jums ir trafarets, vienkārši apkaisiet trafaretu ar lodēšanas pastas lāsīti kā plānu sviesta kārtu uz grauzdiņiem, līdz visi spilventiņi ir pārklāti. Jums nav nepieciešams tik daudz, kā jūs domājat, turpiniet izplatīties.

Tālāk jūs vēlaties novietot komponentus uz tāfeles. Kamēr katrs spilventiņš pieskaras attiecīgajam lodēšanas lāpstiņam, jūs esat pietiekami tuvu. Lodēšanas pastā ir šī maģiskā īpašība, kad, kad tā kļūst izkususi, tā gandrīz katru reizi velk sastāvdaļu vietā.

Ja esat pārāk nedrošs par savām lodēšanas prasmēm, varat vai nu nomainīt 0603 kondensatorus uz lielāku formātu, vai arī izlaist tos vispār. Tie palielina NeoPixel kalpošanas laiku, taču, ja vien neizmantojat to kā gaismas avotu, maz ticams, ka jūs kādreiz redzēsit izdegšanu. To sakot, es ļoti iesaku tos instalēt tikai tāpēc, ka prasme ir vērtīga.

Faktiski lodēšanas ziņā tas nevar būt vieglāk. Vienkārši pavadiet apmēram divas minūtes, lai iepriekš uzsildītu dēli ar karstā gaisa pistoli, pēc tam koncentrējieties vairāk pa apgabaliem, līdz viss atjaunojas. Jūs varat pateikt, kad tas ir atjaunojies, jo lodmetāls kļūst spīdīgs, un parasti sastāvdaļa nedaudz "savijas" vietā.