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

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zadnja promjena: 2024-01-30 09:37

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. Za sve što Adafruit uzima čip i stavlja ga na pločicu, uz to naplaćuje veliku premiju. Nema ničeg lošeg u tome što Adafruit to čini jer neoPixele čini dostupnima svima, ali ako bismo jednostavno sami izradili ploče, mogli bismo napraviti prilagođene oblike bilo koje veličine ili dizajna za oko 15% cijene Adafrutovih modela (za 24 LED prsten) (3 USD). Što je još važnije, ne mogu biti veličine koje vam trebaju! Unatoč tome, čini se da nitko 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 tutorijalu pokazat ću vam točno kako sam napravio ovaj prilagođeni prsten i kako možete napraviti svoj vlastiti.

Korak 1: Ono što vam je potrebno:

Uvijek potrebno bez obzira na metodu:

• ws2128b LED diode (neopikseli)
• 1uf kape (1 za svaka dva LED -a) (tehnički neobavezno)
• Lepljiva pasta
• Flux (preporučeno, ali izborno)

Pištolj s vrućim zrakom

Ako odlučite svoju ploču profesionalno proizvesti, to je sve što vam treba. Međutim, ako umjesto toga odlučite proizvesti svoju ploču metodom prijenosa tonera, trebat će vam i sljedeće komponente. Osobno nisam koristio metodu prijenosa 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 (način prijenosa tonera):

• Ploča obložena bakrom
• Željezni klorid
• PCB papir
• Laserski printer
• Film za masku za lemljenje (opcionalno za masku za lemljenje)
• UV izvor (izborno za masku za lemljenje)
• Transparentnost (izborno za matrice za lemljenje)
• Dremel radna stanica

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

Za one koji se pitaju kako se cijena ne može usporediti, usporedite ga s Adafruit 24 LED prstenom koji košta 17 USD+dostava. Cijena po LED: 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, verzija HyperIona košta samo 3,18 USD, što je velika ušteda u usporedbi sa 17 USD.

Korak 2: Prvi dio dizajna PCB -a! LED postavljanje

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 automatski generira položaj i kutne koordinate na koje biste trebali postaviti svoje LED diode. Zatim možete otići u najpopularnije DipTrace, ExpressPCB ili EaglePCB i umetnuti koordinate u svojstva komponenti. Osobno sam koristio DipTrace i sve moje komponente i knjižnice možete pronaći u odjeljku sa komponentama.

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

* Bonus* Ako CAD program koji koristite (poput DipTrace) ne dopušta postavljanje kruga prema središnjoj točki, povucite dvije crte po promjeru vašeg vanjskog i unutarnjeg radijusa. Poravnajte raskrižja jedno s drugim 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 tiskane pločice je povezivanje vaših LED dioda. NeoPixels svaki ima po jedan jastučić za unos podataka i jedan blok za izlaz podataka. Prvo stvorite dugački lanac počevši od piksela najbližeg mjesta na kojemu namjeravate postaviti pinove sučelja, od igle za izlaz podataka za jedan piksel do pina za ulaz 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. To olakšava stvaranje male "kratkospojne" veze u odnosu na ručno ožičenje svakih dva puta LED zajedno. Dva para krugova/polukrugova tada se mogu povezati kako god je najprikladnije. Na kraju se dodaje izlivanje bakra. To u biti samo uzrokuje da se sav dodatni prostor popuni "tlom", što ima višestruke prednosti, uključujući i jednostavnost proizvodnje kod kuće.

Također ćete htjeti instalirati jedan otprilike.1uf kondenzator između napajanja i mase između svakog seta od dvije LED diode. Proizvođač preporučuje jedan po LED -u, međutim vjerojatno će to učiniti jedan po dva i potrebno je mnogo vremena za lemljenje. Oni nisu nužni za funkcionalnost uređaja, oni jednostavno poboljšavaju vijek trajanja LED dioda, pa se po potrebi mogu zanemariti.

Korak 4: Graviranje tiskanih pločica

Da biste dovršili ovaj korak, imate dvije mogućnosti:

Profesionalna proizvodnja:

Ako nikada niste napravili PCB i nemate interesa steći vještinu za to, ovo bih vam preporučio. Profesionalnom proizvodnjom vaše ploče teškoća ovog projekta ide od srednjih do početnih. Zajamčeno je da će vaša ploča biti visoke kvalitete, doći će s maskom za lemljenje, a može doći čak i s matricom za lemljenje.

Domaći PCB:

Ovo je opcija za one koji zaista žele poboljšati svoje vještine i poboljšati svoje osobne sposobnosti. To je također opcija za one koji se bave prototipiranjem velikom brzinom i koji stvarno smanjuju troškove. Sposobnost izrade vlastitih PCB -a bila je jedna od mojih najvećih prednosti tijekom godina 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 svoju bakrenu cad ploču.
2. Ispišite svoj dizajn na Peel n 'Stick laserskim pisačem.
3. Glačajte dizajn s Peel n 'sticka na bakrenu ploču
4. Stavite ploču u željezni klorid dok se ne ureže.
5. Očistite toner

Maska za lemljenje (izborno):

Maska za lemljenje je pokrivač koji štiti vašu ploču na svim mjestima, ali tamo gdje lemljenje mora ići. To 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. Opet ću proći samo kroz osnovni proces kako biste znali u što se upuštate. Za više pojedinosti pogledajte cpenicheov vodič!

Postupak je sljedeći:

1. Ispišite dizajn podloge s pločama na prozirnost.
2. Odlepite i zalijepite film maske za lemljenje na svoju jetkanu 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 (sušilice lakova 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 dosadan napor polaganog stavljanja mrvice lemne paste na svaki pojedinačni zatik. Jednostavno umetnite dizajn jastučića u softver za laserski rezač i izrežite ga iz dijela prozirnosti pisača. Također sam otkrio da list laminatora radi jednako dobro. Ovo djeluje nevjerojatno dobro i stvara sloj gotovo točno debeo poput profesionalnih verzija. Po mom mišljenju, oni su zapravo daleko superiorniji jer su fleksibilni i transparentni, što ih čini daleko lakšima za uporabu od inačica od nehrđajućeg čelika.

Ja nisam bio taj koji je smislio ovu metodu, ali još nisam vidio nikoga da to dokumentira na internetu, što me iznenađuje.

Korak 6: Oblikovanje ploče

Da biste dasku doveli do konačnog oblika, trebali biste početi tako da odrežete onoliko koliko možete sa sigurnim kotačićem za dremel. Koristio sam dremel postavu radne stanice vodoravno s oštricom iznad kartonske kutije kao improviziranu pilu s pločicama.

Zatim možete započeti bušenje središnje rupe. Za svoj dremel upotrijebite najveću bušilicu koju imate i polako „švicarski sir“dok ne izrežete dovoljno veliki dio da stane u glodalicu. Zatim možete upotrijebiti taj brusni papir kako biste ploču doveli 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 otpustit će se posljednji preostali komadić bakra. Kad se posljednji dio bakra više ne melje. Oslanjajući se na taj znak, omogućuje vam da napravite vrlo dosljedan i kružni komad (pod pretpostavkom da niste zabrljali bakropis kao ja i stavili uzorak preblizu zida). Vanjski promjer završite na isti način.

Također biste trebali izbušiti rupe za priključke podataka, 5v i uzemljenje. Mali dremel bit (.7 mm) odlično pristaje u tu svrhu.

Korak 7: Lemljenje

Po mom mišljenju ovo je izvrstan 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, vrlo ga je teško zabrljati 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 staviti štrcaljku ili šablon na svaki tampon, sićušnu količinu paste za lemljenje. 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 svoju relevantnu 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, kondenzatore 0603 možete promijeniti u veći format ili ih potpuno preskočiti. Produžuju životni vijek NeoPixela, ali osim ako ga ne koristite kao izvor svjetla, malo je vjerojatno da ćete ikada vidjeti kako izgara. S obzirom na to, toplo preporučujem da ih instalirate, jednostavno zato što je vještina vrijedna za posjedovanje.

Što se tiče zapravo lemljenja, ne može biti lakše. Jednostavno potrošite oko dvije minute na zagrijavanje ploče pomoću pištolja za vrući zrak, a zatim se fokusirajte jače područje po područje dok se sve ne preplavi. Možete znati kada je ponovno napunjen jer lem postaje sjajan i obično se komponenta malo "pomeri" na svoje mjesto.