MagicCube - klepnutím zmeníte farbu: 6 krokov (s obrázkami)

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

Projekty Fusion 360 »

Vitajte pri mojom prvom pokyne. Dúfam, že ste mohli dodržať všetky kroky. Ak máte nejaké otázky, opýtajte sa a ja pridám obsah k pokynom.

Myšlienkou tohto projektu bolo postaviť a vyvinúť malú kocku so špeciálnym efektom ako vianočný darček. Jednu z nich dostali všetci členovia mojej rodiny a boli skutočne šťastní, že ju dostali.

Krok 1: Koncept a materiály

Koncept bol inšpirovaný iným projektom. Samotná kocka by mala mať malú veľkosť, celkovo je 39 mm^3.

Moje nastavenie bolo dostupné rozhranie na dobitie kocky. Najbežnejší je dnes micro USB.

Pridaný snímač LIS3DH na meranie kohútikov (použil som ho v inom projekte, takže som s ním oboznámený).

Chcem mať fyzický vypínač ON/OFF.

Tiež sme sa rozhodli použiť niektoré LED diódy WS2812b, ktoré sa ľahko používajú a prinášajú pekné svetlo.

Teraz máte možnosť získať úplnú súpravu alebo zostavenú dosku cez Tindie, ak nemáte schopnosti alebo

nástroje na spájkovanie a tlač tohto projektu.

Odtlačky otvorov sú vytlačené pomocou PLA od das Filament

Tlačiarne sú Ender 2 a Ender 3 pro.

Zoznam materiálov je dlhý, pretože uvádzam každý odpor. Takmer všetky diely sú diely SMD.

Potrebné nástroje:

• spájkovačka
• 3D tlačiareň
• počítač s Arduino IDE
• USBTinyISP (Toto alebo toto je testované)
• Lepidlo
• Teplovzdušná pištoľ alebo malá reflow pec
• spájkovacia pasta

Kusovník:

• 1x PCB PCBway alebo zostavená PCB
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• 16 MHz kryštál Digikey
• 1x LIS3DH Digikey
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED zelená (0603) Digikey
• 1x LED oranžová (0603) Digikey
• 1x batéria s konektorom molex picoblade (503035 alebo 303035 alebo 603030)
• 1x Aliexpress TP5400
• 1x TLV70233 Digikey
• 1x Micro USB port Digikey
• 1x posuvný spínač Digikey
• 1x molex 2p konektor Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x 4, 7uH induktor (3015) Digikey
• 1x dióda SS32 Digikey
• 2x BSS138 tranzistor Digikey
• 7x 10k Ohm odpor (0603)
• 4x uzáver 1uF (0603)
• 7x krytka 100nF (0603)
• 4x uzáver 22uF (0805)
• 2x 10uF uzáver (0805)
• 1x 4, 7uF Tantalcap (3216A)
• 1x odpor 330 ohmov (0603)
• 1x odpor 500k Ohm (0603)
• 3x rezistor 5k Ohm (0603)

Keď sa rozhodnete použiť programovací adaptér, budete potrebovať aj pogo-piny.

Niečo také: Pogo Pins

Priemer by mal byť 2 mm a dĺžka 3 mm. Potom zapadnú do otvorov a dokonale sa spoja s doskou plošných spojov.

Krok 2: 3D tlačené puzdro

Puzdro bolo navrhnuté v programe Autodesk Fusion360. Urobil som tam všetky kroky, kryt, dizajn adaptéra pre pogo piny a tiež základný tvar DPS!

Vo Fusion360 a Eagle je pekná funkcia exportu a spolupráce, takže môžete svoje zmeny dosky plošných spojov ťahať a posúvať z jedného programu do druhého.

Sledovaním videa na youtube ste zistili, ako to funguje:

Tvar DPS Fusion360

Vyberiem si nastavenia tlače, aby som pri tlači puzdra vykonával menej práce. Všetko je navrhnuté tak, aby nemalo veľkú podporu a dobrú kvalitu tlače. Podporu potrebuje iba vypínač, ale je skutočne malý. Je lepšie ho vytlačiť pomocou programu Brim.

• Vrstva 0,15
• Hrúbka steny 2
• Výplň 20%

Krok 3: Rozloženie PCB

Rozloženie PCB nemá vysokú zložitosť. Všetky kroky boli vykonané pomocou programu Autodesk Eagle.

Existuje niekoľko základných modulov založených na:

• ATmega328P na základe Arduino Nano
• Dva tranzistory BSS138 na radenie úrovní
• Tri LED diódy WS2812b
• Správa batérie a napájací obvod
• akcelerometer
• možnosť spájkovať 3 x 1 pinhead na dosku pre sériové pripojenie

Krok 4: Spájkovanie

Keď to spájkujete s reflow pecou, je oveľa jednoduchšie vyrobiť si šablónu alebo si ju kúpiť. V opačnom prípade strávite veľa času nanášaním spájkovacej pasty na podložky. Odporúča sa použiť reflow pec.

Použite nízkoteplotnú spájkovaciu pastu, pretože LED diódy sa môžu pri vysokých teplotách poškodiť. Bola to pre mňa ťažká lekcia a rozlíšenie týchto LED diód nie je žiadna zábava.

Ako aplikovať spájkovaciu pastu na dosky plošných spojov?

Tu je tiež užitočné video z youtube: Ako aplikovať spájkovaciu pastu

Po nanesení spájkovacej pasty musíte diely umiestniť na správne miesto. Všimol som si, že je oveľa jednoduchšie umiestniť diely pomocou rozloženia s hodnotami dielov. Tak som vyrobil DPS s hodnotami dielov a môžete si ho stiahnuť. Ak časť nie je jasná, nechajte ma teraz.

LED7 = zelená

LED3 = zelená

LED4 = oranžová

Pri umiestňovaní integrovaných obvodov dbajte na označenie obalu! Nesprávne spájkované spájkovanie môže poškodiť vašu dosku a komponenty!

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Po spájkovaní v reflow peci musíte spájkovať 4 upevňovacie body portu micro USB, inak sa zlomí a môže poškodiť stopy vašej dosky plošných spojov.

Krok 5: Programovanie dosky

Na tento krok potrebujete:

• USBTinyISP
• Drôty a spájkovačka
• Pogo piny (voliteľné)
• 3D tlačený adaptér na programovanie (voliteľné)
• Arduino IDE

Na programovanie Atmega na PCB potrebujete programátor USBTinyISP. Mikroprocesor je možné naprogramovať iba pomocou rozhrania ISP. Na doske nie je žiadny prevodník USB na sériový port, takže programovanie pomocou portu micro USB nie je možné.

Na spodnej strane dosky plošných spojov môžete vidieť testovacie panely s rôznym označením pre rozhranie ISP. Teraz existujú dve možnosti, spájkovanie drôtov s týmito podložkami alebo použitie pinov pogo na ich pripojenie.

V mojom prípade som použil niekoľko pogo pinov, pretože staviam viac ako jeden. Adaptér, ktorý nájdete v súbore.stl, na tlač a získanie správnych polôh pre pogo piny.

Po pripojení programátora cez rozhranie ISP k doske môžete spustiť Arduino IDE.

POZNÁMKA: Mikrokontrolér sa v Arduino IDE nezobrazí ako sériový port !

Upravte nastavenia dosky pomocou nástrojov:

• Ako dosku Arduino vyberte „Arduino Nano“
• Nevyberajte žiadny port!
• Zmeňte programátor na „USBtinyISP“

Pozrite sa na obrázky.

Teraz ste pripravení programovať ATmega!

1. Horiaci bootloader
2. Programovanie

Najprv musíte napáliť bootloader. Tento krok vypáli poistky a umožní mikroprocesoru zapamätať si, kto to je. Vyberte to v Arduino IDE v časti „Nástroje“-> „Napáliť bootloader“.

LED7 na doske by mala blikať. Po úspešnom napálení LED dióda bliká s pevnou frekvenciou. Blahoželáme, vaša doska je pripravená.

Krok 6: Zostavenie a funkcie

Montáž

Keď sú všetky diely vytlačené a doska plošných spojov je naprogramovaná úspešne, môžete zostaviť kocku. Na tento krok potrebujete lepidlo. Vzhľadom na malú veľkosť experimentoval so zacvakávacími spojmi, ale do Vianoc som nemal dosť času. Rozhodnutie zlepiť to spolu bolo tiež dobré.

Pri montáži sa pozrite na obrázky. Ukazujú tiež každý krok.

1.) Pripojte batériu k doske plošných spojov, niekedy je jednoduchšie batériu vložiť najskôr do základne.

2.) Vložte DPS do základne. Doska plošných spojov zapadá iba do jednej polohy, takže nie je možné ju položiť nesprávne. DPS môžete opraviť horúcim lepidlom, pretože akcelerometer funguje lepšie, pretože nedochádza k chrasteniu dosky plošných spojov.

3.) Vložte vypínač. Ak chcete skontrolovať, či je spínač správne namontovaný, môžete ho zapnúť a vypnúť.

4.) Vezmite trochu lepidla na okraj základne, ktorý bude vo vnútri kocky. Dávajte pozor, aby ste nelepili posuvný spínač. Nepotrebujete veľa lepidla.

5.) Spojte základňu a Lightcube dohromady a kým lepidlo schne, položte naň niečo ťažké.

6.) Keď je lepidlo zaschnuté, nabite batériu a užívajte si:)

Funkcie

Keď je lepidlo vysušené a môžete použiť svoju kocku, tu sú základné funkcie:

• Nabíjanie - oranžová dióda LED počas nabíjania
• Nabíjanie - zelená LED po dokončení nabíjania
• Posunutím prepínača zapnete/vypnete MagicCube
• Jedným klepnutím zmeníte farbu
• Dvojitým klepnutím vypnete LED diódy
• Môžete klepnúť na stôl alebo stôl, na ktorých stojí MagicCube
• Bavte sa

Druhé miesto v súťaži Make it Glow Contest 2018