PixelPad Indian: Lencana Elektronik yang Boleh Diprogramkan: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:08

PixelPad adalah lencana pengembangan elektronik berdasarkan mikrokontroler ATmega32U4 dan dilengkapi dengan banyak ciri bawaan. Seni PCB diilhamkan oleh budaya, seni, dan lukisan India. Dengan menggunakan PixelPad, anda boleh menggunakannya sebagai papan pengembangan yang boleh dipakai seperti Adafruit Playground Express atau LilyPad, atau anda boleh menggunakannya sebagai lencana elektronik!

Ciri-ciri PixelPad dapat dilihat di bawah!

Saya melalui banyak seni dan lukisan budaya dan kerohanian India untuk merancang garis besar seni dan papan PCB. Setelah banyak melakukan penyelidikan dan kecenderungan, saya merancang seni PCB menggunakan Adobe Illustrator.

Langkah 1: Idea

Semasa saya memutuskan untuk membina lencana elektronik, saya telah melalui banyak idea. Itu membawa saya ke dalam kebingungan mengenai mana yang perlu saya reka, Secara harfiah saya tidak berpegang pada idea. bukannya dengan pantas saya menukar idea. Oleh itu, saya menyenaraikan ciri-ciri yang saya mahukan dalam lencana yang sedang saya reka. Jadi inilah kriteria yang saya senaraikan dalam proses mencetuskan idea.

• Reka bentuk minimalis
• Saiznya padat
• Reka bentuknya mestilah mesra pakai
• Mempunyai pinout I / O yang mencukupi
• Mesti berkuasa bateri
• Mempunyai LED yang baik yang dapat diprogramkan kepada sesuatu yang berguna
• Mewakili budaya atau seni

Setelah melalui senarai kasar, saya mula mencari Microcontroller, LED yang perlu saya gunakan untuk Pixelpad. Mencari tema yang baik untuk seni terlalu rumit bagi saya, anda tahu betul? Saya tidak mempunyai kemahiran itu!

Langkah 2: LED Mikrokontroler & Neopixel

Saya memutuskan untuk menggunakan mikrokontroler Atmega32U4 untuk reka bentuk lencana. Ia dilengkapi dengan sokongan USB dan menyokong kadar pemindahan data hingga 12Mbit / s dan 1.5Mbit / s. Ia juga boleh digunakan sebagai peranti HID. Jadi, saya tetap menggunakan ATmega32U4 sebagai MCU. Anda pasti dapat melihat lembaran data yang saya lampirkan pada projek ini.

Saya menggunakan 12 LED NeoPixel kerana setiap led boleh dialamatkan dan satu pin Data diperlukan untuk mengawal warna RGB. Oleh itu, saya memutuskan untuk tetap menggunakan NeoPixels.

Langkah 3: Merancang Skematik Menggunakan Autodesk Eagle

Saya menggunakan Autodesk Eagle CAD untuk merancang semua PCB saya. Saya mula merancang Skema litar di Eagle. Komponen utama yang saya gunakan dalam skema dijelaskan di bawah.

• MIC5219B untuk bekalan kuasa 3.3V 500ma untuk menghidupkan mikrokontroler
• MCP73831 untuk pengurusan bateri Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z untuk RTC I2C
• WS2812 5050 RGB LED
• Resonator 8Mhz untuk jam ATmega32U4 secara luaran
• Header pin 2 × 3 SMD untuk sambungan ISP
• Butang tekan semula SMD

Langkah 4: Merancang Papan

Setelah merancang skematik, saya mula merancang papan litar bercetak (PCB). Pertama, saya meletakkan semua komponen mengikut urutan yang saya mahukan. Kemudian mula mengarahkan wayar udara secara manual. Saya menggunakan lebar jejak minimum 8 juta untuk jejak. Reka bentuk papan adalah untuk PCB dua lapisan. dimensi keseluruhan ialah 66 x 66 mm. Anda boleh mendapatkan fail reka bentuk dan fail Gerber yang dilampirkan pada akhir projek ini.

Langkah 5: Import Seni PCB ke Papan

Import Art PCB ke Dewan

Saya merancang seni PCB dalam Adobe Illustrator. Anda boleh menggunakan mana-mana perisian reka bentuk vektor untuk melakukan bahagian ini. Anda boleh menggunakan ilustrator atau menggunakan sumber terbuka seperti Inkscape. Saya mencuba banyak reka bentuk dan pada akhirnya, saya berjaya dengan reka bentuk yang diharapkan. Setelah merancang seni itu, anda dapat menyimpannya sebagai format BMP 8-bit. Kemudian di Eagle, anda perlu mengimport seni ke mana-mana lapisan silkscreen. Saya menggunakan lapisan nama. Saya tidak mahu lapisan komponen jadi saya memadamkan nama dan menggunakan lapisan untuk meletakkan reka bentuk. untuk mengimport reka bentuk ikuti langkah berikut:

Di bahagian atas, anda dapat mencari ikon ULP, dengan mengklik ikon yang anda dapatkan tetingkap pop timbul untuk memilih ULP. Pencarian import-BMP kemudian membuka import-Bmp ULP.

Kemudian pilih fail BMP yang anda perlukan dan lapisan yang anda mahu letakkan dan timbangkan ukuran dll … dan klik OK. Selepas itu, anda perlu meletakkan reka bentuk dalam reka bentuk PCB di tempat yang anda mahukan.

NB: Reka bentuk mestilah dalam warna hitam dan putih

Saya menggunakan Autodesk Fusion 360 untuk melihat model 3D PCB, saya juga menggunakan Fusion 360 untuk merancang garis besar papan untuk lapisan dimensi. Anda pasti dapat menggunakan kelebihan integrasi Fusion 360 dan Eagle.

Langkah 6: Mengeksport Fail Gerber untuk Pembuatan

Untuk pembuatan PCB dari mana-mana pengeluar di seluruh dunia, anda memerlukan fail Gerber yang dihantar kepada mereka. Menjana fail Gerber di Eagle sangat mudah. Anda boleh mengikuti langkah-langkah di bawah.

Di sebelah kanan Eagle, anda boleh menemui tab Manufacturing. Klik pada tab pembuatan anda dapat melihat gambar PCB yang dikeluarkan untuk pembuatan. Pada tetingkap yang sama klik pada butang CAM.

Simpan setiap lapisan ke dalam folder dan kompres folder ke dalam format zip.

Langkah 7: Pembuatan PCB

Terdapat banyak perkhidmatan pembuatan PCB di China dengan harga murah $ 5 untuk 10 PCB. Saya secara peribadi mengesyorkan PCBWAY Mereka memberikan PCB berkualiti dan sokongan pelanggan sangat baik.

Langkah 8: Pengumpulan Komponen

PCB mengambil masa dua minggu untuk tiba mengikut kaedah penghantaran. Sementara itu, saya mula mengumpulkan komponen yang diperlukan untuk projek tersebut. Saya sudah mempunyai beberapa komponen, jadi saya membeli baki komponen dari pelbagai sumber. Tetapi saya telah memberikan semua komponen pautan ke kedai.

Langkah 9: Memateri Komponen

Selepas tiba PCB dan komponennya. Saya mula menyolder komponen. menggunakan stesen solder well51 weer dengan hujung mikro untuk pematerian. pakej SMD 0805 agak sukar untuk disolder untuk pendatang baru tetapi anda akan terbiasa setelah beberapa komponen disolder. Saya juga menggunakan stesen kerja semula udara panas tetapi tidak perlu. Berhati-hati semasa memateri mikrokontroler dan IC lain jangan terlalu panas IC.

Saya juga menggunakan penyelesaian pembersih PCB untuk membersihkan PCB dari fluks pateri yang berlebihan.

Langkah 10: Memprogram Papan India Pixelpad

Saya menyolder semua komponen pada PCB. Untuk memprogram papan menggunakan Arduino IDE terlebih dahulu kita perlu menyalakan bootloader Atmega32u4 yang sesuai ke papan. Saya menggunakan bootloader papan mikro Sparkfun pro untuk papan saya. Untuk Membakar pemuat but yang anda perlukan adalah pengaturcara ISP atau anda boleh menggunakan papan Arduino sebagai pengaturcara ISP. Saya membina sendiri programmer USBTiny ISP, lawati halaman programmer USBTinyISP saya.

Semasa menyambungkan Pixelpad Indian, LED kuasa akan menyala. Saya memilih papan Sparkfun Pro Micro dari pengurus papan dan memilih USBTiny ISP sebagai pengaturcara dari tetingkap pengaturcara. Kemudian klik bootloader bakar. Ia akan memakan sedikit masa untuk membakar. Setelah membakar bootloader, Ia siap diprogramkan melalui kabel USB mikro. Saya membuat lakaran asas untuk menunjukkan waktu jam analog menggunakan LED NeoPixel dan RTC. LED merah menunjukkan jam dan LED biru menunjukkan minit.

Langkah 11: Video Kerja

Saya harap anda menyukai projek ini!

UNDUH FILE PROJEK DARI MUKA GITHUB SAYA