MagicCube - Tapikin upang Baguhin ang Kulay: 6 na Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:12

Mga Proyekto ng Fusion 360 »

Maligayang pagdating sa aking unang itinuro. Inaasahan kong masusunod mo ang lahat ng mga hakbang. Kung mayroong anumang mga katanungan, magtanong at idaragdag ko ang nilalaman sa itinuro.

Ang ideya ng proyektong ito ay, upang bumuo at bumuo ng isang maliit na kubo na may isang espesyal na epekto bilang isang regalo para sa Pasko. Ang lahat ng mga miyembro ng aking pamilya ay nakakuha ng isa sa mga ito at talagang masaya sila na nakuha ito.

Hakbang 1: Konsepto at Mga Materyales

Ang konsepto ay inspirasyon ng isa pang proyekto. Ang Cube mismo ay dapat magkaroon ng isang maliit na sukat, sa kabuuan ito ay 39mm ^ 3.

Ang aking setting ay isang magagamit na interface upang muling magkarga ng kubo. Karamihan sa mga karaniwang micro USB ngayon.

Nagdagdag ng isang sensor ng LIS3DH upang masukat ang mga taps (Ginamit ko ito sa ibang proyekto, kaya pamilyar ako dito).

Nais kong magkaroon ng isang pisikal na ON / OFF switch.

Napagpasyahan din na gumamit ng ilang mga WS2812b LED, madali silang gamitin at gumawa ng magandang ilaw.

Mayroong ngayon ang posibilidad upang makakuha ng isang buong kit o isang binuo pcb sa paglipas ng Tindie, kung wala kang mga kasanayan o ang

mga tool para sa paghihinang at pag-print ng proyektong ito.

Ang mga print ng butas ay naka-print na may PLA mula sa das Filament

Ang mga printer ay isang Ender 2 at isang Ender 3 na pro.

Mahaba ang listahan ng Mga Materyal, dahil inililista ko ang bawat risistor. Halos lahat ng bahagi ay bahagi ng SMD.

Mga tool na kailangan mo:

• panghinang
• 3d printer
• computer na may Arduino IDE
• USBTinyISP (Ito o ito ay nasubok)
• Pandikit
• Hot Air gun o maliit na refow oven
• solder paste

Bill of Materials:

• 1x PCB PCBway o binuo PCB
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• 16 MHz na kristal na Digikey
• 1x LIS3DH Digikey
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED green (0603) Digikey
• 1x LED orange (0603) Digikey
• 1x Baterya na may molex picoblade konektor (503035 o 303035 o 603030)
• 1x TP5400 Aliexpress
• 1x TLV70233 Digikey
• 1x Micro USB Port Digikey
• 1x slide switch Digikey
• 1x molex 2p konektor Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x 4, 7uH inductor (3015) Digikey
• 1x SS32 diode Digikey
• 2x BSS138 transistor Digikey
• 7x 10k Ohm risistor (0603)
• 4x 1uF cap (0603)
• 7x 100nF cap (0603)
• 4x 22uF cap (0805)
• 2x 10uF cap (0805)
• 1x 4, 7uF Tantalcap (3216A)
• 1x 330 Ohm risistor (0603)
• 1x 500k Ohm risistor (0603)
• 3x 5k Ohm risistor (0603)

Kapag nagpasya kang gamitin ang program adapter, kailangan mo rin ng mga pogo-pin.

Tulad nito: Pogo Pins

Ang diameter ay dapat na 2 mm at haba ng 3mm. Pagkatapos magkasya sila sa loob ng mga butas at ganap na kumonekta sa PCB.

Hakbang 2: 3D Naka-print na Kaso

Ang kaso ay dinisenyo sa Autodesk Fusion360. Ginawa ko ang lahat ng mga hakbang doon, ang pabahay, ang disenyo ng adapter para sa mga pin ng pogo at pati na rin ang pangunahing hugis ng PCB!

Mayroong magandang pag-andar sa pag-export at pakikipagtulungan sa Fusion360 at Eagle, upang maaari mong hilahin at itulak ang iyong mga pagbabago ng PCB mula sa isang programa patungo sa isa pa.

Nalaman, kung paano ito gumagana sa pamamagitan ng panonood ng isang video sa youtube:

Fusion360 PCB Hugis

Pinipili ko ang aking mga setting ng pag-print upang mas kaunti ang magagawa kapag na-print ang kaso. Ang lahat ay dinisenyo upang magkaroon ng hindi gaanong suporta at isang mahusay na kalidad ng pag-print. Ang switch ng kuryente lamang ang nangangailangan ng ilang suporta, ngunit ito ay talagang maliit. Mas mahusay na mai-print ito sa Brim.

• Layer 0.15
• Kapal ng pader 2
• Magpasok ng 20%

Hakbang 3: PCB-Layout

Ang PCB Layout ay walang mataas na kumplikado. Lahat ng mga hakbang kung saan ginawa gamit ang Autodesk Eagle.

Mayroong ilang mga pangunahing module na batay sa:

• ATmega328P batay sa isang Arduino Nano
• Dalawang BSS138 transistors para sa antas ng paglilipat
• Tatlong WS2812b LEDs
• Pamamahala ng baterya at circuit ng kuryente
• ang accelerometer
• posibilidad na maghinang ng isang 3x1 pinhead sa board para sa serial connection

Hakbang 4: Paghihinang

Kapag hinihinang mo ito gamit ang isang reflow oven, mas madaling gumawa ng stencil o bilhin ito. Kung hindi man gugugol ka ng maraming oras sa paglalagay ng solder paste sa mga pad. Inirerekumenda na gumamit ng isang reflow oven.

Mangyaring gumamit ng mababang temperatura solder paste, dahil ang mga LED ay maaaring makapinsala sa mataas na temperatura. Ito ay isang mahirap na aralin para sa akin at ang paglulutas ng mga LED na ito ay hindi masaya.

Paano mag-apply ng solder paste sa pcbs?

Narito din ang isang kapaki-pakinabang na video mula sa youtube: Paano mag-apply ng solder paste

Matapos ilapat ang solder paste kailangan mong ilagay ang mga bahagi sa tamang lugar. Napansin ko na mas madaling ilagay ang mga bahagi sa pamamagitan ng pagkakaroon ng isang layout na may mga halaga ng bahagi. Kaya't ginawa ko ang PCB sa mga halaga ng mga bahagi at maaari mo itong i-download. Kapag ang isang bahagi ay hindi malinaw mangyaring hayaan mo ako ngayon.

LED7 = berde

LED3 = berde

LED4 = orange

Kapag inilalagay ang mga IC alagaan ang mga marka ng package! Maling paraan ng paghihinang ay maaaring makapinsala sa iyong board at mga bahagi!

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Matapos ang paghihinang sa reflow oven, kailangan mong maghinang ang 4 na mga mounting point ng micro USB port, kung hindi man ay masisira ito at maaaring makapinsala sa iyong mga bakas sa PCB.

Hakbang 5: Pag-program ng Iyong Lupon

Para sa hakbang na ito kailangan mo:

• USBTinyISP
• Mga wire at bakal na bakal
• Pogo Pins (opsyonal)
• 3D Printed adapter para sa programa (opsyonal)
• Arduino IDE

Upang Programm ang Atmega sa pcb, kailangan mo ang USBTinyISP Programmer. Posible lamang na i-program ang micro controller na may ISP Interface. Walang USB sa serial converter sa pcb, kaya't ang pagprogram sa micro USB port ay hindi posible.

Sa ibabang bahagi ng pcb maaari mong makita ang mga testpad na may iba't ibang mga marka para sa ISP Interface. Mayroong dalawang mga pagpipilian ngayon, mga soldering wires sa mga pad na ito o gamit ang mga pogo-pin upang kumonekta sa kanila.

Sa aking kaso gumamit ako ng ilang mga pogo pin dahil bumubuo ako ng higit sa isa. Ang adapter na maaari mong makita bilang isang.stl file upang mai-print at makuha ang tamang mga posisyon para sa mga pogo pin.

Matapos ikonekta ang programmer sa pamamagitan ng interface ng ISP sa pcb maaari mong simulan ang Arduino IDE.

TANDAAN: Ang Microcontroller ay hindi lilitaw bilang isang serial port sa Arduino IDE !

Baguhin ang mga setting ng iyong board sa ilalim ng mga tool:

• Piliin ang "Arduino Nano" bilang iyong Arduino board
• Huwag pumili ng anumang port!
• Palitan ang programmer sa "USBtinyISP"

Tingnan ang mga larawan.

Handa ka na ngayong i-program ang ATmega!

1. Nasusunog na Bootloader
2. Programming

Una kailangan mong sunugin ang bootloader. Ang hakbang na ito ay susunugin ang mga piyus at hayaang maalala ng micro controller kung sino ito. Para sa pagpili na ito sa Arduino IDE sa ilalim ng "mga tool" -> "Burn Bootloader".

Habang ito, ang LED7 sa PCB ay dapat magpakita ng isang kumikislap na pag-uugali. Matapos ang matagumpay na pagkasunog, ang LED ay kumikislap na may isang nakapirming dalas. Binabati kita, handa na ang iyong board.

Hakbang 6: Pagtitipon at Pag-andar

Pagtitipon

Kapag ang lahat ng mga bahagi ay nai-print at ang pcb ay na-program na matagumpay, maaari mong tipunin ang Cube. Para sa hakbang na ito kailangan mo ng pandikit. Dahil sa maliit na sukat ito ay nag-e-eksperimento sa mga snap fit joint, ngunit wala akong sapat na oras hanggang sa Pasko. Ang desisyon na idikit ito nang magkasama ay mabuti rin.

Para sa pagtitipon, mangyaring tingnan ang mga larawan. Ipinapakita rin nila ang bawat hakbang.

1.) Ikonekta ang baterya sa PCB, kung minsan mas madaling ipasok muna ang baterya sa base.

2.) Ipasok ang PCB sa base. Ang PCB ay umaangkop lamang sa isang posisyon, kaya walang posibilidad na ilagay ito sa maling paraan. Maaari mong ayusin ang PCB gamit ang ilang mainit na pandikit, kaysa sa mas mabilis na gumana ang accelerometer, sanhi na walang kalabog ng PCB.

3.) Ilagay sa slide switch. Upang suriin kung ang switch ay naka-mount nang tama maaari mo itong i-on at i-off.

4.) Kumuha ng ilang pandikit sa gilid ng base, na nasa loob ng Cube. Mag-ingat na hindi idikit ang slide switch. Hindi mo kailangan ng maraming pandikit.

5.) Ikonekta ang base at ang Lightcube nang magkasama at habang ang kola ay natuyo, ilagay ito ng isang mabibigat na bagay.

6.) Kapag ang kola ay tuyo, singilin ang baterya at mag-enjoy:)

Mga pagpapaandar

Kapag ang kola ay tuyo at maaari mong gamitin ang iyong Cube, narito ang mga pangunahing pag-andar:

• Nagcha-charge - Orange LED habang nagcha-charge
• Nagcha-charge - Green LED kapag natapos na ang pagsingil
• Slide switch upang i-on / i-off ang MagicCube
• Mag-tap nang isang beses para sa pagbabago ng kulay
• Mag-tap nang dalawang beses para sa mga switch LED
• Maaari kang mag-tap sa isang mesa o desk kung saan nakatayo ang MagicCube
• Magsaya ka

Runner Up sa Make it Glow Contest 2018