PixelPad Indian: Programovateľný elektronický odznak: 11 krokov

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

PixelPad je odznak elektronického vývoja založený na mikrokontroléri ATmega32U4 a ponúka mnoho vstavaných funkcií. Umenie PCB je inšpirované indickou kultúrou, umením a kresbami. Pomocou PixelPadu ho môžete použiť ako nositeľnú vývojovú dosku, napríklad Adafruit Playground Express alebo LilyPad, alebo ho môžete použiť ako elektronický odznak!

Funkcie zariadenia PixelPad nájdete nižšie!

Prešiel som mnohými indickými kultúrnymi a duchovnými umeniami a maľbami, aby som navrhol osnovu a dosku PCB. Po veľa výskumoch a oblúkoch som navrhol umenie DPS pomocou programu Adobe Illustrator.

Krok 1: Myšlienka

Keď som sa rozhodol postaviť elektronický odznak, prešiel som mnohými myšlienkami. To ma priviedlo k zmätku, pokiaľ ide o to, ktorý z nich musím navrhnúť. Doslova sa nedržím myšlienky. namiesto toho rýchlo mením nápady. Urobil som teda zoznam funkcií, ktoré som chcel v odznaku, ktorý navrhujem. Tu sú teda kritériá, ktoré som uviedol v procese vyvolávania myšlienky.

• Minimalistický dizajn
• Kompaktná veľkosť
• Dizajn by mal byť priateľský k noseniu
• Majte dostatok I/O pinoutov
• Musí byť napájané z batérie
• Majte dobré LED diódy, ktoré je možné naprogramovať na niečo užitočné
• Reprezentuje kultúru alebo umenie

Keď som prešiel hrubým zoznamom, začal som hľadať, ktorý mikrokontrolér, LED diódy, ktoré musím použiť pre Pixelpad. Nájsť dobrú tému pre umenie je pre mňa príliš komplikované, vieš to? Ja takú zručnosť nemám!

Krok 2: Mikrokontrolér a neopixelové diódy LED

Na návrh odznaku som sa rozhodol použiť mikrokontrolér Atmega32U4. Dodáva sa s podporou USB a podporuje prenosové rýchlosti až 12 Mbit/s a 1,5 Mbit/s. Môže byť tiež použitý ako HID zariadenie. Zostal som teda s ATmega32U4 ako MCU. Rozhodne si môžete pozrieť technický list, ktorý som pripojil k tomuto projektu.

Použil som 12 LED diód NeoPixel, pretože každá LED je adresovateľná a na ovládanie farieb RGB je potrebný jeden dátový kolík. Preto som sa rozhodol zostať pri NeoPixels.

Krok 3: Navrhovanie schém pomocou programu Autodesk Eagle

Na návrh všetkých svojich DPS som použil Autodesk Eagle CAD. Začal som navrhovať obvod Schematics v Eagle. Hlavné komponenty, ktoré som použil v schémach, sú vysvetlené nižšie.

• MIC5219B pre 3,3V 500mA zdroj na napájanie mikrokontroléra
• MCP73831 pre správu batérií Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z pre I2C RTC
• WS2812 5050 RGB LED
• 8MHz rezonátor na externé taktovanie ATmega32U4
• 2 × 3 konektor SMD pin pre pripojenie ISP
• Resetovacie tlačidlo SMD

Krok 4: Navrhovanie dosiek

Po navrhnutí schémy som začal s návrhom dosky plošných spojov (DPS). Najprv som zoradil všetky komponenty v poradí, ktoré som chcel. Potom sa začalo manuálne vedenie vzduchových káblov. Na stopy som použil minimálnu šírku stopy 8 mil. Dizajn dosky je pre dvojvrstvovú DPS. celkový rozmer je 66 x 66 mm. Súbory návrhu a súbory Gerber nájdete v prílohe na konci tohto projektu.

Krok 5: Importujte PCB Art na dosku

Importujte PCB umenie na dosku

Dizajn DPS som navrhol v programe Adobe Illustrator. Na vykonanie tejto časti môžete použiť akýkoľvek softvér na navrhovanie vektorov. Môžete použiť buď ilustrátor, alebo použiť otvorený zdroj, napríklad Inkscape. Skúsil som veľa dizajnu a nakoniec som to dotiahol do očakávaného dizajnu. Po navrhnutí umenia ho môžete uložiť ako 8-bitový formát BMP. Potom v Eagle musíte importovať umenie do ľubovoľnej vrstvy sieťotlače. Použil som vrstvu s názvom. Nechcem komponentnú vrstvu, takže som vymazal názvy a pomocou vrstvy umiestnil dizajn. Pri importovaní dizajnu postupujte podľa nasledujúcich krokov:

V hornej časti nájdete ikonu ULP. Kliknutím na ikonu získate vyskakovacie okno, v ktorom vyberiete ULP. Hľadanie importu-BMP potom otvorí import-Bmp ULP.

Potom vyberte požadovaný súbor BMP a vrstvu, ktorú chcete umiestniť, a upravte mierky atď … a kliknite na tlačidlo OK. Potom musíte umiestniť dizajn do dizajnu DPS tam, kde ste chceli.

Dôležité upozornenie: Dizajn by mal byť čiernobiely

Na zobrazenie 3D modelu DPS som použil Autodesk Fusion 360, na návrh obrysu dosky pre dimenznú vrstvu som použil aj Fusion 360. Výhodu integrácie Fusion 360 a Eagle môžete určite využiť.

Krok 6: Export súboru Gerber do výroby

Na výrobu DPS od všetkých výrobcov na celom svete potrebujete súbor Gerber, ktorý im bol zaslaný. Generovanie súboru Gerber v Eagle je veľmi jednoduché. Môžete postupovať podľa nižšie uvedených krokov.

Na pravej strane Eagle nájdete kartu Výroba. Po kliknutí na kartu Výroba sa zobrazí vykreslený obrázok DPS na výrobu. V tom istom okne kliknite na tlačidlo CAM.

Uložte každú vrstvu do priečinka a skomprimujte ho do formátu zip.

Krok 7: Výroba DPS

V Číne je veľa služieb výroby PCB za 5 dolárov za 10 PCB. Osobne odporúčam PCBWAY Poskytujú kvalitné PCB a podpora starostlivosti o zákazníkov je úžasná.

Krok 8: Zhromažďovanie komponentov

Doručenie PCB trvá dva týždne. Medzitým som začal zbierať potrebné komponenty pre projekt. Niektoré komponenty už mám, a tak som zostávajúce komponenty kúpil z rôznych zdrojov. Ale dal som všetky súčasti odkaz na obchod.

Krok 9: Spájkovanie komponentov

Po príchode PCB aj komponenty. Začal som spájkovať súčiastky. pomocou spájkovacej stanice weller we51 s mikro hrotom. balík 0805 SMD je pre nováčikov trochu ťažký na spájkovanie, ale chlapi si naň zvyknú po spájkovaní niekoľkých súčiastok. Použil som aj teplovzdušnú prepracovaciu stanicu, ale nie je to potrebné. Buďte opatrní pri spájkovaní mikrokontroléra a ostatných integrovaných obvodov neprehrievajte integrované obvody.

Tiež som použil čistiaci roztok DPS na čistenie DPS od prebytočného spájkovacieho taviva.

Krok 10: Programovanie indickej dosky Pixelpad

Spájkoval som všetky súčiastky na doske plošných spojov. Na naprogramovanie dosky pomocou Arduino IDE musíme na dosku napáliť príslušný bootloader Atmega32u4. Na svoju dosku som použil bootloader mikro dosky Sparkfun pro. Na napálenie bootloadera potrebujete ISP programátor alebo ako ISP programátor môžete použiť dosku Arduino. Programátor ISP USBTiny staviam sám, navštívte moju stránku programátora USBTinyISP.

Po pripojení zariadenia Pixelpad Indian sa rozsvieti LED dióda napájania. Z manažéra dosky som vybral dosku Sparkfun Pro Micro a z okna programátora som vybral programátora USBTiny ISP. Potom kliknite na napaľovací bootloader. Spálenie bude chvíľu trvať. Po napálení bootloadera je pripravený na programovanie pomocou kábla micro USB. Vytvoril som základný náčrt, ktorý ukazuje analógový čas hodín pomocou LED diód NeoPixel a RTC. Červené LED diódy ukazujú hodiny a modré LED minúty.

Krok 11: Pracovné video

Dúfam, že sa vám tento projekt páči!

STIAHNITE SÚBOR PROJEKTU Z MOJEJ STRÁNKY GITHUB