Pasadyang Mga NeoPixel Rings Mula sa Scratch !: 8 Hakbang (na may Mga Larawan)

2024 May -akda: John Day | [email protected]. Huling binago: 2024-01-30 13:14

Ang mga singsing na NeoPixel, at NeoPixels sa pangkalahatan, ay kabilang sa mga pinakatanyag na elektronikong sangkap para sa mga gumagawa ng lahat ng uri. Sa mabuting dahilan din, na may isang solong pin mula sa anumang tanyag na microcontroller na Adafruit ay ginagawang pagdaragdag ng mga magagandang LED at animasyon sa anumang proyekto na napakadali.

Sa kasamaang palad sila ay medyo mahal, at ang Adafruit ay nagbebenta lamang ng apat na laki. Ang hindi napagtanto ng maraming gumagawa ay ang NeoPixel ay simpleng tatak ng Adafruit ng ilang magkaparehong LED chip na pinangalanang WS2812, WS2811 at SK6812 ayon sa pagkakabanggit. Kinukuha ng lahat ng Adafruit ang maliit na tilad at inilagay ito sa isang circuit board, na singilin ang isang mabibigat na premium sa tabi. Walang mali sa Adafruit na gawin ito dahil ginagawang naa-access ang NeoPixels sa lahat, ngunit kung gagawin lamang ng isa ang mga board na maaaring gumawa ng mga pasadyang hugis ng anumang laki o disenyo para sa halos 15% ng gastos ng mga modelo ng Adafruit (para sa isang 24 LED ring) ($ 3). Mas mahalaga, hindi nila maaaring maging anumang laki na kailangan mo! Sa kabila nito, tila walang sinuman ang lumikha ng isang gabay na eksaktong para sa paggawa nito.

Kaya, nang kailangan ko ng isang pasadyang singsing ng tambalan para sa aking gumaganang proyekto na Samus Arm Cannon (paparating na) naisip ko kung bakit hindi idokumento ang proseso.

Sa tutorial na ito ipapakita ko sa iyo nang eksakto kung paano ko ginawa ang pasadyang singsing na ito, at kung paano mo makagagawa ng iyong sarili.

Hakbang 1: Ano ang Kakailanganin Mo:

Palaging Kinakailangan Anuman ang Paraan:

• ws2128b LEDs (NeoPixels)
• 1uf Caps (1 para sa bawat dalawang LEDs) (ayon sa teknikal na opsyonal)
• Solder Paste
• Flux (inirerekumenda ngunit opsyonal)

Mainit na Baril ng Hangin

Kung pinili mo upang makuha ang iyong board ng propesyonal na gawa na ang kailangan mo lang. Kung, gayunpaman, mas pinili mo ang paggawa ng iyong board gamit ang paraan ng paglipat ng toner kakailanganin mo rin ang mga sumusunod na sangkap. Ako mismo ay hindi gumamit ng paraan ng paglipat ng toner, subalit ang aking pamamaraan ay nasa labas ng saklaw ng tutorial na ito. Plano kong mag-post ng isang tutorial para sa kung paano eksaktong gumagawa ako ng mga PCB, kaya't abangan iyon!

Homemade Board (Pamamaraan ng Paglipat ng Toner):

• Copper Clad Board
• Ferric Chloride
• PCB Papel
• Laser Printer
• Film ng Solder Mask (Opsyonal para sa Solder Mask)
• Pinagmulan ng UV (Opsyonal para sa Solder Mask)
• Transparency (Opsyonal para sa Solder Stencil)
• Dremel Workstation

. Narito ang lahat ng aking mga file, diptrace library, at modelo.

Para sa mga nagtataka kung paano ihinahambing ng presyo ang masama ihambing ito sa isang Adafruit 24 LED ring na nagkakahalaga ng $ 17 + pagpapadala. Gastos bawat LED: Adafruit: 17/24 = $ 0.70. HyperIon: 7/100 =% 0.07

Karagdagang Mga Gastos: Adafruit: ($ 4) Pagpapadala, Hyperion: $ 1 (board ng tanso) + $ 0.50 (Ferric Chloride) (libreng pagpapadala)

Kabuuan: Adafruit: $ 21, HyperIon: $ 3.18

Tulad ng nakikita mo na mas mura ito, 15% ang gastos. Kahit na balewalain mo ang pagpapadala ng bersyon ng HyperIon ay lalabas sa $ 3.18 lamang, isang napakalaking pagtitipid sa gastos kumpara sa $ 17.

Hakbang 2: Bahagi ng Isang Disenyo ng PCB! LED Placed

Ang unang hakbang sa paglikha ng anumang hugis NeoPixel ay ang paglalagay ng mga LED. Lumikha ako ng isang kapaki-pakinabang na maliit na dokumento ng excel na maaari mong gamitin para sa anumang disenyo na nais mong sundin ang isang radius.

I-input lamang ang bilang ng mga LED, porsyento ng singsing na nais mong sakupin, at ang radius at awtomatiko itong bumubuo ng posisyon at mga coordinate ng anggulo na dapat mong ilagay ang iyong mga LED. Pagkatapos ay maaari kang pumunta sa pinakatanyag na DipTrace, ExpressPCB, o EaglePCB at ipasok ang mga coordinate sa iyong mga katangian ng sangkap. Personal kong ginamit ang DipTrace at mahahanap mo ang lahat ng aking mga bahagi at aklatan sa seksyon ng mga sangkap.

Para sa proyektong ito pinili ko na gumamit ng dalawang singsing ng radius 34 at 24 millimeter. Ang panlabas na radius ay may 20 pixel at ang panloob na radius ay mayroong 6.

* Bonus * Kung ang programa ng CAD na ginagamit mo (tulad ng DipTrace) ay hindi pinapayagan para sa paglalagay ng isang bilog sa pamamagitan ng gitnang punto nito gumuhit ng dalawang linya sa lapad ng iyong panlabas na radius at iyong panloob na radius. Pantayin ang mga interseksyon sa bawat isa at muling tukuyin iyon bilang iyong pinagmulan. Ngayon ay mayroon kang isang perpektong concentric board!

Hakbang 3: Ikalawang Bahagi ng Disenyo ng PCB! Pagruruta at mga Capacitor

Ang susunod na hakbang sa paggawa ng iyong naka-print na circuit board ay ginagawa ang iyong mga koneksyon sa pagitan ng iyong mga LED. Ang mga NeoPixels bawat isa ay may isang data-input pad at isang data-output pad. Lumikha muna ng isang mahabang kadena na nagsisimula sa pixel na pinakamalapit sa kung saan plano mong ilagay ang iyong mga interface ng interface, pagpunta mula sa isang data-out na pin ng isang pixel patungo sa susunod na pixel na data-in na pin.

Pagkatapos nito kakailanganin mong mag-ruta ng lakas at lupa. Ang pinakamadaling pamamaraan na naisip ko upang gawin ito ay ang paggamit ng isang kumbinasyon ng mga bilog at semi-bilog, apat sa kabuuan, alternating pagitan ng lakas at lupa habang lumalabas ka mula sa pinagmulan. Ginagawa nitong madali upang lumikha ng isang maliit na koneksyon na "jumper" tulad ng naapila sa manu-manong mga kable bawat mula nang magkasama ang LED, dalawang beses. Ang dalawang pares ng bilog / semi-bilog ay maaaring naitali sa alinmang paraan ang pinaka maginhawa. Sa wakas, idinagdag ang isang ibuhos na tanso. Ito ay mahalagang sanhi lamang ng lahat ng labis na puwang na mapunan ng "ground", na may maraming mga pakinabang kasama ang pagiging mas madaling gawin sa bahay.

Gusto mo ring i-install ang isang halos.1uf capacitor sa pagitan ng lakas at lupa sa pagitan ng bawat hanay ng dalawang LEDs. Inirerekumenda ng paggawa ang isa sa bawat LED gayunpaman malamang na isa bawat dalawa ang gagawin at matagal silang maghinang. Hindi kinakailangan ang mga ito para sa pagpapaandar ng aparato, pinapabuti lamang nila ang habang-buhay ng mga LED, upang maaari silang balewalain kung kinakailangan.

Hakbang 4: Naka-print na Circuit Board Etching

Upang makumpleto ang hakbang na ito mayroon kang dalawang mga pagpipilian:

Paggawa ng Propesyonal:

Kung hindi ka pa nakakagawa ng isang PCB at walang interes na makuha ang kasanayan na gawin ito, ito ang inirerekumenda ko. Sa pamamagitan ng pagkuha ng iyong board ng propesyonal na paggawa ng kahirapan ng proyektong ito ay mula sa mataas na intermediate pababa sa nagsisimula. Ang iyong board ay garantisadong maging mataas na kalidad, na may isang solder mask, at maaari ring magkaroon ng isang solder stencil.

Homemade PCB:

Ito ang pagpipilian para sa mga talagang nais na mapabuti ang kanilang mga kasanayan at mapahusay ang kanilang mga personal na kakayahan. Ito rin ang pagpipilian para sa mga nasa mataas na tulin ng prototyping at kung sino talaga ang nagbabawas sa mga gastos na mababa. Ang kakayahang gumawa ng sarili kong PCB ay naging isa sa aking pinakamalaking pakinabang sa mga nakaraang taon at masidhi kong inirerekumenda ito sa sinumang interesado. Bumuo ako ng aking sariling pamamaraan para sa paggawa ng mga PCB (tingnan ang aking channel para sa kung paano ito gawin) na medyo nasa labas ng saklaw ng tutorial na ito at nangangailangan ng kagamitan na hindi kayang bayaran ng karamihan sa mga nagsisimula. Samakatuwid, sa halip inirerekumenda ko ang paraan ng paglipat ng toner gamit ang isang produkto na pinangalanang PressN'Peel. Ito ay medyo madali at ang tanging kagamitan na kakailanganin mo na hindi kinakailangang magkaroon ang lahat ay isang murang laser printer. Suriin ang tutorial ng clacktronics-uk para sa higit pang mga detalye!

Ang pangunahing proseso ay ang mga sumusunod:

1. Linisin ang iyong board ng tanso na cad.
2. I-print ang iyong disenyo sa Peel n 'Stick gamit ang isang laser printer.
3. I-iron ang disenyo mula sa Peel n 'stick papunta sa iyong board ng tanso
4. Ilagay ang board sa ferric chloride hanggang sa nakaukit.
5. Linisin ang toner

Solder Mask (Opsyonal):

Ang isang solder mask ay isang takip na nagpoprotekta sa iyong board sa lahat ng mga lugar ngunit kung saan kailangang pumunta ang solder. Ginagawa nitong bahagyang mas madaling maghinang ngunit mas mahalaga na kapansin-pansing nagpapabuti ng mga ascetics ng board. Kung hindi mo nakuha ang iyong board na gawa ay maaaring gusto mong magdagdag ng isa, ngunit hindi ito mahigpit na kinakailangan. Personal kong nahanap ang prosesong ito na hindi kapani-paniwalang madali at lubos kong inirerekumenda ito. Muli, pupunta lamang ako sa pangunahing proseso upang malaman mo kung ano ang iyong papasok. Suriin ang tutorial ng cpeniche para sa higit pang mga detalye!

Ang proseso ay ang mga sumusunod:

1. I-print ang iyong boards pad disenyo sa isang piraso ng transparency.
2. Peel at idikit ang film ng solder mask sa iyong nakaukit na board.
3. Iron / laminate ang pelikula hanggang sa dumikit ito nang maayos.
4. Pantayin ang transparency gamit ang pisara at i-tape pababa.
5. Ilantad ang pelikula sa isang mapagkukunan ng UV (gumana ang mga nail polish dryer)
6. Linisin ang mga hindi inilabas na pad
7. Ilantad hanggang gumaling.

Hakbang 5: Solder Paste Stencil! (OPSYONAL)

Kung may access ka sa isang laser cutter isaalang-alang ang pagmamanupaktura ng iyong sarili ng isang stensil ng solder paste. Pinapayagan ka nilang iwasan ang nakakapagod na pagsisikap ng dahan-dahang paglalagay ng isang dab ng solder paste sa bawat indibidwal na pin. I-load lamang ang disenyo ng pad sa iyong software ng pamutol ng laser at gupitin ito mula sa isang piraso ng transparency ng printer. Nalaman ko din na gagana rin ang isang sheet ng laminator. Gumagawa ito ng hindi kapani-paniwalang mahusay at gumagawa ng isang layer na halos eksaktong makapal ng mga propesyonal na bersyon. Sa aking palagay sila ay talagang higit na nakahihigit dahil ang mga ito ay nababaluktot at transparent, na ginagawang mas madali silang gamitin kaysa sa mga bersyon ng hindi kinakalawang na asero.

Hindi ako ang nakakaisip ng pamamaraang ito ngunit hindi ko pa nakikita ang sinumang nagdodokumento nito sa online, na nakakagulat ako.

Hakbang 6: Pagbubuo ng Lupon

Upang dalhin ang board sa huling hugis dapat mong simulan sa pamamagitan ng pagputol hangga't maaari mong ligtas na may dremel cutoff wheel. Gumamit ako ng isang dremel workstation setup nang pahalang sa talim sa itaas ng isang karton na kahon bilang isang pansamantala na nakita ng tabble.

Maaari mo nang simulan ang pagbabarena ng gitnang butas. Gumamit ng pinakamalaking drill malaki mayroon ka para sa iyong dremel at dahan-dahang "Swiss cheese" ang iyong paraan hanggang sa maputol mo ang isang malaking sapat na seksyon upang magkasya sa isang paggiling na bit. Maaari mo nang magamit ang paggiling na bit upang dalhin ang board sa huling hugis nito.

Ang paraan ng pag-ukit ng board doon ay isang manipis na singsing na lamang ng fiberglass sa paligid ng gilid ng board, Kanan bago mo gilingin sa puntong iyon ang huling natitirang piraso ng tanso na pinakawalan. Kapag ang huling bit ng tanso ay naglabas huwag gumiling. Sa pamamagitan ng pag-asa sa sign na ito pinapayagan kang gumawa ng isang napaka-pare-pareho at pabilog na piraso (sa pag-aakalang hindi mo ginulo ang pag-ukit tulad ng ginawa ko at ilagay ang pattern na malapit sa isang pader). Tapusin ang diameter ng labas sa parehong paraan.

Dapat mo ring i-drill ang mga butas para sa data sa, 5v, at mga koneksyon sa lupa. Ang isang maliit na bit ng dremel (.7mm) ay mahusay na gumagana para dito.

Hakbang 7: Paghihinang

Sa palagay ko ito ay isang mahusay na proyekto para sa isang tao na nais malaman kung paano makapunta sa ibabaw ng pag-solder. Ang lahat ng mahahalagang bahagi ay malaki, lumalaban sa init, at ang mga pad ay may spaced na malayo sa bawat isa. Totoong napakahirap magulo at ito ay isang mahusay na paraan upang maitaguyod ang kumpiyansa sa pang-ibabaw na pag-solder nang hindi kinakailangang magulo ng maliit na maliliit na sangkap.

Upang ma-hinang ang iyong NeoPixels papunta sa iyong board kailangan mo munang magdeposito ng isang maliit, maliit na halaga ng solder paste sa bawat pad gamit ang alinman sa isang hiringgilya o isang stencil. Kung mayroon kang isang stencil simpleng kumalat ng isang patak ng solder paste sa paligid ng stencil tulad ng isang manipis na layer ng mantikilya sa toast hanggang sa masakop ang lahat ng mga pad. Hindi mo na kakailanganin ang nais mong isipin, patuloy lamang na kumalat.

Susunod na gugustuhin mong ilagay ang iyong mga bahagi sa iyong board. Hangga't ang bawat pad ay hawakan ang nauugnay na patak ng panghinang pagkatapos ay malapit ka nang malapitan. Ang solder paste ay may ganitong mahiwagang pag-aari kung saan kapag naging tinunaw ito talagang hinahatak ang sangkap sa lugar halos bawat oras.

Kung ikaw ay masyadong walang katiyakan tungkol sa iyong mga kasanayan sa paghihinang maaari mong baguhin ang 0603 capacitors sa isang mas malaking format o laktawan silang lahat. Dinagdagan nila ang habang-buhay ng NeoPixel ngunit maliban kung ginagamit mo ito bilang isang mapagkukunan ng ilaw malamang na hindi mo makikita ang isang nasunog. Na sinabi na masidhi kong inirerekumenda na i-install mo ang mga ito, dahil lamang sa kahalagahan ay mahalaga na magkaroon.

Sa mga tuntunin ng talagang paghihinang, hindi ito mas madali. Gumastos lamang ng halos dalawang minuto na pag-preheat ng iyong board gamit ang isang mainit na air gun pagkatapos ay mag-focus ng mas mabigat sa bawat lugar hanggang sa sumasalamin ang lahat. Maaari mong sabihin kung kailan ito sumasalamin dahil ang solder ay lumiliko ng shinny at karaniwang ang sangkap ay gumagawa ng isang maliit na "wiggle" sa lugar.