Vizitka s dotykovým displejom: 8 krokov (s obrázkami)

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

Titul som strojný inžinier, ale taktiež som získal zručnosti v elektrotechnike a programovaní z dlhoročných projektov zahŕňajúcich obvody a mikrokontroléry. Keďže zamestnávatelia budú vzhľadom na môj titul očakávať, že budem mať zručnosti v strojárstve, rozhodol som sa urobiť vizitku, ktorá by predvádzala moje znalosti EE a programovania. Uvažoval som o rade možností, od špeciálne navrhnutej DPS s mojím menom a kontaktnými údajmi a niekoľkými užitočnými referenčnými tabuľkami, až po DPS s tým a malým obvodom LED baterky, ale nakoniec som išiel s najkomplikovanejším. Uvažoval som o možnosti, ktorá bola vizitkou s Arduinom a dotykovým displejom, ktorý niekomu umožňoval listovať rôznymi informáciami o mne. Je pravda, že je to veľmi prepracované a nákladné pre vizitku, ale z možných návrhov, ktoré som zvažoval, je najľahšie a bolo aj najzábavnejšie navrhovať a vyrábať.

Krok 1: Potrebné diely a spotrebný materiál

Komponenty:

Karta MicroSD (voliteľné, vložil som svoj životopis a portfólio na kartu MicroSD vloženú do obrazovky LCD)

Vlastná doska nosiča

Kolíky hlavičky

Dotyková obrazovka Adafruit (P/N 2478)

Adafruit Pro Trinket 3.3V (P/N 2010)

Ovládací panel napájania tlačidlom Adafruit (P/N 1400)

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

Adafruit 150 mAh LiPo batéria (P/N 1317)

Momentálne tlačidlo Adafruit (P/N 3105)

2X rezistor 1,2K Ohm SMT 0805

1X odpor 220 Ohm SMT 0805

Materiály/Nástroje:

Uhlopriečne frézy

Odizolovače drôtov

MicroUSB kábel

99% izopropylalkohol

Silikónový zhodný povlak

Spájkovacia pasta

Kefy

Teplovzdušná opravárenská stanica

Spájkovačka

Krok 2: Návrh a výroba dosky plošných spojov nosnej dosky

Nosná doska bola navrhnutá v programe AutoDesk EAGLE a vyrobená spoločnosťou OSHPark. Bohužiaľ sa mi nepodarilo vytvoriť schému zapojenia spolu s návrhom DPS, preto som pripojil súbor.brd z EAGLE, aby bolo možné dosku ľahko importovať do EAGLE a upravovať a/alebo vyrábať.

Krok 3: Objednávka stavby

Pretože niektoré komponenty po inštalácii obmedzujú prístup do iných oblastí karty, dodržal som konkrétne poradie konštrukcie:

1. Spájkované odpory na povrchovú montáž.

2. Spájajte PCB Adafruit.

3. Spájkovacie tlačidlo napájania.

4. Spájkujte kolíky záhlavia obrazovky LCD k nosnej doske (zatiaľ obrazovku nespájkujte k kolíkom záhlavia).

5. Namočte PCB do 99% izopropylalkoholu a drhnite tavidlo. Pred pokračovaním nechajte DPS úplne vyschnúť.

6. Prilepte a spájkujte lítium-iónovú batériu.

7. Na obidve strany dosky plošných spojov natrite silikónový povlak vyhovujúci požiadavkám.

8. Pripájajte obrazovku LCD k kolíkom záhlavia. Tavidlo na týchto novo spájkovaných spojoch odstráňte vatovým tampónom namočeným v 99% izopropylalkohole.

9. Na spájkované spoje obrazovky LCD a pozdĺž okrajov dosky plošných spojov obrazovky LCD namaľujte silikónový povlak.

10. Nabite a naprogramujte kartu.

Krok 4: Spájkovacie rezistory na povrchovú montáž

Karta používa 2X 1,2KOhm 0805 SMT odpory (RB1 a RB2) zapojené ako delič napätia, takže Arduino môže merať napätie batérie a 1X 220 ohmový odpor obmedzujúci prúd (RLED) pre modrú LED v tlačidle napájania. Spájkoval som ich pomocou spájkovacej pasty nanesenej na spájkovacie podložky a stanice na prepracovanie teplovzdušnej spájky, ale je možné ich aj spájkovať pomocou spájkovačky a štandardnej spájky.

Krok 5: Spájkovanie PCB Adafruit s nosnou doskou

Chcel som, aby karta mala čo najkompletnejší vzhľad a dojem, a tak som sa vo finálnom prevedení pokúsila odstrániť všetky ostré body alebo hrany. Na pripojenie plošných spojov Adafruit k nosnej doske som použil techniku, ktorú nazývam „spájkovanie nitovaním“, a nie obvyklými kolíkmi záhlavia. Aby som spojil dosky plošných spojov dohromady, položil som stranu dosky plošných spojov Adafruit bez súčastí na rovinu s doskou nosiča a držal som ju zarovnanú pomocou kolíkov záhlavia dočasne vložených cez niektoré priechodky cez priechodné otvory. Niektoré priechodky sú ponechané bez kolíkov záhlavia, aby ich bolo možné spájkovať. Zahrievaním priechodky na jednej z dosiek plošných spojov spájkovačkou a nanášaním spájky, kým nepreteká oboma doskami plošných spojov, sú dosky spojené fyzicky aj elektricky, pričom z oboch strán nevyčnievajú ostré kolíky.

Krok 6: Spájkovanie súčiastok cez dieru

Pred spájkovaním som pomocou diagonálnych zarovnávacích fréz vyrezal všetky kolíky súčiastkových otvorov v jednej rovine, aby bol spájkovací spoj skôr hladkým kopcom než tradičnou ostrou „sopkou“.

Krok 7: Odstránenie tavidla a nanesenie silikónového konformného povlaku

Aby som odstránil tavidlo, namočil som dosku do 99% izopropylalkoholu po spájkovaní všetkých ostatných komponentov okrem obrazovky a Li-Ion batérie, potom som pomocou kefy vyčistil všetok zostávajúci tok. Potom som na dosku namaľoval silikónový konformný povlak. Nie je to úplne nevyhnutné, ale cítil som, že to prinieslo karte lepšie prispôsobenie a povrchovú úpravu a poskytlo jej určitú ochranu pred vodou a elektrickým skratom. Nosnú dosku je potrebné pred spájkovaním obrazovky potiahnuť, pretože k nej nemožno po spájkovaní obrazovky pristupovať.

Krok 8: Programovanie / Návrh používateľského rozhrania

Rozhranie je zhruba také jednoduché ako rozhranie dotykovej obrazovky, aké je možné vytvoriť, ale ukazuje, že mám aspoň trochu skúsenosti s kódovaním. Úvodná obrazovka sa zobrazí, keď systém dokončí načítanie, a prejde na obrazovku s 5 voliteľnými možnosťami. Vedú k obrazovkám s rôznymi bitmi relevantných informácií o mne, ako aj k obrazovke so systémovými informáciami, ktorá hovorí o tom, kde som získal rôzne komponenty, má displej ukazujúci, koľko energie zostáva, a poukazuje na nabíjací port a kartu MicroSD. miesto pre kartu. Keďže som nepotreboval používať žiadne z funkcií obrazovky LCD, ktoré vyžadujú vloženie karty do zásuvky na kartu MicroSD, vložil som svoj životopis a portfólio na kartu microSD do zásuvky, aby boli moje úplné informácie k dispozícii na vizitke.