Cincin NeoPixel Custom Dari Awal !: 8 Langkah (dengan Gambar)

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

Cincin NeoPixel, dan NeoPixels pada umumnya, adalah antara komponen elektronik yang paling popular untuk pembuat semua jenis. Untuk alasan yang baik, dengan satu pin dari mana-mana mikrokontroler Adafruit yang popular menjadikan penambahan LED dan animasi yang cantik untuk projek apa pun sangat mudah.

Sayangnya harganya agak mahal, dan Adafruit hanya menjual empat saiz. Yang tidak disedari oleh banyak pembuat adalah NeoPixel hanyalah penjenamaan Adafruit dari beberapa cip LED yang sama masing-masing bernama WS2812, WS2811 dan SK6812. Semua Adafruit melakukannya mengambil cip dan meletakkannya di papan litar, mengenakan premium yang besar. Tidak ada yang salah dengan Adafruit yang melakukan ini kerana menjadikan NeoPixels dapat diakses oleh semua orang, tetapi jika seseorang hanya membuat papan itu sendiri, seseorang dapat membuat bentuk khusus dari berbagai ukuran atau reka bentuk dengan sekitar 15% dari kos model Adafruit (untuk 24 Cincin LED) ($ 3). Lebih penting lagi, mereka tidak boleh menjadi ukuran yang anda perlukan! Walaupun begitu, nampaknya tidak ada orang yang membuat panduan untuk melakukan ini.

Oleh itu, semasa saya memerlukan cincin kompaun khas untuk projek Samus Arm Cannon yang sedang saya kerjakan (akan datang) saya fikir mengapa tidak mendokumentasikan prosesnya.

Dalam tutorial ini saya akan menunjukkan dengan tepat bagaimana saya membuat cincin khas ini, dan bagaimana anda boleh membuatnya sendiri.

Langkah 1: Apa yang Anda Perlu:

Sentiasa Diperlukan Tanpa Mengira Kaedah:

• ws2128b LED (NeoPixels)
• 1uf Caps (1 untuk setiap dua LED) (secara teknikal pilihan)
• Pateri Pateri
• Flux (disyorkan tetapi pilihan)

Senapang Udara Panas

Sekiranya anda memilih untuk membuat papan anda dihasilkan secara profesional, itulah yang anda perlukan. Namun, jika anda memilih untuk membuat papan anda menggunakan kaedah pemindahan toner, anda juga memerlukan komponen berikut. Saya secara peribadi tidak menggunakan kaedah pemindahan toner, namun kaedah saya berada di luar skop tutorial ini. Saya merancang untuk menghantar tutorial bagaimana sebenarnya saya membuat PCB, jadi berhati-hatilah!

Papan Buatan Sendiri (Kaedah Pemindahan Toner):

• Papan Berpakaian Tembaga
• Ferrik Klorida
• Kertas PCB
• Mesin pencetak Laser
• Filem Solder Mask (Pilihan untuk Solder Mask)
• Sumber UV (Pilihan untuk Solder Mask)
• Ketelusan (Pilihan untuk Solder Stensil)
• Stesen Kerja Dremel

Berikut adalah semua fail, perpustakaan diptrace dan model saya.

Bagi mereka yang tertanya-tanya bagaimana harganya membandingkan dengan membandingkannya dengan cincin LED Adafruit 24 yang berharga $ 17 + penghantaran. Kos setiap LED: Adafruit: 17/24 = $ 0,70. HyperIon: 7/100 =% 0.07

Kos Tambahan: Adafruit: ($ 4) Penghantaran, Hyperion: $ 1 (papan tembaga) + $ 0.50 (Ferric Chloride) (penghantaran percuma)

Jumlah: Adafruit: $ 21, HyperIon: $ 3.18

Seperti yang anda lihat jauh lebih murah, kosnya 15%. Walaupun anda mengabaikan penghantaran, versi HyperIon hanya menghasilkan $ 3.18, penjimatan kos yang besar berbanding $ 17.

Langkah 2: Reka Bentuk PCB Bahagian Satu! Peletakan LED

Langkah pertama untuk membuat sebarang bentuk NeoPixel adalah penempatan LED. Saya membuat dokumen excel kecil yang berguna yang boleh anda gunakan untuk reka bentuk yang anda mahu ikuti.

Cukup masukkan bilangan LED, peratusan cincin yang anda mahu tutupi, dan jejari dan secara automatik menghasilkan koordinat kedudukan dan sudut yang seharusnya anda letakkan pada LED. Anda kemudian boleh masuk ke DipTrace, ExpressPCB, atau EaglePCB yang paling popular dan memasukkan koordinat dalam sifat komponen anda. Saya secara peribadi menggunakan DipTrace dan anda boleh menemui semua komponen dan perpustakaan saya di bahagian komponen.

Untuk projek ini saya memilih untuk menggunakan dua cincin jejari 34 dan 24 milimeter. Jejari luar mempunyai 20 piksel dan radius dalam mempunyai 6 piksel.

* Bonus * Sekiranya program CAD yang anda gunakan (seperti DipTrace) tidak membenarkan penempatan bulatan dengan titik tengahnya, lukiskan dua garis melintasi diameter jari-jari luar dan jari-jari dalaman anda. Sejajarkan persimpangan antara satu sama lain dan tetapkan semula sebagai asal anda. Sekarang anda mempunyai papan sepusat yang sempurna!

Langkah 3: Reka Bentuk PCB Bahagian Kedua! Laluan dan Kapasitor

Langkah seterusnya dalam membuat papan litar bercetak adalah membuat hubungan antara LED anda. NeoPixels masing-masing mempunyai satu pad input data dan satu pad output data. Pertama, buat rantai panjang bermula dengan piksel yang paling dekat dengan tempat anda merancang meletakkan pin antara muka anda, dari pin keluar data satu piksel ke pin data masuk piksel seterusnya.

Selepas itu anda perlu mengarahkan daya dan tanah. Kaedah termudah yang saya buat untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan gabungan bulatan dan separa bulatan, empat keseluruhan, bergantian antara daya dan tanah ketika anda bergerak keluar dari asal. Ini menjadikannya mudah untuk membuat sambungan "jumper" kecil seperti dipasang pada pendawaian secara manual sejak LED bersama, dua kali. Kedua-dua pasang bulatan / separa bulatan kemudian boleh diikat bersama dengan cara mana yang paling senang. Akhirnya, tuang tembaga ditambah. Ini pada dasarnya hanya menyebabkan semua ruang tambahan diisi oleh "tanah", yang mempunyai pelbagai kelebihan termasuk pembuatannya lebih mudah di rumah.

Anda juga ingin memasang satu kapasitor.1uf antara daya dan arde antara setiap set dua LED. Pembuatannya mengesyorkan satu per LED tetapi kemungkinan satu per dua akan dilakukan dan mereka memakan masa untuk menyolder. Ini tidak diperlukan untuk fungsi peranti, mereka hanya meningkatkan jangka hayat LED, jadi mereka dapat diabaikan jika diperlukan.

Langkah 4: Lekapan Papan Litar Bercetak

Untuk menyelesaikan langkah ini, anda mempunyai dua pilihan:

Pembuatan Profesional:

Sekiranya anda tidak pernah membuat PCB dan tidak berminat untuk memperoleh kemahiran untuk melakukannya, inilah yang akan saya cadangkan. Dengan mendapatkan papan anda secara profesional, kesukaran projek ini bermula dari menengah tinggi hingga pemula. Papan anda akan dijamin berkualiti tinggi, dilengkapi dengan solder mask, dan mungkin juga dilengkapi dengan stensil solder.

PCB buatan sendiri:

Ini adalah pilihan bagi mereka yang benar-benar ingin meningkatkan kemahiran dan meningkatkan kemampuan peribadi mereka. Ini juga merupakan pilihan bagi mereka yang melakukan prototaip dengan kadar tinggi dan yang benar-benar mengurangkan kosnya. Keupayaan membuat PCB saya sendiri merupakan salah satu kelebihan terbesar saya selama ini dan saya sangat mengesyorkannya kepada sesiapa sahaja yang berminat. Saya telah mengembangkan kaedah saya sendiri untuk membuat PCB (lihat saluran saya untuk bagaimana melakukannya) yang sedikit di luar ruang lingkup tutorial ini dan memerlukan peralatan yang tidak mampu dimiliki oleh pemula. Oleh itu, sebaliknya saya mengesyorkan kaedah pemindahan toner menggunakan produk bernama PressN'Peel. Cukup mudah dan satu-satunya peralatan yang anda perlukan tidak semestinya semua orang mempunyai pencetak laser yang murah. Lihat tutorial clacktronics-uk untuk maklumat lebih lanjut!

Proses asasnya adalah seperti berikut:

1. Bersihkan papan kadet tembaga anda.
2. Cetak reka bentuk anda ke Peel n 'Stick menggunakan pencetak laser.
3. Seterika reka bentuk dari batang Peel n 'ke papan tembaga anda
4. Letakkan papan dalam ferrik klorida hingga terukir.
5. Bersihkan toner

Solder Mask (Pilihan):

Topeng solder adalah penutup yang melindungi papan anda di semua tempat tetapi di mana pateri perlu pergi. Ini menjadikannya lebih mudah untuk menyolder tetapi yang lebih penting meningkatkan pertimbangan papan secara dramatik. Sekiranya papan anda tidak dibuat, anda mungkin mahu menambahkannya, tetapi tidak diperlukan. Secara peribadi saya merasakan proses ini sangat mudah dan sangat mengesyorkannya. Sekali lagi, saya hanya akan menyelesaikan proses asas supaya anda tahu apa yang anda hadapi. Lihat tutorial cpeniche untuk maklumat lebih lanjut!

Prosesnya adalah seperti berikut:

1. Cetak reka bentuk papan tulis anda pada ketelusan.
2. Kupas dan tempelkan filem pelindung solder ke papan terukir anda.
3. Seterika / laminate filem sehingga melekat dengan baik.
4. Sejajarkan ketelusan dengan papan dan pita ke bawah.
5. Paparkan filem ke sumber UV (pengering cat kuku berfungsi)
6. Bersihkan alas yang tidak terpapar
7. Keluarkan hingga sembuh.

Langkah 5: Solder Paste Stencil! (PILIHAN)

Sekiranya anda mempunyai akses kepada pemotong laser, pertimbangkan untuk membuat stensil tampal solder. Mereka membolehkan anda mengelakkan usaha yang membosankan dengan perlahan-lahan meletakkan sebatian solder pada setiap pin individu. Cukup muatkan reka bentuk pad ke dalam perisian pemotong laser anda dan potong dari ketelusan pencetak. Saya juga mendapati bahawa kepingan laminator berfungsi dengan baik. Ini berfungsi dengan sangat baik dan menghasilkan lapisan yang setebal versi profesional. Pada pendapat saya, mereka sebenarnya jauh lebih unggul kerana fleksibel dan telus, menjadikannya lebih mudah digunakan daripada versi keluli tahan karat.

Saya bukan orang yang menggunakan kaedah ini tetapi saya masih belum melihat siapa pun yang mendokumenkannya dalam talian, yang saya amat mengejutkan.

Langkah 6: Pembentukan Papan

Untuk membawa papan ke bentuk akhir anda harus memulakan dengan memotong seberapa banyak yang anda boleh dengan selamat dengan roda pemotong dremel. Saya menggunakan penyediaan stesen kerja dremel secara mendatar dengan pisau di atas kotak kadbod sebagai gergaji meja sementara.

Anda kemudian boleh mula menggerudi lubang pusat. Gunakan gerudi terbesar yang anda miliki untuk dremel anda dan perlahan-lahan "keju Swiss" di sekitar sehingga anda memotong bahagian yang cukup besar untuk dimasukkan ke dalam penggilingan. Anda kemudian boleh menggunakan bit pengisar itu untuk menjadikan papannya berada pada tahap akhir.

Cara papan melekap di sana terdapat cincin nipis dari kaca gentian di tepi papan, Tepat sebelum anda menggiling titik itu sisa tembaga yang terakhir akan dilepaskan. Apabila bit pelepasan tembaga terakhir tidak mengisar lagi. Dengan bergantung pada tanda itu, ia membolehkan anda membuat potongan yang sangat konsisten dan bulat (dengan anggapan anda tidak mengacaukan ukiran seperti yang saya lakukan dan meletakkan coraknya terlalu dekat dengan dinding). Selesaikan diameter luar dengan cara yang sama.

Anda juga harus mengorek lubang untuk sambungan data, 5v, dan ground. Bit dremel kecil (.7mm) berfungsi dengan baik untuk ini.

Langkah 7: Pematerian

Pada pendapat saya, ini adalah projek yang bagus untuk orang yang ingin belajar bagaimana memasuki pematerian permukaan. Semua komponen penting adalah besar, tahan panas, dan alas pelindung jarak jauh antara satu sama lain. Ini sebenarnya sangat sukar untuk dicemari dan merupakan kaedah yang baik untuk membina keyakinan dalam pematerian permukaan tanpa perlu mengacaukan komponen kecil.

Untuk menyisipkan NeoPixels ke papan anda, anda perlu terlebih dahulu memasukkan pes solder yang kecil dan kecil ke setiap pad menggunakan picagari atau stensil. Sekiranya anda mempunyai stensil, sebarkan gumpalan pasta pateri di sekitar stensil seperti lapisan mentega nipis pada roti bakar sehingga semua penutup ditutup. Anda tidak memerlukan sebanyak yang anda fikirkan, terus menyebarkan.

Seterusnya anda ingin meletakkan komponen anda di papan anda. Selagi setiap pad menyentuh gumpalan solder yang relevan, maka anda sudah cukup dekat. Pateri pateri mempunyai sifat ajaib ini di mana apabila ia berubah lebur, ia akan menarik komponennya ke tempat hampir setiap masa.

Sekiranya anda terlalu tidak yakin dengan kemahiran pematerian anda, anda boleh menukar kapasitor 0603 ke format yang lebih besar atau melupakannya sama sekali. Mereka meningkatkan jangka hayat NeoPixel tetapi melainkan jika anda menggunakan ini sebagai sumber cahaya, tidak mungkin anda akan melihatnya terbakar. Oleh itu, saya sangat mengesyorkan agar anda memasangnya, hanya kerana kemahiran itu berharga untuk dimiliki.

Dari segi pematerian sebenarnya, tidak mungkin lebih mudah. Cukup luangkan kira-kira dua minit untuk memanaskan papan anda dengan pistol udara panas kemudian fokuskan lebih banyak kawasan ke kawasan sehingga semuanya kembali. Anda dapat mengetahui kapan ia dipasang semula kerana soldernya berkilat dan biasanya komponen itu sedikit "menggoyangkan" ke tempatnya.