PixelPad Indian: Programmable Electronic Badge: 11 Mga Hakbang

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:11

Ang PixelPad ay isang electronic development badge batay sa isang ATmega32U4 microcontroller at mayroong maraming built-in na tampok. Ang sining ng PCB ay inspirasyon ng kultura, sining, at mga guhit ng India. Gamit ang PixelPad, maaari mo itong magamit bilang isang naisusuot na board ng pag-unlad tulad ng Adafruit Playground Express o LilyPad, o maaari mo itong magamit bilang isang elektronikong badge!

Ang mga tampok ng PixelPad ay makikita sa ibaba!

Dumaan ako sa maraming mga kulturang pang-Indian at pang-espiritwal na sining at mga kuwadro upang idisenyo ang PCB art at board outline. Pagkatapos ng maraming pagsasaliksik at pagsandal, nagdisenyo ako ng isang PCB art gamit ang Adobe Illustrator.

Hakbang 1: Ang Ideya

Nang magpasya akong bumuo ng isang elektronikong badge, dumaan ako sa maraming mga ideya. Na humantong sa akin sa pagkalito tungkol sa alin ang kailangan kong magdisenyo, Sa literal hindi ako mananatili sa isang ideya. sa halip na mabilis kong binabago ang mga ideya. Kaya kung ano ang ginawa ko ay, nakalista ko ang mga tampok na gusto ko sa badge na nagdidisenyo. Kaya narito ang mga pamantayan na nakalista ko sa proseso ng pag-spark ng ideya.

• Disenyo ng minimalist
• Compact sa laki
• Ang disenyo ay dapat na Magsuot ng magiliw
• Magkaroon ng sapat na I / O na pinout
• Dapat na pinapatakbo ng baterya
• Magkaroon ng magagandang LEDs na maaaring mai-program sa isang kapaki-pakinabang
• Kumakatawan sa isang kultura o sining

Matapos dumaan sa magaspang na listahan, nagsimula akong maghanap kung aling Microcontroller, mga LED na kailangan kong gamitin para sa Pixelpad. Ang paghanap ng magandang tema para sa sining ay masyadong kumplikado para sa akin, alam mo di ba? Wala akong kasanayang yan!

Hakbang 2: Ang Mga Microcontroller at Neopixel LEDs

Napagpasyahan kong gamitin ang Atmega32U4 microcontroller para sa disenyo ng badge. Mayroon itong suporta sa USB at sinusuportahan ang mga rate ng paglipat ng data hanggang sa 12Mbit / s at 1.5Mbit / s. Maaari din itong magamit bilang isang HID aparato. Kaya, natigil ako sa ATmega32U4 bilang MCU. Tiyak na maaari mong suriin ang datasheet na na-attach ko sa proyektong ito.

Gumamit ako ng 12 NeoPixel LEDs dahil ang bawat led ay maaaring addressable at isang solong Data pin na kinakailangan upang makontrol ang mga kulay ng RGB. Kaya, nagpasya akong manatili sa NeoPixels.

Hakbang 3: Pagdidisenyo ng Skematika Gamit ang Autodesk Eagle

Gumamit ako ng Autodesk Eagle CAD upang idisenyo ang lahat ng aking mga PCB. Sinimulan kong idisenyo ang circuit Schematics sa Eagle. Ang mga pangunahing sangkap na ginamit ko sa mga eskematiko ay ipinaliwanag sa ibaba.

• MIC5219B para sa isang 3.3V 500ma power supply upang paandarin ang microcontroller
• MCP73831 para sa pamamahala ng baterya ng Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z para sa isang I2C RTC
• WS2812 5050 RGB LEDs
• 8Mhz Resonator upang mai-orasan ang ATmega32U4 sa labas
• 2 × 3 SMD pin header para sa koneksyon ng ISP
• Button ng push reset ng SMD

Hakbang 4: Pagdidisenyo ng Lupon

Matapos ang pagdidisenyo ng mga eskematiko, sinimulan kong idisenyo ang naka-print na circuit board (PCB). Una, inilagay ko ang lahat ng mga bahagi sa isang order na gusto ko. Pagkatapos ay nagsimulang mag-ruta nang manu-mano ang mga wire sa hangin. Gumamit ako ng isang minimum na lapad ng bakas ng 8mil para sa mga bakas. Ang disenyo ng board ay para sa isang dalawang-layer PCB. ang pangkalahatang sukat ay 66 x 66 mm. Mahahanap mo ang mga file ng disenyo at mga file ng Gerber na nakakabit sa pagtatapos ng proyektong ito.

Hakbang 5: I-import ang PCB Art sa Lupon

I-import ang PCB Art sa Lupon

Dinisenyo ko ang PCB art sa Adobe Illustrator. Maaari mong gamitin ang anumang software ng pagdidisenyo ng vector upang magawa ang bahaging ito. Maaari kang gumamit ng isang ilustrador o stick na may isang openource tulad ng Inkscape. Sinubukan ko ang maraming disenyo at sa huli, nakarating ako sa inaasahang disenyo. Matapos ang pagdidisenyo ng sining maaari mo itong i-save bilang isang 8-bit na format ng BMP. Pagkatapos sa Eagle, kailangan mong i-import ang sining sa anumang layer ng silkscreen. Ginamit ko ang layer ng pangalan. Ayoko ng layer ng sangkap kaya't tinanggal ko ang mga pangalan at ginamit ang layer upang ilagay ang disenyo. upang mai-import ang disenyo sundin ang mga hakbang sa ibaba:

Sa tuktok, mahahanap mo ang icon na ULP, sa pamamagitan ng pag-click sa icon na nakukuha mo ang popup window upang mapili ang ULP. Ang paghahanap para sa pag-import-BMP pagkatapos ay bubukas ang import-Bmp ULP.

Pagkatapos piliin ang file na BMP na kailangan mo at ang layer na nais mong ilagay at sukatin ang mga sukat atbp … at i-click ang OK. Pagkatapos nito, kailangan mong ilagay ang disenyo sa disenyo ng PCB kung saan mo nais.

NB: Ang disenyo ay dapat na kulay itim at puti

Gumamit ako ng Autodesk Fusion 360 upang matingnan ang 3D na modelo ng PCB, gumamit din ako ng Fusion 360 upang idisenyo ang balangkas ng board para sa layer ng dimensyon. Tiyak na magagamit mo ang bentahe ng pagsasama ng Fusion 360 at Eagle.

Hakbang 6: Pag-export ng Gerber File para sa Paggawa

Para sa pagmamanupaktura ng PCB mula sa anumang mga tagagawa sa buong mundo, kailangan mo ng Gerber file na ipinadala sa kanila. Ang pagbuo ng Gerber file sa Eagle ay napakadali. Maaari mong sundin ang mga hakbang sa ibaba.

Sa kanang bahagi ng Eagle, mahahanap mo ang tab na Paggawa. Mag-click sa tab na pagmamanupaktura maaari mong makita ang nai-render na imahe ng PCB para sa pagmamanupaktura. Sa parehong window mag-click sa pindutan ng CAM.

I-save ang bawat layer sa isang folder at i-compress ang folder sa isang format na zip.

Hakbang 7: Paggawa ng PCB

Mayroong maraming mga serbisyo sa pagmamanupaktura ng PCB sa Tsina para sa murang $ 5 para sa 10 PCB. Personal kong inirerekumenda ang PCBWAY Naghahatid sila ng mahusay na kalidad ng mga PCB at ang suporta sa pangangalaga ng customer ay kahanga-hanga.

Hakbang 8: Mga Pagtitipon ng Mga Bahagi

Ang mga PCB ay tumatagal ng dalawang linggo upang makarating ayon sa pamamaraan ng paghahatid. Samantala, nagsimula akong kolektahin ang mga kinakailangang sangkap para sa proyekto. Mayroon na akong ilan sa mga bahagi, kaya binili ko ang natitirang mga bahagi mula sa iba't ibang mga mapagkukunan. Ngunit naibigay ko ang lahat ng mga bahagi ng link sa tindahan.

Hakbang 9: Paghihinang sa Mga Bahagi

Matapos makarating ang parehong mga PCB at ang mga bahagi. Sinimulan ko ang paghihinang ng mga sangkap. gamit ang isang weller we51 soldering station na may isang micro tip para sa paghihinang. ang pakete ng 0805 SMD ay medyo mahirap para sa paghihinang para sa mga bagong dating ngunit kayo ay gagamitin dito pagkatapos ng ilang mga sangkap na solder. Gumamit din ako ng isang hot air rework station ngunit hindi ito kinakailangan. Mag-ingat habang hinihinang ang microcontroller at iba pang mga IC ay huwag mag-init ng sobra ang mga IC.

Gumamit din ako ng solusyon sa paglilinis ng PCB upang linisin ang PCB mula sa labis na solder flux.

Hakbang 10: Programming ang Pixelpad Indian Board

In-solder ko ang lahat ng mga bahagi sa PCB. Upang mai-program ang board gamit ang Arduino IDE muna kailangan naming magsunog ng naaangkop na Atmega32u4 bootloader sa board. Ginamit ko ang bootloader ng Sparkfun pro micro board para sa aking board. Upang Sunugin ang bootloader na kailangan mo ay ISP programmer o maaari mong gamitin ang isang Arduino board bilang isang ISP programmer. Bumubuo ako ng isang USBTiny ISP programmer mismo, bisitahin ang aking pahina ng programmer ng USBTinyISP.

Kapag kumokonekta sa Pixelpad Indian, ang ilaw ng LED ay sindihan. Pinili ko ang board ng Sparkfun Pro Micro mula sa board manager at piliin ang USBTiny ISP bilang programmer mula sa window ng programmer. Pagkatapos i-click ang burn bootloader. Kakailanganin ng kaunting oras upang masunog. Matapos masunog ang bootloader, Handa na itong magprogram sa pamamagitan ng micro USB cable. Gumawa ako ng isang pangunahing sketch upang maipakita ang isang oras ng analog na orasan gamit ang NeoPixel LEDs at RTC. Ipinapakita ng mga pulang LED ang oras at ang asul na LED ay nagpapakita ng minuto.

Hakbang 11: Paggawa ng Video

Sana magustuhan nyo ang proyektong ito!

MAG-DOWNLOAD NG FILE NG PROYEKTO MULA SA AKING PAHI NG GITHUB