Hviezdna brána pre vašu pracovnú plochu - DPS: 6 krokov (s obrázkami)

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

Projekty Fusion 360 »

Ak sa vám tento projekt páči, zvážte jeho hlasovanie v súťaži o PCB (v spodnej časti stránky)

Stargate SG-1 je moja najobľúbenejšia televízna šou odjakživa. Posledných pár mesiacov som nútil svoju priateľku pozerať celú sériu. Boli sme okolo štvrtej sezóny, keď som videl, že Instructables organizuje PCB Contest, a vyzeralo to ako perfektná príležitosť navrhnúť svoju vlastnú hviezdnu bránu, ktorú by som si mohol položiť na stôl.

Na tento projekt som prišiel. Je to 4-palcová PCB hviezdna brána so sprievodným DHD (to je zariadenie pre vytáčanie pre laikov), ktorá sedí na vašom stole a svieti! Klepnite na kapacitnú dotykovú podložku na DHD a každá šípka sa postupne rozsvieti. Dostaňte sa na 7. krok, a červia diera sa rozsvieti!

Doska plošných spojov je navrhnutá ako jeden kus a od seba sa oddeľuje. DHD je v strede a vonkajšie rohy sú podpery pre Stargate a DHD. Funguje na dve batérie AA a držiak batérie slúži ako základňa DHD.

Logiku zaisťuje ATtiny85, ktorý zapína LED diódy prostredníctvom posuvného registra 74HC595. Pokračujte v čítaní, aby ste zistili, ako som ho navrhol, a návod, ako ho zostaviť!

Krok 1: Prototypovanie

Ak je to vôbec možné, chcete prototypovať svoje návrhy plošných spojov na doske, než začnete čokoľvek vyrábať. V dnešnej dobe je veľmi výhodné nechať si vyrobiť PCB, ale napriek tomu nechcete strácať čas ani peniaze.

V mojom prípade som nikdy predtým nepracoval s posuvným registrom, takže na to som sa potreboval sústrediť na testovanie. Do značnej miery som sa spoliehal na tento návod s pokynmi, aby som sa dozvedel, ako fungujú:

V skutočnosti som urobil chybu, že som si objednal PCB pred dôkladným testovaním. Môj pôvodný dizajn používal jednotlivo adresovateľné LED diódy WS2812B. Tie z niekoľkých dôvodov nakoniec nefungovali dobre a ja som premrhal veľa času a peňazí. Nový dizajn je jednoduchší a lacnejší.

Aby som prototypoval svoj návrh posuvného registra pre druhú revíziu PCB, všetko som vyložil na dosku. Sú tam zapnuté ATtiny85, posuvný register, odpory a diódy LED. Existuje aj druhá oblasť programovania ATtiny85 prostredníctvom Arduina (Google, ako na to, existuje veľa návodov).

Kompletný zoznam dielov pre tento projekt:

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x Posuvný register 74HC595
• 7x červené 3mm LED diódy
• 1x Modrá 3mm LED
• 2x 120ohm odpor
• 1x prepínač SPDT 1P2T
• 1x držiak batérie

V prílohe je kód ATtiny85 (flashovaný pomocou Arduina). Po testovaní som prešiel na návrh DPS.

Krok 2: Návrh DPS

Ak si len chcete nechať vyrobiť DPS podľa môjho návrhu, môžete použiť priečinok StargatePlots.zip, ktorý je priložený. Obsahuje súbory Gerber na ich výrobu

Fyzický dizajn DPS bol pre konečný produkt veľmi dôležitý-najmä preto, že sa od seba oddeľuje a časti DPS sa používajú ako podpery. Z tohto dôvodu som začal v CAD. Na návrh DPS vrátane záložiek som použil Autodesk Fusion 360.

Prehľad PCB vo Fusion 360

Akonáhle budete mať svoju DPS navrhnutú v CAD, potrebujete spôsob, ako ju preniesť do softvéru na návrh DPS, aby ste pridali orezanie okrajov. Všetko, čo musíte vo Fusion 360 urobiť, je vytvoriť nový náčrt na povrchu súčiastky a premietnuť všetky hrany. Potom stačí uložiť náčrt. V oblasti prehliadača súčastí (na ľavej strane okna) vyberte nový náčrt a exportujte ho ako DXF. To si nechaj na neskôr.

Schéma KiCAD

Skutočný návrh DPS som urobil v KiCADe. Použil by som Autodesk Eagle, ale krátil som to blízko termínu uzávierky súťaže a nemal som čas naučiť sa používať Eagle. V KiCAD je prvým krokom vytvorenie schémy DPS. Schéma je zjednodušená bloková schéma vášho návrhu a jej hlavným účelom je povedať KiCADu, ktoré kolíky komponentov sú navzájom prepojené.

Vlastný komponent

KiCAD mal vstavané takmer všetky komponenty, ktoré som používal, takže som ich jednoducho pridal a spojil kolíky. Veľkou výnimkou bol kapacitný dotykový panel, ktorý je úplne na mieru. Aby som to dodal, musel som vytvoriť novú stopu DPS.

Najprv som v InkScape nakreslil tvar dotykovej podložky. Potom som použil bitmapový prevodník KiCADu, aby som to zmenil na stopu pre nový komponent. To bolo potom pridané do mojej schémy.

KiCAD PCB

Akonáhle máte schému hotovú, môžete vytvoriť skutočné rozloženie DPS. KiCAD bude jednoducho ukladať všetky stopy na list a je len na vás, kam ich umiestnite. Najprv však chcete importovať tento DXF obrysu dosky plošných spojov.

Prepnite na vrstvu Edge Cuts a potom zvoľte importovať DXF. Vyberte svoj obrys DXF a bude umiestnený na hárok. Potom môžete svoje stopy umiestniť podľa potreby. Tieto kroky sú podrobne popísané v oveľa podrobnejších sprievodcoch KiCAD. Nakoniec pridajte niekoľko medených výplní s chránenými oblasťami, aby ste sa vyhli výrezom.

Vlastná sieťotlač

Žiadna hviezdna brána nie je kompletná bez glyfov, čo znamená, že je potrebná vlastná sieťotlač. Začal som tým, že som na Googli našiel ilustráciu Hviezdnej brány, ktorá jasne ukazovala glyfy. Potom som pomocou GIMP odstránil všetok obrázok okrem glyfov a urobil som ho čiernobielym. Vzal som to do InkScape a previedol som ho na vektorový obrázok a zväčšil ho na správnu veľkosť.

Odtiaľ bol proces podobný vytvoreniu vlastnej stopy. Ale namiesto použitia obrázku ako stopy som ho použil pre vrstvu sieťotlače. Potom som ho len presunul do DPS a umiestnil. Tento postup sa opakoval pre glyfy DHD.

Krok 3: Vyrobte si DPS

Existuje mnoho výrobných služieb, ktoré môžete použiť na výrobu svojich DPS. OSH Park je obľúbenou voľbou, ktorá sa veľmi ľahko používa a má vynikajúcu kvalitu, ale je trochu drahá-dosky plošných spojov sú tiež purpurové.

Na tento projekt som použil službu Seeed Studio Fusion PCB. Bolo to výrazne dostupnejšie, kvalita bola tiež skvelá a ponúkajú oveľa viac prispôsobenia. Napríklad som ich mohol nechať vyrobiť v čiernej farbe a k dispozícii je niekoľko farebných možností.

Budete mať niekoľko možností dopravy, ale ja som si vybral DHL. Objednávku som zadal 11. januára a dosky som dostal 22. januára. Celkové náklady vrátane dopravy boli 51,94 dolára za 10 z týchto dosiek s rozmermi 101,6 x 101,6 mm. Ak by som dosky objednal v predvolenej zelenej farbe, boli by lacnejšie. Ale 5,20 dolára za dosku je celkom rozumných vzhľadom na to, aké sú veľké.

Všetko povedané, môžete použiť akúkoľvek službu, ktorú chcete. Ďalšími obľúbenými možnosťami sú JLCPCB a PCBWay. Všetko, čo musíte urobiť, je vykresliť súbory Gerber z KiCAD alebo Eagle a nahrať svoje návrhy do týchto služieb. Ak používate OSH Park, môžete svoj projekt KiCAD nahrať priamo.

Krok 4: Zostavte dosku

Ak ste si navrhli vlastnú dosku, mali by ste vedieť, ako ju zostaviť. Ak však používate môj návrh DPS, zostavte ho takto:

Všetky komponenty sú priechodné a sú označené štítkom na doske, takže montáž by mala byť jednoduchá. Každý komponent je umiestnený na boku dosky so štítkom. Miesta ATtiny85 a 74HC595 sú označené tým, ako by mali byť orientované. Čipy majú bodku s označením Pin 1, ktorý ide vedľa zárezu v obryse čipu na doske.

LED diódy majú polaritu, takže pri ich vkladaní musíte byť opatrní. Negatívna katóda (krátka noha) diód LED prechádza štvorcovým otvorom a pozitívna anóda (dlhá noha) prechádza okrúhlym otvorom. Najprv spájkujte sedem červených LED diód pre krokve a potom prevráťte dosku.

Modrú LED diódu je potrebné ohnúť v 90 -stupňovom uhle smerujúcom nadol do stredu hviezdnej brány. Vložte ho iba do polovice a potom ho pred spájkovaním ohnite.

Ďalej nasledujú káble DHD. Jednu stranu každého drôtu spájkujte s DHD časťou dosky plošných spojov a druhé konce spájkujte s časťou Stargate. Nezáleží na tom, ktorý vodič ide do ktorého otvoru, kapacitný dotykový panel nemá polaritu.

Nakoniec spájkujte vodiče batérie. Ak máte prvú revíziu dosky, bude nesprávne označená a hovorí, že spodný otvor je „+“pre pozitívum. To bola chyba z mojej strany. Spodný (vonkajší) otvor je negatívny. Pozitívny vodič batérie zapojte do horného (vnútorného) otvoru a záporný vodič do spodného (vonkajšieho) otvoru.

Krok 5: 3D tlač vašich dielov

Tento projekt má celkom deväť dielov vytlačených 3D: sedem krytov na šípoch a predné a zadné diely LED difuzéra červej diery.

Chevrony sú jednoduché a sú nalepené za chevronových diód LED za účelom dodania štýlu. Mali by byť vytlačené čiernou alebo sivou farbou.

LED difúzor červej diery je rozdelený na dve časti, aby bola tlač jednoduchšia a aby bola efektívnejšia. Predný diel je potlačený priesvitným vláknom, aby svetlo presvitalo, a zadný diel je potlačený bielym vláknom, ktoré pomáha odrážať svetlo cez prednú stranu.

Všetky tieto kusy je možné vytlačiť bez podpier. Odporúčam použiť výšku vrstvy 0,15 mm, výplň by mala byť niečo ako 20%.

Krok 6: Konečná montáž

Na dokončenie montáže Hviezdnej brány stačí dať diely dohromady pomocou horúceho lepidla. Najprv vám odporúčam použiť brúsny papier alebo Dremel na vyhladenie chlopní na častiach DPS.

Potom pomocou horúceho alebo super lepidla pripevnite prednú časť difuzéra k zadnej časti difuzéra. Mali by byť sústredné (na stred).

Ďalej naplňte krokev horúcim lepidlom a zatlačte ho nadol na diódu LED so šípkou. Zopakujte to pre ostatných šesť LED diód chevron. Pokračujte a pomocou horúceho lepidla namontujte LED difúzor červej diery na dosku plošných spojov. LED dióda má malý otvor, do ktorého sa zmestí, stačí ju vložiť a hrubú časť difuzéra použiť ako povrch na horúce prilepenie na dosku plošných spojov.

DHD vodiče niekoľkokrát omotajte okolo káblov batérie, aby boli v poriadku. DHD DPS má ísť na vrch držiaka batérie, preto ho tam zalepte za tepla (takže vodiče batérie sú zospodu). Potom pomocou horúceho lepidla pripevnite podpery (bez zárezov) k bokom držiaka batérie, aby zostal vzpriamený a stabilný.

Nakoniec zatlačte podperu so zárezmi do príslušných zárezov na doske Stargate PCB. Na každý použite kúsok horúceho lepidla, aby držal na svojom mieste.

A ste hotoví! Stačí zapnúť vypínač, počkať niekoľko sekúnd a potom môžete ťuknutím na dotykový panel zapojiť všetky šípky a vytvoriť červiu dieru!