PixelPad Indian: Programovatelný elektronický odznak: 11 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

PixelPad je odznak pro elektronický vývoj založený na mikrokontroléru ATmega32U4 a přichází s mnoha vestavěnými funkcemi. Umění PCB je inspirováno indickou kulturou, uměním a kresbami. Pomocí PixelPadu jej můžete použít jako nositelnou vývojovou desku, jako je Adafruit Playground Express nebo LilyPad, nebo jej můžete použít jako elektronický odznak!

Funkce PixelPad můžete vidět níže!

Prošel jsem mnoha indickými kulturními a duchovními uměními a malbami, abych navrhl obrys PCB a nástěnku. Po dlouhém zkoumání a snahách jsem navrhl umění DPS pomocí programu Adobe Illustrator.

Krok 1: Idea

Když jsem se rozhodl postavit elektronický odznak, prošel jsem mnoha nápady. To mě přivádělo ke zmatku ohledně toho, který musím navrhnout. Doslova se nedržím myšlenky. místo toho rychle měním myšlenky. Takže to, co jsem udělal, je, že jsem vyjmenoval funkce, které jsem chtěl v odznaku, který navrhuji. Zde jsou tedy kritéria, která jsem vyjmenoval v procesu vyvolání myšlenky.

• Minimalistický design
• Kompaktní velikost
• Design by měl být přátelský k nošení
• Dostatek I/O pinoutů
• Musí být napájeno baterií
• Mají dobré LED diody, které lze programovat na něco užitečného
• Reprezentovat kulturu nebo umění

Poté, co jsem procházel hrubý seznam, začal jsem hledat, který mikrokontrolér, LED diody, které musím použít pro Pixelpad. Najít dobré téma pro umění je pro mě příliš složité, víte to? Tuhle schopnost nemám!

Krok 2: Mikrokontrolér a diody Neopixel LED

Pro návrh odznaku jsem se rozhodl použít mikrokontrolér Atmega32U4. Je dodáván s podporou USB a podporuje rychlost přenosu dat až 12 Mbit/s a 1,5 Mbit/s. Může být také použit jako zařízení HID. Takže jsem se držel ATmega32U4 jako MCU. Určitě se můžete podívat na datový list, který jsem připojil k tomuto projektu.

Použil jsem 12 LED diod NeoPixel, protože každá LED může být adresovatelná a jeden datový pin potřebný k ovládání barev RGB. Rozhodl jsem se tedy zůstat u NeoPixelů.

Krok 3: Navrhování schémat pomocí Autodesk Eagle

K návrhu všech svých desek plošných spojů jsem použil Autodesk Eagle CAD. Začal jsem navrhovat schéma obvodu v Eagle. Hlavní komponenty, které jsem použil ve schématech, jsou vysvětleny níže.

• MIC5219B pro 3,3V 500mA napájecí zdroj pro napájení mikrokontroléru
• MCP73831 pro správu baterií Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z pro I2C RTC
• WS2812 5050 RGB LED
• 8MHz rezonátor k externímu taktování ATmega32U4
• 2 × 3 SMD pin záhlaví pro připojení ISP
• Tlačítko reset SMD

Krok 4: Navrhování desek

Po navrhování schémat jsem začal navrhovat desku plošných spojů (PCB). Nejprve jsem umístil všechny komponenty do pořadí, které jsem chtěl. Poté začal ručně vést vzduchové dráty. Pro stopy jsem použil minimální stopovou šířku 8 mil. Deskový design je pro dvouvrstvou DPS. celkový rozměr je 66 x 66 mm. Soubory návrhu a soubory Gerber najdete připojené na konci tohoto projektu.

Krok 5: Importujte desku plošných spojů na desku

Importujte PCB Art na tabuli

PCB art jsem navrhl v Adobe Illustratoru. K provedení této části můžete použít jakýkoli software pro navrhování vektorů. Můžete použít buď ilustrátor, nebo použít open source, jako je Inkscape. Zkoušel jsem hodně designu a nakonec jsem to dotáhl do očekávaného designu. Po vytvoření návrhu jej můžete uložit jako 8bitový formát BMP. Potom v Eagle musíte importovat umění do jakékoli vrstvy sítotisku. Použil jsem jmennou vrstvu. Nechci komponentní vrstvu, proto jsem odstranil názvy a pomocí vrstvy umístil design. Chcete -li importovat design, postupujte podle následujících kroků:

V horní části najdete ikonu ULP. Kliknutím na ikonu získáte vyskakovací okno pro výběr ULP. Hledání importu-BMP pak otevře import-Bmp ULP.

Poté vyberte potřebný soubor BMP a vrstvu, do které chcete umístit a škálovat měření atd … a klikněte na OK. Poté musíte umístit návrh do návrhu DPS tam, kde jste chtěli.

Poznámka: Design by měl být černobílý

Pro zobrazení 3D modelu DPS jsem použil Autodesk Fusion 360, pro návrh obrysu desky pro kótovací vrstvu jsem použil také Fusion 360. Určitě můžete využít výhody integrace Fusion 360 a Eagle.

Krok 6: Export souboru Gerber pro výrobu

K výrobě DPS od všech výrobců na celém světě potřebujete soubor Gerber, který jim byl zaslán. Generování souboru Gerber v Eagle je super snadné. Můžete postupovat podle níže uvedených kroků.

Na pravé straně Eagle najdete kartu Výroba. Kliknutím na kartu výroby zobrazíte vykreslený obrázek desky plošných spojů pro výrobu. Ve stejném okně klikněte na tlačítko CAM.

Uložte každou vrstvu do složky a komprimujte ji do formátu zip.

Krok 7: Výroba DPS

V Číně existuje mnoho služeb výroby desek plošných spojů za pouhých 5 USD za 10 desek plošných spojů. Osobně doporučuji PCBWAY Dodávají kvalitní PCB a podpora péče o zákazníky je úžasná.

Krok 8: Shromažďování součástí

Doručení PCB trvá dva týdny. Mezitím jsem začal sbírat požadované komponenty pro projekt. Některé komponenty již mám, takže jsem zbývající komponenty koupil z různých zdrojů. Ale dal jsem všem komponentám odkaz na obchod.

Krok 9: Pájení součástí

Po příjezdu jak desky plošných spojů, tak součásti. Začal jsem pájet součástky. pomocí pájecí stanice weller we51 s mikro hrotem pro pájení. balíček 0805 SMD je pro nováčky trochu náročný na pájení, ale vy na něj budete zvyklí po pájení několika součástek. Také jsem použil horkovzdušnou přepracovací stanici, ale není to nutné. Při pájení mikrokontroléru buďte opatrní a ostatní integrované obvody nepřehřívají integrované obvody.

Také jsem použil čisticí roztok PCB k čištění PCB od přebytečného tavidla pájky.

Krok 10: Programování indické desky Pixelpad

Pájel jsem všechny komponenty na DPS. K naprogramování desky pomocí Arduino IDE musíme nejprve na desku vypálit příslušný bootloader Atmega32u4. Pro svoji desku jsem použil bootloader Sparkfun pro micro board. K vypálení bootloaderu potřebujete ISP programátor nebo můžete jako ISP programátor použít desku Arduino. Sám stavím programátor USBTiny ISP, navštivte moji stránku USBTinyISP programátora.

Po připojení zařízení Pixelpad Indian se rozsvítí kontrolka napájení. Z správce desek jsem zvolil desku Sparkfun Pro Micro a v okně programátoru jsem jako programátor vybral USBTiny ISP. Poté klikněte na vypalovací zavaděč. Spálení bude chvíli trvat. Po vypálení zavaděče je připraven k programování pomocí kabelu micro USB. Vytvořil jsem základní skicu, která ukazuje analogový hodinový čas pomocí LED diod NeoPixel a RTC. Červené LED diody ukazují hodiny a modrá LED minuty.

Krok 11: Pracovní video

Doufám, že se vám tento projekt líbí!

STÁHNĚTE SI PROJEKTOVÝ SOUBOR Z MÉ STRÁNKY GITHUB