EFM8BB1 Kinetické světelné trojúhelníky: 14 kroků (s obrázky)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:19

K jejich výrobě jsem byl inspirován poté, co jsem v obchodě viděl světelné trojúhelníky Nanoleaf, ale byl jsem sklíčený, když jsem viděl, že každá dlaždice stojí dvacet dolarů! Rozhodl jsem se vyrobit ekvivalentní výrobek, ale udržet cenu za dlaždici kolem tří až čtyř dolarů. Tento projekt není dokončen, protože stále potřebuji nechat vyrobit desky plošných spojů ovladače, ale v současné době mám sestaveno a funkční 50 dlaždic.

Viděl jsem další projekty, které se pokoušejí replikovat tento produkt, ale žádný, který jsem dosud viděl, neumožňuje připojit libovolnou dlaždici JAKÝMKOLI směrem, což umožňuje složitější návrhy a snadné přeskupení.

Toto je můj první návod, pokud máte nějaké dotazy, zanechte prosím komentář!

Zásoby

Každá dlaždice vyžaduje:

• 1x mikročip EFM8BB10F8G-A-QFN20 (Digikey)
• 9x WS2812E LED (LCSC)
• 1x regulátor napětí AMS1117 5,0 V (LCSC)
• 1x regulátor napětí AMS1117 3,3 V (LCSC)
• 1x dioda SOD-123 1N4148 (LCSC)
• 1x 10k odpor 8050 (LCSC)
• 11x 0,1uf 8050 keramický kondenzátor (LCSC)
• 2x 10uF 16V povrchové elektrolytické kondenzátory (LCSC)
• 1x vlastní PCB (JLCPCB)
• 12x TE Connectivity 2329497-2 Pružné prsty PCB pro skříň
• 1x PCB Linker

Regulátor (probíhá) vyžaduje:

• 1x ESP32 DevKit-C
• 1x napájecí zdroj 12V
• 1x DC-DC stepdown (pro napájení ESP32)
• 1x 10K ohmový odpor
• 1x dioda 1n4148
• 2x tlačítka SPST (LCSC)

Nástroje:

• Páječka
• Reflow trouba
• 3D tiskárna (pro skříň)
• Programátor J-link EDU
• Odizolovací kleště / řezačky / různé dráty (pro výrobu programovacího svazku)
• Pinzeta s jemnými hroty pro montáž
• Prázdná PVC karta pro roztírání pájecí pasty
• Olověná nebo bezolovnatá pájecí pasta

Krok 1: Objednejte PCB

Deska PCB byla navržena v EasyEDA a byla odeslána do JLCPCB k výrobě. Objednal jsem 50 desek plošných spojů, protože objednávka 50 kusů byla ve skutečnosti levnější než objednání pouze 10 z nich. DPS byla rozdělena na 3 kusy, aby se udržely nízké výrobní náklady.

Použil jsem možnosti výroby

• Tloušťka 1,6 mm
• Povrchová úprava HASL
• 1 oz mědi
• Bílá maska

Slyšel jsem, že můžete propojit své objednávky JLCPCB a LCSC, takže poštovné platíte pouze jednou, ale nemohl jsem na to přijít. Využil jsem nejlevnější možnost dopravy a oba balíčky dorazily do dvou týdnů od data objednávky.

Zde je odkaz na design

Krok 2: Připravte si pracovní prostor

Umístěte jednu z desek plošných spojů na stůl, který vám nevadí zašpinit, a přilepte vedle ní další dvě desky plošných spojů, aby držely na místě, jako na obrázku výše. Poté šablonu sepněte páskou Kapton a ujistěte se, že jsou otvory zarovnány s odkrytými podložkami na desce plošných spojů.

Krok 3: Pájecí pasta

Přidejte pájecí pastu do horní části šablony. Použil jsem toto. Pájecí pastu rozetřete kolem šablony pomocí staré kreditní karty nebo něčeho podobného. Ujistěte se, že se vyplní i malé otvory pro mikročip.

Než vytáhnete šablonu nahoru, pokuste se dostat tolik přebytečné pasty zpět na kartu rozmetadla, abyste ji mohli znovu použít, pokud vyrábíte více než jednu dlaždici (tato věc je drahá $$$)

Zvedněte šablonu opatrným zvednutím jednoho rohu a odlepením pásky. Jakmile zvednete oblast nahoru, snažte se ji nevracet dolů, protože by mohla rozmazat část pasty.

Vaše PCB by nyní měla vypadat jako na obrázku výše.

Krok 4: Sestavení

Po přetavení desky plošných spojů oddělte strany dlaždice ohnutím a zlomením jazýčků, které drží různé strany na místě. Poté zbroušením přebytečných desek zbrouste přebytečnou desku plošných spojů, aby se snáze vešla do tištěné skříně.

Poté najděte obě strany s písmenem „B“a spojte všech 7 bočních podložek dohromady. Zbývající jedna strana může jít pouze jedním způsobem a také pájet.

Dlaždice by měla vypadat jako na výše uvedených obrázcích.

Krok 7: Připojte sestavenou dlaždici k programátoru

PŘED PŘIPOJENÍM OBKLADU K JLINKU OTEVŘTE JLINKOVÝ PŘÍKAZ A TYPEM „power on perm“ZAPNĚTE 5V VÝSTUP

J-Link Commander je součástí balíčku softwaru a dokumentace, který je k dispozici zde

Každá dlaždice má neosazené záhlaví přímo nad mikročipem s názvem Debug. Tato hlavička odhaluje programovací rozhraní C2, které je kompatibilní se Segger J-Link. Používám verzi EDU, protože je identická s vyššími cenami, ale nelze ji použít pro komerční produkty, pod které to nespadá. Objednal jsem si ten svůj od SparkFun za 72 $ včetně dopravy.

Pin 1 na konektoru je jediný se čtvercovou podložkou na DPS.

Krok 8: Připravte IDE a vytvořte binární firmware

Stáhněte si Simplicity Studio 4 a nainstalujte jej. Chcete -li získat přístup k řetězci nástrojů EFM8, přihlaste se nebo si zaregistrujte účet Silicon Labs. Poté odtud stáhněte kód projektu a importujte jej do IDE. Poté klikněte na ikonu kladiva na panelu nástrojů a vytvořte projekt.

Měli byste dostat zprávu Dokončeno sestavení. Pokud se objeví zpráva s žádostí o zadání licenčního klíče pro kompilátor Keil, jednoduše klikněte na přeskočit (nebo jej můžete aktivovat, pokud chcete, je zdarma)

Krok 9: Nahrajte firmware

Klikněte na tlačítko na panelu nástrojů, které vypadá jako razítko nad čipem „Flash Programmer“. Poté vyhledejte vytvořený soubor.hex a vyberte jej. Klikněte na „Program“a přijměte podmínky licence J-Link EDU. Poté se ujistěte, že se nezobrazí chybová zpráva a LED diody na desce by měly svítit tlumeně bíle, abyste věděli, že byla úspěšně naprogramována.

Krok 10: (Volitelné) Test PCB

V tomto kroku budete muset na svém J-Link povolit virtuální COM port otevřením J-Link Configurator a výběrem připojeného programátoru.

Připojte vodič „DAT“z jedné ze stran dlaždice k obvodu připojenému na fotografiích výše.

Otevřete sériový monitor s 112500 baudy 8N1 a použijte tyto příkazy

• 0x08 0xFF 0xFF 0x00 0xFF 0x0A
  • 0x08 je příkaz „nastavit barvu“
  • 0xFF jsou „všechny dlaždice“
  • 0xFF 0x00 0xFF je barva
  • 0x0A je znak nového řádku

Dlaždice by nyní měla být fialová. Pokud ne, znovu zkontrolujte, zda je dioda zapojena správně, a zkuste to znovu.

Krok 11: Příloha pro 3D tisk

Skříň jsem navrhl tak, aby byla původně tvarována vstřikováním, abych místo 3D tisku každé dlaždice ušetřil čas, ale když náklady na pouhých 50 skříní začaly činit 6000 $, rozhodl jsem se proti této myšlence. Kryt byl navržen v aplikaci Inventor 2021 a má dvě části, základnu a horní difuzor. Základna má po stranách otvory, které umožňují spojení dlaždic s konektory PCB (propojeny níže) nebo vodiči. Pokud se vydáte cestou použití konektorových desek plošných spojů, budete potřebovat 12 z nich na dlaždici, aby se desky plošných spojů mohly spojit dohromady.

Pokud nemáte přístup k 3D tiskárně, můžete se pochlubit technikou za těmito dlaždicemi vytvořením kinetické sochy a propojením dlaždic dohromady měděným drátem. Jen se ujistěte, že vodiče nezkratují!

Vytiskl jsem 20 příloh a zjistil jsem, že tyto dlaždice tisknou jemně až 150 mm/s bez výrazného zhoršení kvality, což umožňuje přibližně 60% zkrácení doby tisku.

Zapomněl jsem vyfotit tento krok, ale jen položíte hotovou desku plošných spojů do základny a přichytíte vršek.

Krok 12: Připojení dlaždic

Dlaždice linker PCB je k dispozici zde. Tyto otvory zasuňte do skříní a použijte tyto konektory. Ujistěte se, že jsou obě strany v jedné linii.

Krok 13: Ovladač

Software ovladače právě probíhá a bude zde aktualizován. Podle schématu připojte ESP32 k jedné z dlaždic. Nahrajte software pomocí PlatformIO a připojte se k hotspotu WiFi, aby se dlaždice připojily k vaší WiFi.

Krok 14: Hotovo

Namontujte dlaždice jakýmkoli způsobem, který si vyberete, na zadní stranu skříně jsem umístil kruhy pro umístění lepicí pásky.

Užívat si! Pokud máte dotazy, zanechte komentář.

Běžec v Lighting Challenge