Prilagođeni NeoPixel prstenovi od nule!: 8 koraka (sa slikama)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja izmjena: 2024-01-30 08:08

NeoPixel prstenovi, i NeoPixels općenito, među najpopularnijim su elektroničkim komponentama za proizvođače svih vrsta. I s dobrim razlogom, jednim pinom bilo kojeg popularnog mikrokontrolera Adafruit čini dodavanje prekrasnih LED dioda i animacija bilo kojem projektu iznimno lakim.

Nažalost, prilično su skupi, a Adafruit prodaje samo četiri veličine. Ono što mnogi proizvođači ne shvaćaju je da je NeoPixel jednostavno Adafruitovo brendiranje nekoliko identičnih LED čipova pod nazivom WS2812, WS2811 i SK6812. Sav Adafruit uzima čip i stavlja ga na ploču, a uz to naplaćuje veliku premiju. Nema ničeg lošeg u tome što Adafruit to čini jer NeoPixels čini dostupnim svima, ali ako bi jednostavno sami napravili ploče, mogli bismo napraviti prilagođene oblike bilo koje veličine ili dizajna za oko 15% cijene Adafruit modela (za 24 LED prsten) (3 USD). Što je još važnije, ne mogu biti veličine koje vam trebaju! Uprkos tome, čini se da niko nije napravio vodič baš za to.

Dakle, kad mi je trebao prilagođeni složeni prsten za rad na projektu Samus Arm Cannon (uskoro), shvatio sam zašto ne bih dokumentirao proces.

U ovom vodiču ću vam pokazati kako sam napravio ovaj prilagođeni prsten i kako možete sami napraviti svoj prsten.

Korak 1: Šta će vam trebati:

Uvijek potrebno bez obzira na metodu:

• ws2128b LED diode (neopikseli)
• 1uf kape (1 za svaka dva LED -a) (tehnički neobavezno)
• Solder Paste
• Flux (preporučeno, ali opcionalno)

Pištolj s vrućim zrakom

Ako odlučite svoju ploču profesionalno proizvesti, to je sve što vam treba. Ako, međutim, umjesto toga odaberete proizvodnju ploče metodom prijenosa tonera, trebat će vam i sljedeće komponente. Ja lično nisam koristio metodu prenosa tonera, međutim moja metoda je izvan opsega ovog vodiča. Planiram objaviti vodič o tome kako točno izrađujem PCB -e, pa pripazite na to!

Domaća ploča (metoda prijenosa tonera):

• Bakar obložena ploča
• Feric Chloride
• PCB papir
• Laserski štampač
• Film za masku za lemljenje (opcionalno za masku za lemljenje)
• UV izvor (opcionalno za masku za lemljenje)
• Transparentnost (opcionalno za šablone za lemljenje)
• Dremel radna stanica

. Ovdje su sve moje datoteke, biblioteke diptrace i modeli.

Za one koji se pitaju kako se cijena može usporediti uporedite ga sa Adafruit 24 LED prstenom koji košta 17 USD+dostava. Cijena po LED diodi: Adafruit: 17/24 = 0,70 USD. HiperIon: 7/100 = %0,07

Dodatni troškovi: Adafruit: (4 USD) Dostava, Hyperion: 1 USD (bakrena ploča) + 0,50 USD (Ferric Chloride) (besplatna dostava)

Ukupno: Adafruit: 21 USD, Hiperion: 3,18 USD

Kao što vidite, daleko je jeftiniji, 15% cijene. Čak i ako zanemarite isporuku, HyperIon verzija košta samo 3,18 USD, što je ogromna ušteda u odnosu na 17 USD.

Korak 2: Dizajn PCB -a, prvi dio! LED plasman

Prvi korak u stvaranju bilo kojeg NeoPixel oblika je postavljanje LED dioda. Napravio sam koristan mali excel dokument koji možete koristiti za bilo koji dizajn koji želite slijediti u radijusu.

Jednostavno unesite broj LED dioda, postotak prstena koji želite pokriti i radijus i on automatski generira položaj i koordinate ugla na koje biste trebali postaviti svoje LED diode. Zatim možete otići u najpopularnije DipTrace, ExpressPCB ili EaglePCB i umetnuti koordinate u svojstva komponenti. Ja sam lično koristio DipTrace i sve moje komponente i biblioteke možete pronaći u odeljku o komponentama.

Za ovaj projekt odabrao sam koristiti dva prstena radijusa 34 i 24 milimetra. Vanjski radijus je imao 20 piksela, a unutrašnji 6.

* Bonus* Ako CAD program koji koristite (poput DipTrace) ne dozvoljava postavljanje kruga prema njegovoj središnjoj tački, povucite dvije linije po promjeru vašeg vanjskog radijusa i vašeg unutrašnjeg radijusa. Poravnajte raskrsnice međusobno i redefinirajte to kao svoje ishodište. Sada imate savršeno koncentričnu ploču!

Korak 3: Drugi dio dizajna PCB -a! Usmjeravanje i kondenzatori

Sljedeći korak u izradi vaše štampane ploče je povezivanje vaših LED dioda. NeoPixels svaki ima po jednu ploču za unos podataka i jednu ploču za izlaz podataka. Prvo stvorite dugački lanac počevši od piksela najbližeg mjesta na kojem planirate postaviti pinove sučelja, od igle za izlaz podataka za jedan piksel do ulaza za unos podataka za sljedeći piksel.

Nakon toga ćete morati usmjeriti napajanje i uzemljenje. Najlakši način koji sam smislio za to je korištenje kombinacije krugova i polukruga, ukupno četiri, naizmjenično između snage i tla dok se krećete prema van od ishodišta. Ovo olakšava stvaranje male "kratkospojne" veze koja se primjenjuje na ručno ožičenje svakih dva puta LED zajedno. Dva para krugova/polukrugova tada se mogu povezati kako god je najpogodnije. Na kraju se dodaje izlivanje bakra. To u suštini samo uzrokuje da se sav dodatni prostor popuni „zemljom“, što ima višestruke prednosti, uključujući i jednostavnost proizvodnje kod kuće.

Također ćete htjeti instalirati jedan grubo kondenzator 0,11f između napajanja i mase između svakog seta od dvije LED diode. Proizvođač preporučuje jedan po LED -u, međutim vjerovatno će jedan po dva uspjeti i potrebno je mnogo vremena za lemljenje. Oni nisu potrebni za funkcionalnost uređaja, oni jednostavno poboljšavaju vijek trajanja LED dioda, pa se po potrebi mogu zanemariti.

Korak 4: Graviranje štampane ploče

Da biste dovršili ovaj korak, imate dvije mogućnosti:

Profesionalna proizvodnja:

Ako nikada niste napravili PCB i nemate interes za stjecanje vještine za to, ovo bih vam preporučio. Profesionalnom proizvodnjom vaše ploče teškoća ovog projekta prelazi sa srednjeg nivoa na početnika. Vaša ploča će biti zajamčena visokog kvaliteta, isporučena s maskom za lemljenje, a može doći čak i sa šablonom za lemljenje.

Domaće PCB:

Ovo je opcija za one koji zaista žele poboljšati svoje vještine i poboljšati svoje lične sposobnosti. To je također opcija za one koji se bave prototipiranjem velikom brzinom i koji zaista smanjuju troškove. Sposobnost izrade vlastitih PCB -ova bila je jedna od mojih najvećih prednosti godinama i toplo je preporučujem svima koji su zainteresirani. Razvio sam vlastitu metodu za izradu PCB -a (pogledajte moj kanal kako to učiniti) koja je malo izvan opsega ovog vodiča i zahtijeva opremu koju si početnici ne mogu priuštiti. Stoga umjesto toga preporučujem način prijenosa tonera pomoću proizvoda pod nazivom PressN'Peel. Prilično je jednostavan i jedina oprema koja će vam trebati a koju neće nužno imati svi je jeftin laserski pisač. Za više detalja pogledajte tutorial clacktronics-uk!

Osnovni proces je sljedeći:

1. Očistite bakarnu cad ploču.
2. Odštampajte svoj dizajn na Peel n 'Sticku pomoću laserskog štampača.
3. Peglajte dizajn sa Peel n 'stick -a na svoju bakarnu ploču
4. Stavite ploču u željezni klorid dok se ne ureže.
5. Očistite toner

Maska za lemljenje (opcionalno):

Maska za lemljenje je pokrivač koji štiti vašu ploču na svim mjestima, osim tamo gdje lemljenje mora ići. Ovo olakšava lemljenje, ali što je još važnije dramatično poboljšava askete daske. Ako niste proizveli ploču, možda ćete je htjeti dodati, ali to nije strogo potrebno. Osobno smatram da je ovaj proces nevjerojatno jednostavan i toplo ga preporučujem. Ponovo ću proći samo kroz osnovni proces kako biste znali u šta se upuštate. Za više detalja pogledajte cpenicheov vodič!

Postupak je sljedeći:

1. Odštampajte dizajn podloge od ploča na prozirnosti.
2. Odlepite i zalepite film maske za lemljenje na svoju urezanu ploču.
3. Glačajte/laminirajte film dok se dobro ne zalijepi.
4. Poravnajte prozirnost s pločom i zalijepite traku prema dolje.
5. Izložite film UV izvoru (sušači za nokte rade)
6. Očistite neotkrivene jastučiće
7. Izlagati dok se ne izliječi.

Korak 5: Šablona za lemljenje paste! (NEOBVEZNO)

Ako imate pristup laserskom rezaču, razmislite o tome da sami napravite šablon za lemljenje. Omogućuju vam da izbjegnete dosadne napore polako stavljajući mrvicu paste za lemljenje na svaku pojedinačnu iglu. Jednostavno umetnite dizajn jastučića u softver za laserski rezač i izrežite ga iz komada prozirnosti pisača. Takođe sam otkrio da list laminatora radi jednako dobro. Ovo djeluje nevjerojatno dobro i proizvodi sloj gotovo jednako debeo kao profesionalne verzije. Po mom mišljenju, oni su zapravo daleko superiorniji jer su fleksibilni i transparentni, što ih čini daleko lakšim za upotrebu od verzija od nehrđajućeg čelika.

Nisam ja smislio ovu metodu, ali još nisam vidio nikoga da je dokumentira na internetu, što me iznenađuje.

Korak 6: Oblikovanje ploče

Da biste dasku doveli do konačnog oblika, trebali biste početi tako što ćete odrezati onoliko koliko možete na sigurnom pomoću dremel reznog kotača. Koristio sam dremel postavu radne stanice vodoravno s oštricom iznad kartonske kutije kao improviziranu pilu sa pločama.

Zatim možete započeti bušenje središnje rupe. Za dremel upotrijebite najveću bušilicu koju imate i polako „švicarski sir“dok ne izrežete dovoljno veliki dio da stane u glodalo. Zatim možete upotrijebiti taj brusni papir da dovedete ploču do konačnog oblika.

Način na koji pločica nagriza tanki je prsten od samo stakloplastike oko ruba ploče, neposredno prije nego što brusite do te točke, oslobodit će se posljednji preostali komadić bakra. Kad se posljednji komad oslobađanja bakra više ne melje. Oslanjajući se na taj znak, omogućava vam da napravite vrlo dosljedan i kružni komad (pod pretpostavkom da niste zabrljali graviranje kao ja i stavili uzorak preblizu zida). Spoljni prečnik završite na isti način.

Također biste trebali izbušiti rupe za priključke podataka, 5v i uzemljenje. Mali dremel bit (.7 mm) odlično odgovara za to.

Korak 7: Lemljenje

Po mom mišljenju ovo je odličan projekt za osobu koja želi naučiti kako ući u lemljenje na površinskoj montaži. Sve važne komponente su velike, otporne na toplinu, a jastučići su udaljeni jedan od drugog. Zapravo je vrlo teško uprskati i odličan je način za izgradnju povjerenja u lemljenje na površini bez potrebe za petljanjem sa sitnim sitnim komponentama.

Da biste lemili svoje NeoPixele na ploču, prvo morate položiti malu, malu količinu paste za lemljenje na svaki jastučić pomoću šprica ili šablone. Ako imate šablonu, jednostavno rasporedite mrlju lemne paste oko šablone poput tankog sloja maslaca na tostu dok svi jastučići ne budu prekriveni. Ne treba vam onoliko koliko mislite, samo se širite.

Zatim želite staviti svoje komponente na ploču. Sve dok svaki jastučić dodiruje odgovarajuću mrlju lemljenja, dovoljno ste blizu. Lemljiva pasta ima ovo čarobno svojstvo da kad se rastopi, zapravo dovede komponentu na mjesto gotovo svaki put.

Ako niste previše sigurni u svoje sposobnosti lemljenja, možete promijeniti kondenzatore 0603 u veći format ili ih potpuno preskočiti. Produžavaju vijek trajanja NeoPixela, ali osim ako ga ne koristite kao izvor svjetlosti, malo je vjerojatno da ćete ikada vidjeti da izgara. S obzirom na to, toplo preporučujem da ih instalirate, jednostavno zato što je vještina vrijedna za posjedovanje.

Što se tiče lemljenja, ne može biti lakše. Jednostavno potrošite oko dvije minute na zagrijavanje ploče pomoću pištolja za topli zrak, a zatim se fokusirajte jače po dio dok se sve ne preplavi. Možete znati kada je došlo do ponovnog punjenja jer lem postaje sjajan i obično se komponenta malo „pomeri“na svoje mesto.