Mukautetut NeoPixel -renkaat tyhjästä!: 8 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

NeoPixel -renkaat ja yleensä NeoPixels ovat kaikkein suosituimpia elektronisia komponentteja kaikentyyppisille valmistajille. Myös hyvästä syystä yhdellä nastalla mistä tahansa suositusta mikrokontrollerista Adafruit tekee upeiden LEDien ja animaatioiden lisäämisen mihin tahansa projektiin erittäin helpoksi.

Valitettavasti ne ovat melko kalliita, ja Adafruit myy vain neljää kokoa. Monet valmistajat eivät ymmärrä, että NeoPixel on yksinkertaisesti Adafruitin tuotemerkki muutamista identtisistä LED -siruista, nimeltään WS2812, WS2811 ja SK6812. Kaikki Adafruit ottaa sirun ja laittaa sen piirilevylle ja veloittaa reippaan palkkion rinnalla. Ei ole mitään vikaa siinä, että Adafruit tekee tämän, koska se tekee NeoPixelit kaikkien ulottuville, mutta jos vain yksinkertaisesti tehdään levyt itse, voit tehdä minkä tahansa kokoisia tai muotoisia mukautettuja muotoja noin 15%: lla Adafruit -mallien kustannuksista (24 LED -rengas) (3 dollaria). Mikä tärkeintä, ne eivät voi olla minkä kokoisia tahansa! Siitä huolimatta ei näytä siltä, että kukaan olisi luonut oppaan täsmälleen tätä varten.

Joten kun tarvitsin mukautettua yhdistelmärengasta Samus Arm Cannon -projektilleni (tulossa pian), ajattelin, miksi ei dokumentoida prosessia.

Tässä opetusohjelmassa näytän sinulle tarkalleen, miten tein tämän mukautetun renkaan ja kuinka voit tehdä oman.

Vaihe 1: Mitä tarvitset:

Aina välttämätön menetelmästä riippumatta:

• ws2128b LEDit (NeoPixels)
• 1uf -korkit (1 jokaista LEDiä kohti) (teknisesti valinnainen)
• Juotospasta
• Flux (suositeltu, mutta valinnainen)

Kuumailmapistooli

Jos päätät hankkia levysi ammattimaisesti, se on kaikki mitä tarvitset. Jos kuitenkin päätät valmistaa levyn väriaineen siirtomenetelmällä, tarvitset myös seuraavat osat. En itse käyttänyt väriaineen siirtomenetelmää, mutta menetelmäni ei kuulu tämän opetusohjelman piiriin. Aion lähettää opetusohjelman siitä, kuinka tarkasti valmistan piirilevyjä, joten varo sitä!

Kotitekoinen levy (väriaineen siirtomenetelmä):

• Kuparipäällystetty levy
• Ferrikloridi
• PCB -paperi
• Laser-tulostin
• Juotosnaamakalvo (valinnainen juotosmaskille)
• UV -lähde (valinnainen juotosmaskille)
• Läpinäkyvyys (valinnainen juotekaavaimelle)
• Dremel -työasema

Tässä ovat kaikki tiedostot, diptrace -kirjastot ja mallit.

Niille, jotka ihmettelevät, kuinka hintavertailua vertaillaan vertaamaan sitä Adafruit 24 LED -renkaaseen, joka maksaa 17 dollaria+toimituskulut. LED -hinta: Adafruit: 17/24 = 0,70 dollaria. HyperIon: 7/100 = %0,07

Lisäkustannukset: Adafruit: (4 dollaria) Toimitus, Hyperion: 1 dollari (kuparilevy) + 0,50 dollaria (ferrikloridi) (ilmainen toimitus)

Yhteensä: Adafruit: 21 dollaria, HyperIon: 3,18 dollaria

Kuten huomaat, se on paljon halvempaa, 15% kustannuksista. Vaikka jättäisit huomiotta lähetyksen, HyperIon -versio on vain 3,18 dollaria, mikä on valtava kustannussäästö verrattuna 17 dollariin.

Vaihe 2: Piirilevyjen suunnittelu osa 1! LED -sijoittelu

Ensimmäinen askel minkä tahansa NeoPixel -muodon luomisessa on LED -valojen sijoittaminen. Luin hyödyllisen pienen Excel -asiakirjan, jota voit käyttää mihin tahansa muotoiluun, jota haluat seurata säteellä.

Syötä vain LED -valojen määrä, renkaan prosenttiosuus, jonka haluat peittää, ja säde, ja se luo automaattisesti sijainnin ja kulman koordinaatit, joihin LED -valot tulee sijoittaa. Sitten voit siirtyä suosituimpiin DipTrace-, ExpressPCB- tai EaglePCB -laitteisiin ja lisätä koordinaatit komponenttien ominaisuuksiin. Käytin henkilökohtaisesti DipTracea, ja kaikki komponentit ja kirjastot löytyvät osiosta.

Tässä projektissa päätin käyttää kahta rengasta, joiden säde on 34 ja 24 millimetriä. Ulommassa säteessä oli 20 pikseliä ja sisäsäteessä 6.

* Bonus* Jos käyttämäsi CAD -ohjelma (kuten DipTrace) ei salli ympyrän sijoittamista sen keskipisteeseen, piirrä kaksi viivaa ulko- ja sisäsäteesi halkaisijan poikki. Kohdista risteykset keskenään ja määritä se uudelleen alkuperäksesi. Nyt sinulla on täysin samankeskinen levy!

Vaihe 3: Piirilevyn suunnittelu Osa 2! Reititys ja kondensaattorit

Seuraava vaihe piirilevyn valmistuksessa on liitäntöjen tekeminen LED -valojen välillä. Jokaisessa NeoPixel-laitteessa on yksi tietojen syöttölaite ja yksi tiedonsiirtotyyny. Luo ensin pitkä ketju alkaen pikselistä, joka on lähimpänä sitä kohtaa, johon aiot sijoittaa rajapintasi, siirtymällä yhden pikselin datatulostustapista seuraavan pikselin datatulon nastaan.

Tämän jälkeen sinun on reititettävä virta ja maa. Helpoin tapa, jonka olen keksinyt tehdä tämän, on käyttää ympyröiden ja puolipyöreiden yhdistelmää, yhteensä neljä, vuorotellen tehon ja maan välillä, kun siirryt ulospäin lähtökohdasta. Tämän ansiosta on helppo luoda pieni "jumpperi" -liitäntä, joka on liitetty manuaalisesti joka kerta LED -valon jälkeen kahdesti. Kaksi ympyräparia/puoliympyrää voidaan sitoa yhteen sopivalla tavalla. Lopuksi lisätään kuparipitoisuus. Tämä aiheuttaa olennaisesti vain sen, että kaikki ylimääräinen tila täytetään "jauheella", jolla on useita etuja, kuten helpompi valmistaa kotona.

Haluat myös asentaa yhden karkeasti.1uf -kondensaattorin virran ja maan väliin kahden LED -valon väliin. Valmistaja suosittelee yhtä LEDiä kohti, mutta todennäköisesti yksi kahdesta tekee ja ne juottavat aikaa. Nämä eivät ole välttämättömiä laitteen toiminnalle, ne yksinkertaisesti pidentävät LEDien käyttöikää, joten ne voidaan jättää huomiotta tarvittaessa.

Vaihe 4: Piirilevyn etsaus

Tämän vaiheen suorittamiseksi sinulla on kaksi vaihtoehtoa:

Ammattimainen valmistus:

Jos et ole koskaan tehnyt piirilevyä etkä ole kiinnostunut saamaan taitoa tehdä niin, suosittelen tätä. Hankkimalla lautasi ammattimaisesti valmistetuksi tämän projektin vaikeus siirtyy korkeasta keskitasosta aloittelijaan. Levysi on taatusti korkealaatuinen, siinä on juotosmaski ja jopa juotoskaavain.

Kotitekoinen piirilevy:

Tämä on vaihtoehto niille, jotka todella haluavat parantaa taitojaan ja parantaa henkilökohtaisia kykyjään. Se on myös vaihtoehto niille, jotka haluavat nopeita prototyyppejä ja jotka todella leikkaavat kustannuksia. Kyky tehdä omia piirilevyjä on ollut yksi suurimmista eduistani vuosien varrella, ja suosittelen sitä lämpimästi kaikille kiinnostuneille. Olen kehittänyt oman menetelmän piirilevyjen valmistamiseksi (katso kanavalta, miten se tehdään), joka on hieman tämän opetusohjelman soveltamisalan ulkopuolella ja vaatii laitteita, joilla useimmilla aloittelijoilla ei ole varaa. Siksi suosittelen sen sijaan väriaineen siirtomenetelmää käyttämällä PressN'Peel -nimistä tuotetta. Se on melko helppoa ja ainoa tarvitsemasi laite, jota ei välttämättä ole kaikilla, on halpa lasertulostin. Katso lisätietoja clacktronics-uk: n opetusohjelmasta!

Perusprosessi on seuraava:

1. Puhdista kuparikotelo.
2. Tulosta kuvio Peel n 'Stick -laitteelle lasertulostimella.
3. Silitysrauta Peel n 'stick -mallista kuparilevyllesi
4. Aseta levy ferrikloridiin, kunnes se on syövytetty.
5. Puhdista väriaine

Juotosmaski (valinnainen):

Juotosmaski on peite, joka suojaa lautaasi kaikissa paikoissa, mutta sinne, minne juotos tarvitsee. Tämä helpottaa hieman juottamista, mutta mikä tärkeintä, parantaa dramaattisesti levyn askeetteja. Jos et saanut levyäsi valmistetuksi, voit halutessasi lisätä sellaisen, mutta se ei ole ehdottoman välttämätöntä. Henkilökohtaisesti pidän tätä prosessia uskomattoman helppona ja suosittelen sitä. Käyn jälleen läpi vain perusprosessin, jotta tiedät mihin olet ryhtymässä. Katso lisätietoja cpenichen opetusohjelmasta!

Prosessi on seuraava:

1. Tulosta levytyynysi läpinäkyvyydelle.
2. Kuori ja kiinnitä juotosmaskin kalvo etsatulle levyllesi.
3. Silitä/laminoi kalvo, kunnes se tarttuu hyvin.
4. Kohdista läpinäkyvyys levyn kanssa ja teippi alas.
5. Altista kalvo UV -lähteelle (kynsilakkakuivaimet toimivat)
6. Puhdista paljaat tyynyt
7. Paljasta kunnes kovettunut.

Vaihe 5: Solder Paste Stencil! (VALINNAINEN)

Jos sinulla on pääsy laserleikkuriin, harkitse itsellesi juotospasta -kaavaimen valmistamista. Niiden avulla voit välttyä työläältä vaivalta laittaa hitaasti juotospastaa jokaiseen yksittäiseen tappiin. Lataa vain tyynymalli laserleikkuriohjelmistoosi ja leikkaa se tulostimen läpinäkyvyydestä. Olen myös huomannut, että laminointilevy toimii yhtä hyvin. Tämä toimii uskomattoman hyvin ja tuottaa lähes täsmälleen paksun kerroksen kuin ammattiversiot. Mielestäni ne ovat itse asiassa paljon parempia, koska ne ovat joustavia ja läpinäkyviä, mikä tekee niistä paljon helpompia käyttää kuin ruostumattomasta teräksestä valmistetut versiot.

En ollut se, joka keksi tämän menetelmän, mutta en ole vielä nähnyt kenenkään dokumentoivan sitä verkossa, mikä on mielestäni yllättävää.

Vaihe 6: Levyn muotoilu

Jos haluat saada levyn lopulliseen muotoonsa, leikkaa ensin niin paljon kuin voit turvallisesti dremelin katkaisupyörällä. Käytin dremel -työasemaa vaakasuorassa terällä pahvilaatikon yläpuolella väliaikaisena välilehtisahana.

Tämän jälkeen voit aloittaa keskireiän poraamisen. Käytä suurinta poraa, joka sinulla on dremelillesi, ja "hitaasti" sveitsiläistä juustoa ", kunnes olet leikannut tarpeeksi suuren osan, jotta se mahtuu jauhanterään. Voit sitten käyttää tuota hiomakiveä levyn lopulliseen muotoonsa.

Levyn syövytystapa on ohut lasikuituinen rengas levyn reunan ympärillä. Juuri ennen hiomista tähän pisteeseen vapautuu viimeinen jäljellä oleva kuparipala. Kun viimeiset kuparipitoisuudet eivät jauhaa enää. Luottaen kyseiseen merkkiin voit tehdä erittäin johdonmukaisen ja pyöreän kappaleen (olettaen, että et sotkenut etsausta kuten minä ja asetit kuvion liian lähelle seinää). Viimeistele ulkohalkaisija samalla tavalla.

Sinun tulisi myös porata reikiä data-, 5v- ja maaliitäntöille. Pieni dremel -kärki (.7 mm) sopii tähän erinomaisesti.

Vaihe 7: Juotos

Mielestäni tämä on loistava projekti henkilölle, joka haluaa oppia pääsemään pintakiinnitykseen. Kaikki tärkeät komponentit ovat suuria, kuumuutta kestäviä ja tyynyt ovat kaukana toisistaan. Sen sotkeminen on todella vaikeaa, ja se on loistava tapa rakentaa luottamusta pintakiinnitteiseen juottamiseen ilman, että sinun tarvitsee sekaantua pieniä pieniä komponentteja.

Jotta voit juottaa NeoPixelit levyllesi, sinun on ensin talletettava pieni, pieni määrä juotospastaa jokaiseen tyynyyn joko ruiskulla tai kaavaimella. Jos sinulla on stensiili, levitä juotetahnaa kaavaimen ympärille kuin ohut kerros voita paahtoleivälle, kunnes kaikki tyynyt on peitetty. Et tarvitse niin paljon kuin luulet, jatka vain leviämistä.

Seuraavaksi haluat sijoittaa komponentit levyllesi. Niin kauan kuin jokainen tyyny koskettaa asianmukaista juotoslohkoa, olet tarpeeksi lähellä. Juotospastalla on tämä maaginen ominaisuus, jossa se sulatettaessa vetää komponentin paikalleen melkein joka kerta.

Jos olet liian epävarma juotostaidoistasi, voit joko vaihtaa 0603 -kondensaattorit suurempaan muotoon tai ohittaa ne kokonaan. Ne pidentävät NeoPixelin käyttöikää, mutta ellet käytä tätä valonlähteenä, on epätodennäköistä, että näet sen koskaan palavan. Tästä huolimatta suosittelen lämpimästi niiden asentamista, koska taito on arvokas.

Itse juottamisen kannalta se ei voisi olla helpompaa. Vietä vain noin kaksi minuuttia esilämmittämällä lauta kuumailmapistoolilla ja keskity sitten voimakkaammin alueittain, kunnes kaikki palaa. Voit kertoa, milloin se on palanut, koska juote muuttuu kiiltäväksi ja tyypillisesti komponentti "heiluu" paikoilleen.