Vizitka s dotykovou obrazovkou: 8 kroků (s obrázky)

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

Jsem strojní inženýr na úrovni, ale také jsem vyvinul dovednosti v elektrotechnice a programování z let projektů zahrnujících obvody a mikrokontroléry. Vzhledem k tomu, že zaměstnavatelé budou vzhledem ke svému titulu očekávat, že mám dovednosti ve strojírenství, rozhodl jsem se udělat vizitku, která by předvedla mé znalosti EE a programování. Zvažoval jsem řadu možností, od speciálně navržené desky plošných spojů s mým jménem a kontaktními informacemi a několika užitečnými referenčními tabulkami, až po desku plošných spojů s malým obvodem LED svítilny, ale nakonec jsem šel s nejpropracovanějším Uvažoval jsem o možnosti, což byla vizitka s Arduinem a dotykovým displejem, který někomu umožňoval procházet různé informace o mně. Je to jistě velmi komplikované a nákladné pro vizitku, ale z možných návrhů, které jsem považoval, je snadno nejúžasnější a bylo také nejzábavnější navrhovat a dělat.

Krok 1: Požadované součásti a spotřební materiál

Složky:

Karta MicroSD (volitelně, vložil jsem svůj životopis a portfolio na kartu MicroSD vloženou do obrazovky LCD)

Vlastní nosná deska

Kolíky záhlaví

Dotyková obrazovka Adafruit (P/N 2478)

Adafruit Pro Trinket 3.3V (P/N 2010)

Ovládací panel napájení Adafruit s tlačítkem (P/N 1400)

Batoh Adafruit Li-Ion/Li-Poly (P/N 2124)

Adafruit 150 mAh LiPo baterie (P/N 1317)

Okamžité tlačítko Adafruit (P/N 3105)

2X rezistor 1,2K Ohm SMT 0805

1X rezistor 220 Ohm SMT 0805

Materiály/Nástroje:

Diagonální splachovací frézy

Odstraňovače drátů

MicroUSB kabel

99% isopropylalkohol

Silikonový konformní povlak

Pájecí pasta

Kartáče

Horkovzdušná přepracovací stanice

Páječka

Krok 2: Návrh a výroba desky plošných spojů nosné desky

Nosná deska byla navržena v AutoDesk EAGLE a vyrobena společností OSHPark. Bohužel se mi nepodařilo vytvořit schéma obvodu spolu s návrhem desky plošných spojů, takže jsem připojil soubor.brd z EAGLE, takže desku lze snadno importovat do EAGLE a upravovat a/nebo vyrábět.

Krok 3: Objednávka stavby

Vzhledem k tomu, že některé součásti po instalaci omezují přístup do jiných oblastí karty, dodržoval jsem konkrétní pořadí konstrukce:

1. Pájecí odpory pro povrchovou montáž.

2. Pájejte PCB Adafruit.

3. Tlačítko pro pájení.

4. Pájecí kolíky záhlaví obrazovky LCD pájejte na nosnou desku (obrazovku zatím nepájejte na kolíky záhlaví).

5. Namočte PCB do 99% isopropylalkoholu a setřete tavidlo. Před pokračováním nechte desku plošných spojů úplně vyschnout.

6. Přilepte a připájejte Li-Ion baterii.

7. Na obou stranách desky plošných spojů natřete silikonový povlak.

8. Pájejte LCD obrazovku na kolíky záhlaví. Odstraňte tavidlo na těchto nově pájených spojích vatovým tamponem namočeným v 99% isopropylalkoholu.

9. Na pájené spoje obrazovky LCD a podél okrajů desky plošných spojů obrazovky LCD natřete silikonový povlak.

10. Nabijte a naprogramujte kartu.

Krok 4: Pájecí rezistory pro povrchovou montáž

Karta používá 2X 1,2KOhm 0805 SMT odpory (RB1 a RB2) zapojené jako dělič napětí, takže Arduino může měřit napětí baterie a 1X 220 Ohm odpor omezující proud (RLED) pro modrou LED v tlačítku napájení. Pájel jsem je pomocí pájecí pasty nanesené na pájecí podložky a horkovzdušné přepracovací stanice, ale je také možné je pájet pomocí páječky a standardní pájky.

Krok 5: Pájení desek plošných spojů Adafruit na nosnou desku

Chtěl jsem, aby karta měla co nejdokonalejší vzhled a dojem, a tak jsem se pokusila eliminovat jakékoli ostré body nebo hrany ve finálním designu. Pro připojení desek plošných spojů Adafruit k nosné desce jsem použil techniku, které říkám „pájení nýtováním“, a nikoli obvyklé kolíky záhlaví. Abych spojil desky plošných spojů dohromady, položil jsem stranu desky plošných spojů Adafruit bez součástek v jedné rovině s deskou nosiče a držel ji zarovnanou pomocí kolíků záhlaví dočasně zasunutých skrz některé průchozí otvory. Některé průchodky jsou ponechány bez kolíků záhlaví, aby je bylo možné pájet dohromady. Zahříváním průchodky na jedné z desek plošných spojů páječkou a nanášením pájky, dokud neprotéká oběma deskami plošných spojů, se desky spojí fyzicky i elektricky, přičemž z obou stran nevyčnívají žádné ostré kolíky.

Krok 6: Pájení součástí skrz díru

Použil jsem diagonální proplachovací řezačky, abych před pájením prořízl všechny kolíky komponent průchozího otvoru tak, aby pájený spoj byl spíše hladkým kopečkem než tradiční špičatou „sopkou“.

Krok 7: Odstranění tavidla a nanesení silikonového konformního povlaku

Abych odstranil tavidlo, namočil jsem desku do 99% isopropylalkoholu poté, co byly pájeny všechny součásti kromě obrazovky a Li-Ion baterie, a poté pomocí štětce vyčistil zbývající tavidlo. Poté jsem na desku namaloval silikonový konformní povlak. To není nezbytně nutné, ale cítil jsem, že to kartě poskytlo lepší přizpůsobení a povrchovou úpravu a poskytlo jí určitou ochranu před vodou a elektrickým zkratem. Nosnou desku je třeba před pájením obrazovky potáhnout, protože po pájení obrazovky neexistuje způsob, jak se k desce dostat.

Krok 8: Programování / Návrh uživatelského rozhraní

Rozhraní je asi tak jednoduché jako rozhraní dotykové obrazovky, jaké je možné vytvořit, ale ukazuje, že mám alespoň trochu zkušenosti s kódováním. Úvodní obrazovka se zobrazí po dokončení načítání systému a přejde na obrazovku s 5 volitelnými možnostmi. Vedou k obrazovkám s různými bity relevantních informací o mně, stejně jako k obrazovce se systémovými informacemi, které hovoří o tom, kde jsem získal různé komponenty, má displej ukazující, kolik energie zbývá, a ukazuje na nabíjecí port a MicroSD slot pro kartu. Vzhledem k tomu, že jsem nepotřeboval používat žádné funkce LCD obrazovky, které vyžadují vložení karty do slotu pro kartu MicroSD, vložil jsem svůj životopis a portfolio na kartu MicroSD do slotu, takže mé úplné informace jsou k dispozici na vizitce.