Elektriline liblikas: 8 sammu (piltidega)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2024-01-30 08:49

See on minu valmistatud väga lahe mitmevärviline liblikas - nõuab minimaalselt osi ja programmeerimist!

Lisaks liblikale endale - see näitab väga lahedaid tehnikaid, mille abil saate siluett -kodulõikuril ise PCB -sid valmistada regulaarselt müügil olevast vaskteibist - mida saab panna mis tahes tüüpi pinnale!

Ilmselgelt saab midagi sellist hõlpsasti luua kaubanduslikult toodetud trükkplaadi kaudu - kuid kui soovite säästa selle valmistamise kulusid, soovite luua LED -mustreid mittestandardse materjali (näiteks peegli või akna) kohale. kui klaaskiust trükkplaat) - või isegi midagi kumera pinnaga - seda meetodit saab kasutada vase PCB jälgede odavaks kinnitamiseks peaaegu igasugusele pinnale.

Seda on lihtne teha selliste asjade jaoks nagu LED -id, millel on suured plii -sammud, kuid see muutub raskemaks, kui kasutate rohkem peeneid ja väiksemaid kaldosi. Seega võib seda tehnikat kasutada valikuliselt-st kasutada arvutina riiuliplaati (Arduino) ja kodus lõigatud vasest söövitamist kohtades, kus soovite LED-ide paigutamisel äärmist kohandamist.

Selle projekti loomisel kasutasin järgmist:

• Silhouette Cameo isiklik vinüül-/paberilõikur - PCB loomiseks
• Arduino UNO - kasutatakse vooluahela programmeerijana
• Osade laserlõikur (puit - akrüül - kõik) (kui teil pole laserit, võite kasutada midagi muud)

Tegelikud osad on:

• 1 dollari suurune ATTiny75 protsessor
• 22 NeoPixelit - (seeriajuhitavad kolmevärvilised LED -id)
• 2x3 päis
• Vaskfoolium

Kogu tarkvara tehti Arduino IDE -s - kasutades Adafruit NeoPixeli raamatukogusid ja juhatuse halduri ATTiny raamatukogusid.

Sellele lähenemiseks on kaks peamist viisi:

Lihtne viis: mul on oma tahvel (nagu Arduino), mida kasutan LED -ide juhtimiseks. Loon ainult LED -ide jaoks trükkplaadi - ja ühendan selle oma arduinoga.

Raskem (ja odavam) viis: ma teen kõik 100% ise. Ma ei vaja Arduinot ja kasutan selle asemel $ 1 ATTiny85. See on raskem, sest silouette- või CriCut-tüüpi vinüüllõikuril on kogu peene kunsti tegemine raskem.

Samm: kujundage

LED -id on igaüks NeoPixels. Need on suurepärased, individuaalselt juhitavad, mitmetasandilised (heledamaks muutvad), väga heledad, RGB LED-seadmed, millel on ainult 4 tihvti: VccGndData InData Out. Idee on selles, et saate neid ükshaaval punase-rohelise-sinise juhtimise ajal ketastada värvitase - kõik ühest CPU -nööpnõelast. Veelgi parem, Arduino jaoks mõeldud Adafruit NeoPixeli raamatukogu pakub teile riiulilt viisi, kuidas nendega sekunditega joosta.

Kui te loobute oma CPU-plaadi kujundamisest selle disainiga (kasutades riiulil olevat Arduino), on teil vaja ainult Neopixeli põhilist jalajälge (soovitatav on lisada igale ka ümbersõidu kork). Lisatud fail footprint.svg on põhimõtteliselt see, mida vajate alustamiseks. See annab teile NeoPixlesi ja kondensaatorite vaskfooliumi piirjooned. Saate selle otse Inkscape'is avada, ühendada kõik +5v tihvtid ja kõik maandusnõelad kokku-seejärel aheldada kõik andmete sisse- ja väljalaskeotsikud kokku.

Muutke see kindlasti õigeteks lõiketeedeks, mida saate oma vynal -lõikuril kasutada, nagu eespool näidatud - ja oletegi valmis. Selle tegemiseks pole vaja isegi "tõelist" trükkplaatide disainiprogrammi.

See pole tegelikult vajalik NeoPixeli jaoks, kus tihvtid on üsna suured ja kergesti jootetavad - kuid lihtsa Soldermaski kihi saab välja lõigata Kaptoni lindi tükist. See näeb välja nagu suur teibitükk, millel on jootmispatjade jaoks välja lõigatud väikesed ristkülikud, mis asetatakse kogu teie vaskpiirkonnale.

2. samm: protsessori disain

Kui olete ambitsioonikam, saate protsessori enda jaoks söövituse luua otse oma vaskfooliumis.

See on raskem ATTiny85 seadme väiksemate tihvtide ja väga väikeste vaskfooliumist söövituste tõttu, kuid see on hõlpsasti teostatav.

Seda on ilmselt kõige parem teha "päris" PCB disainiprogrammis (kasutasin Eagle'i).

Lisasin oma disaini ka toite-/silumispistiku (ja paar möödaviigu kondensaatorit).

Räägime lähemalt vase lõikamise raskustest selle väikese geomeetriaga.

3. samm: kihtide tegemine

Samm: vooluahela kokkupanek

Teie kujundusele saab panna vasejälgi.

Minu puhul kasutasin laseriga lõigatud puutükki (lisatud SVG -faili ülevaade).

Ma kasutasin märkide ülekandelinti, et eemaldada vaskfoolium selle tagaküljelt ja asetada see puidule. Kui valite Kaptoni joodamaskikihi, kantakse see nüüd vase kohal olevale puidule.

Vasefooliumile jootmine on natuke keeruline, sest erinevalt tavalisest trükkplaadist kleepub vask liimiga ainult aluspinna (puidu) külge, mis ei kleepu nii kõvasti kui tavalise trükkplaadi vask. Seega, kui te ei ole ettevaatlik (eriti jootekolvi kuumuse all) - võib kooper libiseda või nihkuda. Kaptoni joodamaski kasutamine aitab vaske natuke paigal hoida ja muudab selle natuke lihtsamaks.

Teine suur asi, millele tähelepanu pöörata, on see, et on teatatud, et NeoPixels on mõnevõrra talumatu liigse kuumuse suhtes. Seega kasutage jootmisel rohkesti jootmisvoogu (mina kasutan puhastusvahenditeta pliiatsit), kandke suurem osa soojusest ja joodisest vasejäljele ning eemaldage kuumus kiiresti, kui joodis NeoPixeli tihvtile voolab. (Soldermask aitab vähendada ka vajaliku joodise kogust, kuna see ei voola jälje kaetud alalt alla).

Leidsin, et enne jootmist on NeoPixelite liimimiseks kõige lihtsam kasutada väikest täppi "Tacky Glue". See hoidis osad paigas, muutes jootmise kiiremaks ja nõudes seega vähem soojust. Tacky Glue kleepub ka kiiresti, võimaldades osadel kohe pärast asetamist ümber libiseda. See sureb (väikestes kogustes) kummise konsistentsini, mis võimaldab osi eemaldada, kui on vaja asendada või ümber töötada.

Samm: protsessori lisamine

Kui soovite protsessori (ja silumispistiku) jaoks söövituse teha, on see pisut keerulisem kui LED -ide tegemine. Põhjus on selles, et geomeetria on väiksem ja peenem, mis nõuab vinüüllõikurilt täpsemaid lõikeid.

Olen avastanud, et vaskfooliumlindi lõikamisel annab vahajas paber, mille külge teip on kleebitud, suhteliselt väikese nakkuvuse. See tähendab, et väiksemate geomeetriate proovimisel kipuvad need tagaküljel ringi libisema.

Kuigi ma mängisin paljude lõikamisseadetega, oli parim lahendus, mida ma leidsin, kasutades tugevama nakkuvusega aluspinda. Vinüül töötab hästi, kuid ei tööta kergesti märgiülekande lindiga, mis võimaldab vase vinüülist eemaldada (ja puidule asetada). Võite jätta vooluringi vinüülile, kuid see kipub jootmisel sulama - seega pole see võimatu, kuid seda on keerulisem kokku panna. (Olen kasutanud vinüüli substraadina paaris erinevas disainis).

(Selged läbipaistvad kile- või lehtkaitsmed töötavad samuti - ja on natuke paremad, kuna on paksemad. Neid saab kasutada disainilahenduste jaoks, kui soovite eraldiseisvaid ahelaid ja te ei soovi liimiga tagatud aluspinda) - kuid jällegi sulavad nad, välja arvatud juhul, kui need on joodetud väga ettevaatlik.

Parim lahendus, mille leidsin, oli substraadina kasutada Kaptoni linti. Kaptoni lint peab jootmissoojusele väga hästi vastu, toimib joodamaskina ja on liimiga kaetud. Ainus negatiivne külg on see, et see on tavaliselt väga õhuke. Nii palju, et mul oli raske sellega töötada, kui ma seda kahekordselt ei suurendanud, et muuta see kaks korda paksemaks ja tugevamaks.

Vase suurema kleepuvuse tõttu Kaptoni kohal saab lõigata peenemaid detaile, näiteks protsessori juhtmeid. Kui see on tehtud, kinnitasin Kaptoni puidust liblikatugi tagaküljele.

6. samm: tarkvara

Tarkvara tehti Arduino visandina, kasutades Adafruit NeoPixeli raamatukogu.

Kuigi see võib tunduda triviaalne, läks liblika mustritele palju mõtlemist. Kood kirjutati vaheldumisi kahe režiimi vahel iga mitme sekundi tagant:

MODE ONE - Värvipühkimine - erinevate värvide pesemine, kiiresti muutuvad värvid. "Värvi" valimisel kasutasin värvide "väärtuste" vahel pühkimiseks algoritmi - iga väärtus saadeti HSB -RGB teisendusfunktsiooni kaudu (kus küllastus ja heledus olid alati maksimaalsed) -, et saavutada värvide maksimaalne sära.

Teine režiim - juhib:

• Loodi 6 või 8 erinevat eelnevalt määratud segmendirühma "mustrit". Kood valiks neist ühe juhuslikult

• Iga muster nõudis eelnevalt määratud segmentide täitmist ühes, 2, 3 või 4 erinevas värvitoonis. Iga värv valiti juhuslikult ühega kahest meetodist:

  • Valitud ühe kuuest maksimaalse taseme värvist (punane, roheline, sinine, kollane jne).
  • Valitud juhuslikust HUE -st - (kasutades üht toonivarustust režiimis One)
• Saadud värvimuster läbis pleekimisfunktsiooni, mis andis sujuva tuhmumise ühelt mustrilt teisele - ja hoidis seda seal paar sekundit, enne kui jätkas järgmisega.

Need kaks režiimi vahelduvad iga 10 või 15 sekundi järel.

Samm: programmeerimine

Nüüd on meie trükkplaadil uhiuus ATTiny85 ja me peame selle programmeerima. Kuna ma kasutasin selleks Arduino SDK -d, peame seadmesse paigutama nii programmi ("eskiisi") kui ka Arduino alglaaduri.

Kasutasin süsteemisisese programmeerijana Arduino Unot.

Lisatud skeem näitab, kuidas ühendasin Uno oma ATTiny85 vooluringiga. Olen tegelikult ette näinud, et saan seda teha kahel erineval viisil:

1. silumispäise kaudu lisasin tahvlile
2. hunniku silumiskatsepunktide kaudu, mille tahvlile lisasin. Neid saab kasutada, hoides laserplaadiga akrüülhoidiku abil plaadi külge hunnikut vedrutihvte, mis hoiab neid täpselt.

Selleks tehke järgmist.

• Ühendage Arduino Uno oma arvutiga ja avage Arduino SDK.
• Avage sisseehitatud visand "Ardunio kui Interneti -teenuse pakkuja". Kompileerige ja värskendage seda visandit - nüüd on Uno Interneti -teenuse pakkuja.
• Arduino "Boards Manager" - installige ATTiny seeria plaadipakett.
• Sulgege Uno Interneti -teenuse pakkuja visand ja avage Butterfly koodi visand.
• Valige "Tahvli tüüp" on ATTiny85 - valige 8 MHz sisemine ostsillaator.
• Valige "Programmeerija" jaoks "Uno as ISP"
• Valige "Üleslaadimiste alglaadur" (tehke seda ainult esimest korda selle kiibi jaoks - seda ei tohiks korrata)
• Kui see on tehtud - saate nüüd eskiisi ATTiny85 saatmiseks teha üleslaadimisprogrammi ISP -ga.

8. etapp: lõplik kokkupanek

Laserlõikega lõigati veel kaks puiduosa - liblikatiibade kontuur. Neid värviti matt -musta värviga.

Akrüülitükile anti "külmunud" välimus, lihvides seda jämeda liivapaberiga. Sellest akrüülist lõigati välja puitpinna üksikud osad.

Lõigatud akrüülosad asetati ülemisse puidust tükki. Neid oleks võinud liimida, kuid akrüüllõigete ja puidu värvi hälbed võimaldasid neid ilma liimita säilitada.

Need liimid liimiti seejärel kokku väikeste täppidega Tacky Glue - mis oleks võimaldanud need remondi korral lahti võtta.