PixelPad Indian: Ohjelmoitava elektroninen merkki: 11 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:00

PixelPad on elektroninen kehitystunnus, joka perustuu ATmega32U4-mikrokontrolleriin ja jossa on paljon sisäänrakennettuja ominaisuuksia. PCB -taide on saanut inspiraationsa intialaisesta kulttuurista, taiteesta ja piirustuksista. PixelPadin avulla voit käyttää sitä puettavana kehitystauluna, kuten Adafruit Playground Express tai LilyPad, tai voit käyttää sitä sähköisenä tunnuksena!

PixelPadin ominaisuudet näkyvät alla!

Kävin läpi monia intialaisia kulttuuri- ja hengellisiä taiteita ja maalauksia suunnitellakseni piirilevytaiteen ja kartongin ääriviivat. Monien tutkimusten ja kallistumisten jälkeen suunnittelin piirilevytaiteen Adobe Illustratorilla.

Vaihe 1: Idea

Kun päätin rakentaa sähköisen merkin, kävin läpi monia ideoita. Se saa minut hämmentymään siitä, kumman minun on suunniteltava, kirjaimellisesti en pidä kiinni ideasta. sen sijaan, että muutan nopeasti ajatuksiani. Joten tein, että luetelin ominaisuudet, jotka halusin suunnittelukorttiin. Joten tässä ovat kriteerit, jotka olen luonut idean kipinöintiprosessissa.

• Minimalistinen muotoilu
• Pienikokoinen
• Suunnittelun tulee olla pukeutuva
• Onko tarpeeksi I/O -pistorasioita
• Pitää olla paristokäyttöinen
• Sinulla on hyvät LEDit, jotka voidaan ohjelmoida hyödyllisiksi
• Edustaa kulttuuria tai taidetta

Kun olen käynyt läpi karkean luettelon, aloin etsiä, mitä mikro -ohjainta, LED -valoja minun on käytettävä Pixelpadissa. Hyvän teeman löytäminen taiteelle on liian monimutkaista minulle, tiedätkö sen oikein? Minulla ei ole sitä taitoa!

Vaihe 2: Mikro -ohjaimen ja neopixelin LEDit

Päätin käyttää Atmega32U4 -mikrokorttia rintamerkinnässä. Siinä on USB -tuki ja se tukee tiedonsiirtonopeuksia jopa 12 Mbit/s ja 1,5 Mbit/s. Sitä voidaan käyttää myös HID -laitteena. Joten jäin kiinni ATmega32U4: stä MCU: na. Voit ehdottomasti tarkistaa tähän projektiin liittämäni lomakkeen.

Käytin 12 NeoPixel -LEDiä, koska jokainen ledi voi olla osoitettavissa ja yksi datanappi tarvitaan RGB -värien ohjaamiseen. Joten päätin pysyä NeoPixelsissä.

Vaihe 3: Kaaviot Suunnittelu Autodesk Eaglen avulla

Käytin Autodesk Eagle CAD: ää kaikkien piirilevyjeni suunnitteluun. Aloin suunnitella piirikaavioita Eaglessa. Kaaviossa käytetyt pääkomponentit on selitetty alla.

• MIC5219B 3,3 V: n 500 mA: n virtalähteelle mikro -ohjaimen virran saamiseksi
• MCP73831 Li-Po / Li-Ion -akunhallintaan
• DS1307Z I2C RTC: lle
• WS2812 5050 RGB -LEDit
• 8 MHz: n resonaattori kellottaa ATmega32U4 ulkoisesti
• 2 × 3 SMD -nastainen otsikko ISP -yhteyttä varten
• SMD -nollauspainike

Vaihe 4: Levyn suunnittelu

Kaavion suunnittelun jälkeen aloin suunnitella piirilevyä (PCB). Ensinnäkin laitoin kaikki komponentit haluamaani järjestykseen. Sitten alkoi reitittää ilmajohdot manuaalisesti. Käytin jälkien leveyttä vähintään 8 milliä. Levymalli on kaksikerroksinen piirilevy. kokonaismitta on 66 x 66 mm. Löydät suunnittelutiedostot ja Gerber -tiedostot tämän projektin lopussa.

Vaihe 5: Tuo PCB Art taululle

Tuo PCB Art taululle

Suunnittelin piirilevytaiteen Adobe Illustratorissa. Voit käyttää mitä tahansa vektorisuunnitteluohjelmistoa tämän osan tekemiseen. Voit joko käyttää kuvitinta tai käyttää avointa lähdekoodia, kuten Inkscape. Kokeilin paljon muotoilua ja lopulta tein sen odotetun mallin mukaan. Taiteen suunnittelun jälkeen voit tallentaa sen 8-bittisenä BMP-muodossa. Sitten Eaglessa sinun täytyy tuoda taide mihin tahansa silkkipainokerrokseen. Käytin nimikerrosta. En halua komponenttikerrosta, joten poistin nimet ja käytin tasoa suunnittelun sijoittamisessa. tuodaksesi mallin, toimi seuraavasti:

Löydät ylhäältä ULP -kuvakkeen napsauttamalla kuvaketta, jolloin saat ponnahdusikkunan valitaksesi ULP. Import-BMP-haku avaa sitten import-Bmp ULP: n.

Valitse sitten tarvitsemasi BMP -tiedosto ja kerros, jonka haluat sijoittaa, ja mittakaava jne.… Ja napsauta OK. Sen jälkeen sinun on sijoitettava malli piirilevyn suunnitteluun haluamaasi paikkaan.

HUOM: Suunnittelun tulee olla mustavalkoista

Käytin Autodesk Fusion 360: tä PCB: n 3D -mallin katseluun, ja Fusion 360: tä käytin myös piirroslevyn ääriviivojen suunnittelussa. Voit ehdottomasti käyttää Fusion 360- ja Eagle -integraation etua.

Vaihe 6: Gerber -tiedoston vieminen valmistusta varten

PCB: n valmistamiseksi miltä tahansa valmistajalta ympäri maailmaa tarvitset heille lähetetyn Gerber -tiedoston. Gerber -tiedoston luominen Eaglessa on erittäin helppoa. Voit seurata alla olevia vaiheita.

Eaglen oikealla puolella on Valmistus -välilehti. Napsauta valmistus -välilehteä ja näet piirustuksen renderoidun kuvan valmistusta varten. Napsauta samassa ikkunassa CAM -painiketta.

Tallenna jokainen kerros kansioon ja pakkaa kansio zip -muotoon.

Vaihe 7: Piirilevyjen valmistus

Kiinassa on paljon piirilevyjen valmistuspalveluja halvalla kuin 5 dollaria 10 PCB: lle. Suosittelen henkilökohtaisesti PCBWAY: ta He toimittavat laadukkaita piirilevyjä ja asiakastuki on mahtavaa.

Vaihe 8: Komponenttien kerääminen

Piirilevyjen saapuminen toimitustavan mukaan kestää kaksi viikkoa. Samaan aikaan aloin kerätä projektille tarvittavia komponentteja. Minulla on jo joitain komponentteja, joten ostin loput komponentit eri lähteistä. Mutta olen antanut kaikki komponentit linkin kauppaan.

Vaihe 9: Komponenttien juottaminen

Sekä piirilevyjen että komponenttien saapumisen jälkeen. Aloin juottaa komponentteja. käyttämällä juottamista varten weller we51 -juotosasemaa, jossa on mikrokärki. 0805 SMD -paketti on hieman vaikea juottaa uusille tulokkaille, mutta te totutte siihen muutaman juotetun komponentin jälkeen. Käytin myös kuumailman uudelleenkäsittelyasemaa, mutta se ei ole välttämätöntä. Ole varovainen juottaessasi mikrokontrolleria ja muut IC: t eivät ylikuumenna IC: itä.

Käytin myös PCB -puhdistusliuosta PCB: n puhdistamiseen ylimääräisestä juotosvirrasta.

Vaihe 10: Pixelpad Indian Boardin ohjelmointi

Juotin kaikki piirilevyn komponentit. Jos haluat ohjelmoida levyn Arduino IDE: n avulla, meidän on ensin poltettava sopiva Atmega32u4 -käynnistyslatain levylle. Käytin levylleni Sparkfun pro -mikrolevyn käynnistyslatainta. Voit polttaa tarvitsemasi käynnistyslataimen ISP -ohjelmoijalla tai voit käyttää Arduino -korttia Internet -palveluntarjoajan ohjelmoijana. Rakennan USBTiny ISP -ohjelmoijan itse, käy USBTinyISP -ohjelmointisivulla.

Kun liität Pixelpad Indianin, virran merkkivalo syttyy. Valitsin kortinhallinnasta Sparkfun Pro Micro -levyn ja valitsin ohjelmoijana USBTiny ISP -ohjelmoijana. Napsauta sitten polttokäynnistyslatainta. Palaminen kestää vähän aikaa. Käynnistyslataimen polttamisen jälkeen se on valmis ohjelmoimaan mikro -USB -kaapelin kautta. Tein perusluonnoksen analogisen kellonajan näyttämiseksi NeoPixel -LEDien ja RTC: n avulla. Punaiset LEDit osoittavat tunnit ja sininen LED minuutit.

Vaihe 11: Työvideo

Toivottavasti tykkäätte tästä projektista!

LATAA PROJEKTITIEDOSTO GITHUBIN SIVULTA