Individualūs „NeoPixel“žiedai nuo nulio!: 8 žingsniai (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

„NeoPixel“žiedai ir apskritai „NeoPixels“yra vieni populiariausių visų tipų gamintojų elektroninių komponentų. Taip pat dėl geros priežasties, naudojant vieną kaištį iš bet kurio populiaraus mikrovaldiklio „Adafruit“, labai lengva pridėti nuostabių šviesos diodų ir animacijų prie bet kurio projekto.

Deja, jie yra gana brangūs, o „Adafruit“parduoda tik keturis dydžius. Daugelis gamintojų nesuvokia, kad „NeoPixel“yra tiesiog „Adafruit“kelių identiškų LED lustų, pavadintų atitinkamai WS2812, WS2811 ir SK6812, prekės ženklas. Visi „Adafruit“ima mikroschemą ir įdeda ją į grandinės plokštę, kartu imdami didelę priemoką. Nėra nieko blogo, jei „Adafruit“tai daro, nes „NeoPixels“yra prieinamas visiems, tačiau jei tik patys pasigaminsite plokštes, galėsite pagaminti bet kokio dydžio ar dizaino pasirinktines formas už maždaug 15% „Adafruit“modelių kainos (24 LED žiedas) (3 USD). Dar svarbiau, kad jie negali būti bet kokio jums reikalingo dydžio! Nepaisant to, neatrodo, kad kas nors tiksliai sukūrė vadovą, kaip tai padaryti.

Taigi, kai man reikėjo pasirinkto sudėtinio žiedo darbiniam Samus Arm Cannon projektui (netrukus), supratau, kodėl neužfiksuoti proceso.

Šioje pamokoje aš jums tiksliai parodysiu, kaip sukūriau šį pasirinktinį žiedą ir kaip galite pasidaryti savo.

1 žingsnis: ko jums reikės:

Visada būtina, nepriklausomai nuo metodo:

• „ws2128b“šviesos diodai („NeoPixels“)
• 1uf dangteliai (1 kiekvienam dviem šviesos diodams) (techniškai neprivaloma)
• Lydmetalio pasta
• Flux (rekomenduojama, bet neprivaloma)

Karšto oro pistoletas

Jei nuspręsite profesionaliai pagaminti savo plokštę, tai yra viskas, ko jums reikia. Jei vis dėlto pasirinksite plokštę gaminti naudojant dažų perdavimo metodą, jums taip pat reikės šių komponentų. Aš asmeniškai nenaudojau dažų perkėlimo metodo, tačiau mano metodas nepatenka į šios pamokos taikymo sritį. Aš planuoju paskelbti pamoką, kaip tiksliai gaminu PCB, todėl būkite atsargūs!

Naminė plokštė (dažų perkėlimo metodas):

• Variu dengta lenta
• Geležies chloridas
• PCB popierius
• Lazerinis spausdintuvas
• Lydmetalio kaukės plėvelė (pasirinktinai litavimo kaukei)
• UV šaltinis (pasirinktinai litavimo kaukei)
• Skaidrumas (pasirinktinai lydmetalio trafaretui)
• „Dremel“darbo vieta

. Čia yra visi mano failai, „diptrace“bibliotekos ir modeliai.

Tiems, kurie domisi, kaip kaina palyginama blogai, palyginkite ją su „Adafruit 24“LED žiedu, kuris kainuoja 17 USD+pristatymas. Kaina už LED: „Adafruit“: 17/24 = 0,70 USD. „HyperIon“: 7/100 = %0,07

Papildomos išlaidos: „Adafruit“: (4 USD) Pristatymas, „Hyperion“: 1 USD (vario plokštė) + 0,50 USD (geležies chloridas) (nemokamas pristatymas)

Iš viso: „Adafruit“: 21 USD, „HyperIon“: 3,18 USD

Kaip matote, kaina yra daug mažesnė - 15%. Net jei nekreipiate dėmesio į pristatymą, „HyperIon“versija kainuoja tik 3,18 USD, o tai sutaupo daug, palyginti su 17 USD.

2 žingsnis: PCB dizainas Pirma dalis! LED išdėstymas

Pirmasis žingsnis kuriant bet kokią „NeoPixel“formą yra šviesos diodų išdėstymas. Aš sukūriau naudingą mažą „Excel“dokumentą, kurį galite naudoti bet kokiam dizainui, kurį norite sekti spinduliu.

Tiesiog įveskite šviesos diodų skaičių, žiedo, kurį norite uždengti, procentą ir spindulį, ir jis automatiškai sugeneruoja padėtį ir kampo koordinates, kuriose turėtumėte įdėti savo šviesos diodus. Tada galite pereiti prie populiariausių „DipTrace“, „ExpressPCB“arba „EaglePCB“ir įterpti koordinates į komponentų ypatybes. Aš asmeniškai naudoju „DipTrace“, o visus mano komponentus ir bibliotekas galite rasti komponentų skiltyje.

Šiam projektui pasirinkau naudoti du 34 ir 24 milimetrų spindulių žiedus. Išorinis spindulys turėjo 20 pikselių, o vidinis - 6.

* Premija* Jei jūsų naudojama CAD programa (pvz., „DipTrace“) neleidžia išdėstyti apskritimo pagal jo centrinį tašką, nubrėžkite dvi linijas per išorinį spindulį ir vidinį spindulį. Sureguliuokite sankryžas tarpusavyje ir iš naujo apibrėžkite tai kaip savo kilmę. Dabar jūs turite visiškai koncentrišką lentą!

3 žingsnis: PCB dizainas Antroji dalis! Maršrutas ir kondensatoriai

Kitas žingsnis kuriant spausdintinę plokštę yra ryšių tarp šviesos diodų sujungimas. Kiekvienas „NeoPixels“turi vieną duomenų įvesties bloką ir vieną duomenų išvesties bloknotą. Pirmiausia sukurkite ilgą grandinę, pradedant pikseliu, esančiu arčiausiai vietos, kur planuojate įdėti sąsajos kaiščius, nuo vieno pikselio duomenų išvesties kaiščio iki kito pikselio duomenų įvesties kaiščio.

Po to turėsite nukreipti maitinimą ir žemę. Lengviausias būdas, kurį aš sugalvojau tai padaryti, yra naudoti apskritimų ir pusiau apskritimų derinį, iš viso keturis, kintančius tarp galios ir žemės, kai judate į išorę nuo kilmės. Tai leidžia lengvai sukurti mažą „trumpąjį“ryšį, kaip numatyta rankiniu būdu prijungti kiekvieną kartą, kai šviesos diodas kartu du kartus. Dvi apskritimų/puslankių poros gali būti susietos patogiausiu būdu. Galiausiai įpilama vario. Iš esmės visa papildoma erdvė užpildoma „gruntu“, kuris turi daug privalumų, įskaitant lengvesnį gaminimą namuose.

Taip pat norėsite įdiegti vieną maždaug.1uf kondensatorių tarp maitinimo ir žemės tarp kiekvieno dviejų šviesos diodų rinkinio. Gamintojas rekomenduoja po vieną kiekvienam šviesos diodui, tačiau greičiausiai vienas iš dviejų tai padarys, o jų litavimas užima daug laiko. Jie nėra būtini įrenginio funkcionalumui, jie tiesiog pagerina šviesos diodų tarnavimo laiką, todėl prireikus į juos galima nekreipti dėmesio.

4 žingsnis: Spausdintų plokščių ėsdinimas

Norėdami atlikti šį veiksmą, turite dvi parinktis:

Profesionali gamyba:

Jei niekada nedarėte PCB ir nesate suinteresuotas įgyti įgūdžių tai padaryti, tai aš rekomenduočiau. Jei jūsų lenta bus profesionaliai pagaminta, šio projekto sunkumas pereina nuo aukšto lygio iki pradedančiojo. Jūsų lenta bus garantuota aukštos kokybės, su lituoklio kauke ir netgi gali būti su litavimo trafaretu.

Namų PCB:

Tai yra galimybė tiems, kurie tikrai nori tobulinti savo įgūdžius ir tobulinti savo asmenines galimybes. Tai taip pat yra galimybė tiems, kurie sparčiai rengia prototipus ir kurie tikrai mažina išlaidas. Gebėjimas pasigaminti savo PCB buvo vienas didžiausių mano privalumų per daugelį metų ir aš labai rekomenduoju jį visiems besidomintiems. Aš sukūriau savo PCB gamybos metodą (žr. Mano kanalą, kaip tai padaryti), kuris šiek tiek nepatenka į šios pamokos taikymo sritį ir reikalauja įrangos, kurios dauguma pradedančiųjų negali sau leisti. Todėl aš rekomenduoju dažų perkėlimo būdą naudojant produktą, pavadintą „PressN'Peel“. Tai gana paprasta ir vienintelė jums reikalinga įranga, kurios nebūtinai turės visi, yra pigus lazerinis spausdintuvas. Daugiau informacijos rasite „clacktronics-uk“pamokoje!

Pagrindinis procesas yra toks:

1. Išvalykite varinę cad plokštę.
2. Spausdinkite savo dizainą „Peel n 'Stick“lazeriniu spausdintuvu.
3. Lyginkite dizainą iš „Peel n 'stick“ant varinės plokštės
4. Įdėkite lentą į geležies chloridą, kol išgraviruosite.
5. Nuvalykite tonerį

Lituoklio kaukė (neprivaloma):

Lituoklio kaukė yra danga, apsauganti jūsų lentą visose vietose, išskyrus ten, kur reikia lituoti. Tai palengvina litavimą, bet dar svarbiau - žymiai pagerina lentos asketiką. Jei negavote savo plokštės, galbūt norėsite ją pridėti, bet tai nėra būtina. Man asmeniškai šis procesas yra neįtikėtinai lengvas ir labai rekomenduoju. Vėlgi, aš tik pereisiu prie pagrindinio proceso, kad žinotumėte, į ką įsitraukiate. Daugiau informacijos rasite „Cpeniche“vadovėlyje!

Procesas yra toks:

1. Atspausdinkite savo lentų pagalvėlių dizainą ant skaidrumo.
2. Nulupkite ir priklijuokite litavimo kaukės plėvelę ant išgraviruotos lentos.
3. Lyginkite/laminuokite plėvelę, kol ji gerai prilips.
4. Sulygiuokite skaidrumą su lenta ir užklijuokite juostele.
5. Apsaugokite plėvelę nuo UV šaltinio (veikia nagų lako džiovintuvai)
6. Nuvalykite neuždengtus įklotus
7. Atskleiskite, kol išgydysite.

5 žingsnis: Lituoti įklijuokite trafaretą! (PASIRENKAMA)

Jei turite prieigą prie lazerinio pjaustytuvo, apsvarstykite galimybę pasigaminti litavimo pastos trafaretą. Jie leidžia išvengti varginančių pastangų, lėtai uždėjus ant kiekvieno kaiščio šlakelį litavimo pastos. Tiesiog įkelkite trinkelės dizainą į lazerinio pjovimo programinę įrangą ir iškirpkite ją iš spausdintuvo skaidrumo. Taip pat pastebėjau, kad laminavimo lakštas veikia taip pat gerai. Tai veikia neįtikėtinai gerai ir sukuria beveik tokio pat storio sluoksnį kaip profesionalios versijos. Mano nuomone, jie iš tikrųjų yra daug pranašesni, nes yra lankstūs ir skaidrūs, todėl juos naudoti yra daug lengviau nei nerūdijančio plieno versijas.

Aš nesu tas, kuris sugalvojo šį metodą, bet aš dar nemačiau, kad kas nors jį dokumentuotų internete, kas mane stebina.

6 žingsnis: lentos formavimas

Norėdami, kad plokštė įgautų galutinę formą, pirmiausia turėtumėte nukirpti tiek, kiek galite saugiai, naudodami „dremel“išjungimo ratą. Aš naudoju „dremel“darbo vietos sąranką horizontaliai su ašmenimis virš kartoninės dėžutės kaip laikiną pjūklelį.

Tada galite pradėti gręžti centrinę skylę. „Dremel“naudokite didžiausią gręžtuvą ir lėtai „šveicarišką sūrį“, kol išpjausite pakankamai didelę dalį, kad tilptų į malimo gabalėlį. Tada galite naudoti tą šlifavimo antgalį, kad plokštė įgautų galutinę formą.

Lentos ėsdinimo būdas aplink plokštės kraštą yra plonas tik stiklo pluošto žiedas. Prieš pat šlifavimą iki paskutinio likusio vario gabalėlio išsiskiria. Kai paskutinis vario gabalas nebesmulkina. Remdamiesi tuo ženklu, galite padaryti labai nuoseklų ir apskritą gabalą (darant prielaidą, kad nesugadinote ėsdinimo, kaip aš ir nepridėjote modelio per arti sienos). Užbaikite išorinį skersmenį tokiu pačiu būdu.

Taip pat turėtumėte išgręžti skyles duomenims, 5v ir įžeminimo jungtims. Tam puikiai tinka mažas dremel antgalis (.7 mm).

7 žingsnis: litavimas

Mano nuomone, tai puikus projektas asmeniui, norinčiam išmokti patekti į litavimo ant paviršiaus montavimą. Visi svarbūs komponentai yra dideli, atsparūs karščiui, o trinkelės yra nutolusios viena nuo kitos. Jį iš tikrųjų labai sunku sujaukti ir tai yra puikus būdas sustiprinti pasitikėjimą litavimu ant paviršiaus, nereikalaujant jokių smulkmenų.

Norėdami lituoti „NeoPixels“ant lentos, pirmiausia turite į kiekvieną trinkelę įdėti nedidelį kiekį litavimo pastos, naudodami švirkštą arba trafaretą. Jei turite trafaretą, tiesiog ant plono sviesto sluoksnio paskleiskite lydmetalio pastos gabalėlį ant skrebučio, kol visos trinkelės bus padengtos. Jums nereikia tiek daug, kaip manote, tiesiog skleiskite.

Toliau norėsite sudėti savo komponentus ant lentos. Kol kiekviena trinkelė paliečia atitinkamą lydmetalio gabalėlį, esate pakankamai arti. Lydmetalio pasta turi šią stebuklingą savybę, kai išlydyta ji beveik kiekvieną kartą traukia komponentą į vietą.

Jei nesate tikri dėl savo litavimo įgūdžių, galite pakeisti 0603 kondensatorius į didesnį formatą arba visiškai praleisti. Jie pailgina „NeoPixel“tarnavimo laiką, tačiau, jei nenaudosite jo kaip šviesos šaltinio, mažai tikėtina, kad kada nors pamatysite, kaip jis sudegs. Todėl primygtinai rekomenduoju juos įdiegti, nes įgūdžiai yra vertingi.

Kalbant apie litavimą, tai negali būti lengviau. Tiesiog praleiskite apie dvi minutes iš anksto pašildydami lentą karšto oro pistoletu, tada labiau sutelkite dėmesį į sritis, kol viskas pasikartos. Galite pasakyti, kada jis atšilo, nes lydmetalis tampa blizgus ir paprastai komponentas šiek tiek „susisuka“į vietą.