Цахилгаан эрвээхэй: 8 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:04

Энэ бол миний хийсэн олон өнгийн олон өнгийн эрвээхэй бөгөөд хамгийн бага эд анги, програмчлал шаарддаг!

Эрвээхэйгээс гадна энэ нь ямар ч төрлийн гадаргуу дээр байрлуулж болох зэс туузаар хийсэн гэрийн хэлбэрийн зүсэгч дээр өөрийн ПХБ хийх боломжтой маш гайхалтай арга техникийг харуулсан болно.

Мэдээжийн хэрэг, ийм зүйлийг арилжааны зориулалттай хэвлэмэл хэлхээний самбараар хялбархан бүтээх боломжтой боловч хэрэв та үүнийг үйлдвэрлэх зардлаа хэмнэхийг хүсч байвал стандарт бус материалаар (толь, цонх гэх мэт) LED загварыг бий болгохыг хүсч байна. шилэн ПХБ -аас илүү) эсвэл бүр муруй гадаргуутай зүйлийг энэ аргаар зэс ПХБ -ийн ул мөрийг бараг ямар ч гадаргуу дээр хямдхан наахад ашиглаж болно.

Энэ нь том хар тугалга бүхий LED гэх мэт зүйлийг хийхэд хялбар байдаг, гэхдээ илүү нарийн, жижиг хэсгүүдийг ашиглах тусам улам хэцүү болдог. Тиймээс энэ техникийг сонгомол байдлаар ашиглаж болно, өөрөөр хэлбэл, тавиураас гадуурх самбар (Arduino) -ийг компьютер болгон ашиглаж, LED-ийг байрлуулахад онцгой тохируулга хийхийг хүсч буй газруудад зүссэн зүслэгийг ашигла.

Энэ төслийг бий болгохын тулд би дараахь зүйлийг ашигласан.

• A Silhouette Cameo хувийн винил/цаасан таслагч - ПХБ -ийг бий болгох зориулалттай
• Arduino UNO - хэлхээний програмист болгон ашигладаг
• Сэлбэгийн лазер таслагч (мод - акрил - юу ч хамаагүй) (хэрэв танд лазер байхгүй бол өөр зүйл ашиглаж болно)

Бодит хэсгүүд нь:

• 1 долларын үнэтэй ATTiny75 процессор
• 22 NeoPixels - (цуваа удирдлагатай, гурван өнгийн LED)
• 2x3 толгой
• Зэс тугалган цаас

Бүх програм хангамжийг Arduino IDE дээр хийсэн - Adafruit NeoPixel -ийн номын сан, ТУЗ -ийн менежерээс ATTiny -ийг ашигласан болно.

Үүнд хандах хоёр үндсэн арга бий:

Хялбар арга: Би өөрийн гэсэн самбартай (Arduino шиг) би үүнийг LED -ийг удирдахад ашиглах болно. Би зөвхөн LED -д зориулсан ПХБ -ийг бүтээж, үүнийг arduino -тойгоо холбох гэж байна.

Хатуу (бас хямд) арга: Би бүх зүйлийг 100 хувь өөрөө хийх болно. Надад Arduino хэрэггүй, харин би 1 долларын ATTiny85 ашиглах гэж байна. Silouette эсвэл CriCut төрлийн винил таслагч дээр бүх нарийн ширхэгтэй урлаг хийх нь илүү хэцүү байдаг тул энэ нь илүү хэцүү байдаг.

Алхам 1: Дизайн

LED нь тус бүр нь NeoPixels юм. Эдгээр нь тус тусад нь хянах боломжтой, олон түвшний (гэрэлтүүлэх), маш тод, RGB LED төхөөрөмжүүд бөгөөд зөвхөн 4 зүүтэй байдаг: VccGndData InData Out. Тиймээс та улаан-ногоон-цэнхэр тус бүрийг хянаж байхдаа тэдгээрийг гинжлэх боломжтой гэсэн санаа юм. тус бүрийн өнгөний түвшин - бүгд таны CPU дээрх ганц зүүгээр. Илүү сайн, Arduino-д зориулсан Adafruit NeoPixel номын сан нь эдгээрийг хэдхэн секундын дотор ажиллуулах боломжтой болно.

Хэрэв та энэ загвар дээр CPU-ийн самбарыг төлөвлөхөөс татгалзаж байгаа бол (бэлэн биш байгаа Arduino-ийг ашиглана уу) танд хэрэгтэй зүйл бол Neopixel-ийн үндсэн ул мөр юм (тус бүрийг тойрч гарах тагийг оруулахыг зөвлөж байна). Хаалттай footprint.svg файл нь үндсэндээ эхлэхэд хэрэгтэй зүйл юм. Энэ нь NeoPixles болон конденсаторын зэс тугалган цаасны тоймыг өгөх болно. Та үүнийг Inkscape дээр нээж, бүх +5v зүү, бүх газардуулгын зүүг хооронд нь холбож, дараа нь бүх өгөгдөл оруулах, гарах гарцыг гинжлэх боломжтой.

Үүнийг дээр дурдсан шиг винал зүсэгч дээрээ ашиглаж болох зүсэлт хийх зөв зам болгон хувиргахаа мартуузай. Үүнийг хийхийн тулд танд "жинхэнэ" ПХБ -ийн дизайны програм хэрэггүй.

Зүү нь нэлээд том хэмжээтэй, гагнахад хялбар байдаг NeoPixel -ийн хувьд энэ нь тийм ч чухал биш боловч Каптон соронзон хальснаас Soldermask -ийн хялбар давхаргыг хайчилж болно. Энэ нь гагнуурын дэвсгэр хийх зориулалттай жижиг тэгш өнцөгт хэлбэртэй том зүсмэл тууз шиг харагдах бөгөөд зэсийнхээ бүх хэсэгт байрлуулах болно.

Алхам 2: CPU -ийн дизайн

Хэрэв та илүү амбицтай байгаа бол зэс тугалган цаасандаа CPU -ийн өөрөө хийсэн эталийг хийж болно.

Энэ нь ATTiny85 төхөөрөмж дээрх жижиг зүү, маш жижиг зэс тугалган сийлбэр авах шаардлагатай болсон тул үүнийг хийхэд хялбар байдаг.

Үүнийг "жинхэнэ" ПХБ -ийн дизайны програм дээр хамгийн сайн хийдэг байх (би Eagle ашиглаж байсан).

Би бас хүч чадал/дибаг хийх холбогчийг өөрийн дизайнд оруулсан (мөн хэд хэдэн тойруу конденсатор).

Ийм жижиг геометрийн зэсийг огтлоход хүндрэлтэй байгаа талаар бид илүү дэлгэрэнгүй ярих болно.

Алхам 3: Давхаргыг хийх

Алхам 4: Хэлхээ угсрах

Зэсийн ул мөрийг таны загвар дээр байрлуулж болно.

Миний хувьд - Би лазераар хайчилж авсан модон хэсгийг (хавсаргасан SVG файлын тойм) ашигласан.

Би тэмдэг дамжуулах соронзон хальс ашиглан зэс тугалган цаасыг дэвсгэр дээрээс нь салгаад модон дээр тавив. Хэрэв та Kapton soldermask давхаргыг хийхээр шийдсэн бол одоо зэс дээрх мод руу шилжүүлэх болно.

Зэс тугалган цаасаар гагнах нь жаахан хэцүү байдаг, учир нь ердийн хэлхээний самбараас ялгаатай нь зэс нь наалдамхай материалаар (мод) наалддаг бөгөөд энэ нь ердийн хэлхээний хавтангийн зэс шиг хатуу наалддаггүй. Тиймээс, хэрэв та болгоомжтой байхгүй бол (ялангуяа гагнуурын төмрийн халуунд) купер гулсаж эсвэл шилжиж болно. Kapton soldermask ашиглах нь зэсийг бага зэрэг барихад тусалж, үүнийг арай хялбар болгоно.

Анхаарал хандуулах ёстой бас нэг том зүйл бол NeoPixels -ийг илүүдэл халуунд үл тэвчих шинжтэй гэж мэдээлсэн явдал юм. Тиймээс гагнахдаа гагнуурын урсгалыг ихээр ашиглаарай (би цэвэр биш урсгалтай үзэг хэрэглэдэг), ихэнх дулаан, гагнуурыг зэсийн ул мөр дээр түрхэж, гагнуур NeoPixel зүү рүү урссаны дараа дулааныг хурдан арилгана. (Soldermask нь ул мөрний хучигдсан хэсгээр урсахгүй тул шаардлагатай гагнуурын хэмжээг багасгахад тусална).

NeoPixels -ийг гагнахаасаа өмнө наалдуулахын тулд "Tacky Glue" жижиг цэгийг ашиглах нь надад хамгийн хялбар санагдсан. Энэ нь хэсгүүдийг байрлуулж, гагнуурыг хурдан болгож, улмаар бага дулаан шаарддаг. Tacky Glue нь хурдан наалддаг бөгөөд эд ангиудыг байрлуулсны дараа шууд гулгахгүй байх боломжийг олгодог. Энэ нь ямар нэгэн төрлийн солих, дахин боловсруулалт хийх шаардлагатай бол эд ангиудыг зайлуулах боломжийг олгодог наалдамхай тууштай байдалд (бага хэмжээгээр) үхдэг.

Алхам 5: CPU нэмэх

Хэрэв та CPU (дибаг хийх холбогч) -ыг өөрийн гараар хийхийг хүсч байвал энэ нь LED хийхээс арай илүү хэцүү юм. Үүний шалтгаан нь геометр нь жижиг, нарийн байдаг тул винил зүсэгчээс илүү нарийн зүсэлт шаарддаг.

Зэс тугалган тууз хайчлахдаа соронзон хальсанд наалдсан лав цаас харьцангуй бага наалддаг болохыг би олж мэдсэн. Энэ нь жижиг геометрийг ашиглахыг оролдоход ар тал дээр гулсах хандлагатай байдаг гэсэн үг юм.

Би олон тооны тохируулгатай тоглож байсан ч хамгийн сайн шийдэл бол илүү бат бөх наалдсан субстрат ашиглах явдал байв. Винил нь сайн ажилладаг боловч тэмдэг дамжуулах соронзон хальсны тусламжтайгаар зэсийг винилээс салгаж (модон дээр тавих) боломжийг олгодоггүй. Та хэлхээг винил дээр орхиж болно, гэхдээ энэ нь гагнах үед хайлах хандлагатай байдаг - тиймээс энэ нь боломжгүй зүйл биш боловч угсрахад илүү хэцүү байдаг. (Би хэд хэдэн загварт винилийг субстрат болгон ашигласан).

(Ил тод тунгалаг хальс эсвэл хуудас хамгаалагч нь бас ажилладаг бөгөөд тэдгээр нь илүү зузаантай байдаг. Эдгээрийг чөлөөт хэлхээнд ашиглахыг хүсч байгаа бөгөөд наалдамхай суурьтай дэвсгэр ашиглахыг хүсэхгүй байгаа тохиолдолд дизайнд ашиглаж болно) - гэхдээ гагнаагүй бол хайлна. маш болгоомжтой.

Миний олж мэдсэн хамгийн сайн шийдэл бол Каптон соронзон хальсыг субстрат болгон ашиглах явдал байв. Каптон соронзон хальс нь гагнуурын халуунд маш сайн тэсвэртэй, гагнуурын үүргийг гүйцэтгэдэг бөгөөд наалдамхай давхаргатай байдаг. Ганц сул тал нь ихэвчлэн маш нимгэн байдаг. Түүнийгээ хоёр дахин нугалж, бат бөх болгохын тулд хоёр дахин нэмэгдүүлээгүй л бол ажиллахад надад хэцүү байсан.

Каптон дээрх зэсийн наалдамхай чанар өндөр байх тусам CPU -ийн утас гэх мэт нарийн ширийн зүйлийг огтлох боломжтой болно. Үүнийг хийсний дараа би Каптоныг модон эрвээхэйний арын хэсэгт наалаа.

Алхам 6: Програм хангамж

Програм хангамжийг Adafruit NeoPixel номын санг ашиглан Arduino ноорог хэлбэрээр хийсэн.

Энэ нь өчүүхэн мэт санагдаж болох ч эрвээхэй дээрх хээ удмын талаар маш их бодсон. Кодыг хэдхэн секунд тутамд хоёр горимыг ээлжлэн солих зорилгоор бичсэн болно.

НЭГДСЭН МОНГОЛ - Өнгө арчих - янз бүрийн өнгийг угааж, өнгийг хурдан өөрчилдөг. "Өнгө" -г сонгохдоо би өнгөний хамгийн тод байдлыг хангахын тулд өнгөний "утга" -ыг цэвэрлэх алгоритмыг ашигласан.

Хоёрдугаар горим - Ажиллуулдаг:

• Урьдчилан тодорхойлсон 6 эсвэл 8 өөр сегментийн бүлгийн "хэв маягийг" үүсгэсэн. Код нь эдгээрийн аль нэгийг санамсаргүй байдлаар сонгох болно

• Загвар бүрийг урьдчилан тодорхойлсон сегментүүдийг 2, 3, 4 өөр өнгөөр бөглөх шаардлагатай байв. Өнгө бүрийг дараах хоёр аргын аль нэгээр нь санамсаргүй байдлаар сонгосон.

  • Хамгийн дээд түвшний 6 өнгөнөөс (улаан, ногоон, цэнхэр, шар гэх мэт) сонгосон.
  • Санамсаргүй HUE -ээс сонгосон - (1 -р горимд ижил өнгө үүсгэгч ашиглан)
• Үүссэн өнгөний загварыг бүдгэрүүлэх функцээр гүйцэтгэсэн бөгөөд энэ нь нэг хэв маягаас нөгөө рүү жигд бүдгэрч, дараа нь үргэлжлүүлэхээс өмнө хэдхэн секундын турш барьсан байна.

Хоёр горим 10 эсвэл 15 секунд тутамд солигддог.

Алхам 7: Програмчлал

Тиймээс одоо бидний ПХБ дээр цоо шинэ ATTiny85 байгаа бөгөөд үүнийг програмчлах шаардлагатай байна. Би үүнд зориулж Arduino SDK -ийг ашигласан тул бид програм ("ноорог") болон Arduino ачаалагчийг хоёуланг нь төхөөрөмж дээр байрлуулах хэрэгтэй.

Би Arduino Uno-г өөрөө систем доторх програмист болгон ашигладаг байсан.

Хавсаргасан диаграммд би Uno -г ATTiny85 хэлхээндээ хэрхэн холбосныг харуулав. Би үүнийг хоёр өөр аргын аль нэгээр хийх заалтуудыг хийсэн.

1. дибаг хийх толгойгоор дамжуулан би самбар дээр нэмсэн
2. Би самбар дээр нэмсэн дибаг хийх туршилтын онооны тусламжтайгаар. Эдгээрийг лазераар зүссэн нийлэг эзэмшигчийн тусламжтайгаар самбар дээр бэхлэх замаар байрлуулж болно.

Үүнийг хийхийн тулд:

• Arduino Uno -г компьютер дээрээ холбоод Arduino SDK -ийг нээнэ үү.
• Суурилуулсан "Ardunio -ийг ISP болгон ашиглах" ноорогыг нээнэ үү. Энэ тоймыг эмхэтгэн шинэчилнэ үү - одоо Uno бол ISP юм.
• Arduino "Самбарын менежер" хэсэгт ATTiny цувралын самбарын багцыг суулгана уу.
• Uno ISP -ийн тоймыг хааж, Butterfly кодын ноорогоо нээнэ үү.
• ATTiny85 "Board Type" -ийг сонгоно уу - 8Mhz дотоод осцилляторыг сонгоно уу.
• "Программист" -ын хувьд "ISP болгон Uno" -г сонгоно уу.
• "Uploads Bootloader" -г сонгоно уу (энэ чипийг зөвхөн АНХДУГААР удаа хий - үүнийг давтах шаардлагагүй болно)
• Үүнийг хийсний дараа та ноорогоо ATTiny85 руу илгээхийн тулд "Програмыг ISP -тэй хамт байршуулах" боломжтой боллоо.

Алхам 8: Эцсийн чуулган

Модны өөр хоёр хэсгийг лазераар хайчилж авав - эрвээхэйн далавчнуудын тойм. Тэднийг царцсан хар будгаар будсан байв.

Акрилийн нэг хэсгийг бүдүүн ширхэгтэй зүлгүүрээр зүлгэж "царцсан" дүр төрхтэй болгож, модон талбайн тус бүрийг энэ нийлэгээс хайчилж авав.

Зүссэн нийлэг хэсгүүдийг хамгийн дээд талын модон хэсэгт байрлуулсан. Тэд наасан байж болох ч нийлэг зүсэлт, модон дээрх будагны хүлцэл нь тэдгээрийг цавуугүйгээр хадгалах боломжийг олгодог.

Дараа нь эдгээр хэсгүүдийг жижиг наалдамхай цавуугаар наасан бөгөөд энэ нь засвар хийх шаардлагатай бол задлах боломжийг олгодог.