Sıfırdan Özel NeoPixel Yüzükler!: 8 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

NeoPixel halkaları ve genel olarak NeoPixels, her türden üretici için en popüler elektronik bileşenler arasındadır. Herhangi bir popüler mikro denetleyiciden alınan tek bir pin ile Adafruit, herhangi bir projeye muhteşem LED'ler ve animasyonlar eklemeyi son derece kolay hale getirir.

Ne yazık ki oldukça pahalılar ve Adafruit sadece dört beden satıyor. Pek çok üreticinin fark etmediği şey, NeoPixel'in Adafruit'in sırasıyla WS2812, WS2811 ve SK6812 adlı birkaç özdeş LED çipinin markası olmasıdır. Adafruit'in yaptığı tek şey çipi alıp bir devre kartına yerleştirmek ve bunun yanında büyük bir prim şarj etmek. Adafruit'in NeoPixel'leri herkes için erişilebilir kıldığı için bunu yapmasında yanlış bir şey yok, ancak biri sadece tahtaları kendileri yapacak olsaydı, Adafruit modellerinin maliyetinin yaklaşık %15'i için herhangi bir boyut veya tasarımda özel şekiller yapabilirdi (24 için). LED halka)(3$). Daha da önemlisi, ihtiyacınız olan herhangi bir boyutta olamazlar! Buna rağmen, hiç kimse tam olarak bunu yapmak için bir rehber oluşturmuş gibi görünmüyor.

Bu yüzden, çalışan Samus Arm Cannon projem için özel bir bileşik halkaya ihtiyacım olduğunda (çok yakında) süreci neden belgelemeyeyim diye düşündüm.

Bu eğitimde size bu özel yüzüğü nasıl yaptığımı ve kendinizinkini nasıl yapabileceğinizi göstereceğim.

Adım 1: İhtiyacınız Olan Şeyler:

Yöntem Ne olursa olsun Her Zaman Gereklidir:

• ws2128b LED'leri (NeoPixels)
• 1uf Caps (her iki LED için 1) (teknik olarak isteğe bağlı)
• Lehim pastası
• Akı (önerilen ancak isteğe bağlı)

Sıcak hava silahı

Tahtanızı profesyonelce üretmeyi seçerseniz, ihtiyacınız olan tek şey bu. Ancak bunun yerine kartınızı toner aktarma yöntemini kullanarak üretmeyi seçerseniz, aşağıdaki bileşenlere de ihtiyacınız olacaktır. Ben şahsen toner aktarma yöntemini kullanmadım, ancak yöntemim bu eğitimin kapsamı dışındadır. PCB'leri tam olarak nasıl yaptığımla ilgili bir eğitim yayınlamayı planlıyorum, buna dikkat edin!

Ev Yapımı Kart (Toner Transfer Yöntemi):

• Bakır Kaplı Levha
• Demir klorür
• PCB Kağıdı
• Lazer yazıcı
• Lehim Maskesi Filmi (Lehim Maskesi için Opsiyonel)
• UV Kaynağı (Lehim Maskesi için Opsiyonel)
• Şeffaflık (Lehim Şablonu için Opsiyonel)
• Dremel İş İstasyonu

. İşte tüm dosyalarım, diptrace kitaplıklarım ve modellerim.

Fiyatının nasıl olduğunu merak edenler için, fiyatı 17$+kargo olan bir Adafruit 24 LED halkasıyla karşılaştırın. LED başına maliyet: Adafruit: 17/24= 0,70$. Hiperİyon: 7/100= %0.07

Ek Maliyetler:Adafruit: (4$) Nakliye, Hyperion: 1$ (bakır levha) + 0,50$ (Ferrik Klorür)(ücretsiz kargo)

Toplam: Adafruit: 21 $, HyperIon: 3,18 $

Gördüğünüz gibi çok daha ucuz, maliyeti %15. Gönderimi görmezden gelseniz bile, HyperIon sürümünün fiyatı yalnızca 3,18 ABD Doları'dır, bu da 17 ABD Dolarına kıyasla büyük bir maliyet tasarrufu sağlar.

Adım 2: PCB Tasarımı Birinci Bölüm! LED Yerleştirme

Herhangi bir NeoPixel şekli oluşturmanın ilk adımı LED'lerin yerleştirilmesidir. Bir yarıçapı takip etmek istediğiniz herhangi bir tasarım için kullanabileceğiniz kullanışlı bir küçük excel belgesi oluşturdum.

Basitçe LED sayısını, kaplanmasını istediğiniz halka yüzdesini ve yarıçapı girin ve LED'lerinizi yerleştirmeniz gereken konum ve açı koordinatlarını otomatik olarak oluşturur. Daha sonra en popüler DipTrace, ExpressPCB veya EaglePCB'ye gidebilir ve koordinatları bileşen özelliklerinize ekleyebilirsiniz. DipTrace'i kişisel olarak kullandım ve tüm bileşenlerimi ve kitaplıklarımı bileşenler bölümünde bulabilirsiniz.

Bu proje için 34 ve 24 milimetre yarıçaplı iki halka kullanmayı seçtim. Dış yarıçap 20 piksele ve iç yarıçap 6 piksele sahipti.

*Bonus* Kullandığınız CAD programı (DipTrace gibi) bir dairenin merkez noktasından yerleştirilmesine izin vermiyorsa, dış yarıçapınızın ve iç yarıçapınızın çapı boyunca iki çizgi çizin. Kavşakları birbiriyle hizalayın ve bunu başlangıç noktanız olarak yeniden tanımlayın. Artık mükemmel bir eş merkezli tahtanız var!

Adım 3: PCB Tasarım İkinci Bölüm! Yönlendirme ve Kondansatörler

Baskılı devre kartınızı yapmanın bir sonraki adımı, LED'leriniz arasındaki bağlantılarınızı yapmaktır. NeoPixel'lerin her birinde bir veri giriş pedi ve bir veri çıkış pedi bulunur. İlk olarak, arayüz pinlerinizi yerleştirmeyi planladığınız yere en yakın pikselden başlayarak, bir pikselin veri çıkış pininden bir sonraki pikselin veri giriş pinine giden uzun bir zincir oluşturun.

Bundan sonra gücü ve toprağı yönlendirmeniz gerekecek. Bunu yapmak için bulduğum en kolay yöntem, orijinden dışarı doğru hareket ederken güç ve zemin arasında değişen toplam dört daire ve yarım daire kombinasyonu kullanmaktır. Bu, her LED'i iki kez birlikte manuel olarak kablolamaya göre küçük bir "atlama" bağlantısı oluşturmayı kolaylaştırır. İki daire/yarım daire çifti daha sonra en uygun şekilde birbirine bağlanabilir. Son olarak, bir bakır dökümü eklenir. Bu, esasen, tüm fazladan alanın, evde üretilmesinin daha kolay olması da dahil olmak üzere birçok avantajı olan "toprak" tarafından doldurulmasına neden olur.

Ayrıca her iki LED seti arasına güç ve toprak arasına bir kabaca.1uf kapasitör takmak isteyeceksiniz. Üretici, LED başına bir tane önerir, ancak muhtemelen ikide bir tane yapar ve lehimlemeleri zaman alır. Bunlar cihazın işlevselliği için gerekli değildir, sadece LED'lerin ömrünü uzatırlar, böylece gerektiğinde göz ardı edilebilirler.

Adım 4: Baskılı Devre Kartı Aşındırma

Bu adımı tamamlamak için iki seçeneğiniz vardır:

Profesyonel Üretim:

Hiç PCB yapmadıysanız ve bunu yapma becerisini kazanmakla ilgilenmiyorsanız, tavsiye edeceğim şey budur. Tahtanızı profesyonelce imal ettirerek bu projenin zorluğu yüksek orta seviyeden başlangıç seviyesine kadar gider. Tahtanızın yüksek kalitede olması, bir lehim maskesi ile gelmesi ve hatta bir lehim şablonu ile gelmesi garanti edilecektir.

Ev yapımı PCB:

Bu, becerilerini gerçekten geliştirmek ve kişisel yeteneklerini geliştirmek isteyenler için bir seçenektir. Aynı zamanda, yüksek hızda prototipleme yapanlar ve maliyetleri gerçekten düşürenler için bir seçenektir. Kendi PCB'lerimi yapabilmem yıllardır en büyük avantajlarımdan biri oldu ve ilgilenen herkese şiddetle tavsiye ediyorum. PCB yapmak için kendi yöntemimi geliştirdim (bunun nasıl yapılacağı için kanalıma bakın), bu eğitimin kapsamı dışındadır ve çoğu yeni başlayanın karşılayamayacağı ekipman gerektirir. Bu nedenle, bunun yerine PressN'Peel adlı bir ürün kullanarak toner aktarma yöntemini öneriyorum. Oldukça kolaydır ve ihtiyaç duyacağınız ve herkesin sahip olması gerekmeyen tek ekipman ucuz bir lazer yazıcıdır. Daha fazla ayrıntı için clacktronics-uk'nin eğitimine göz atın!

Temel süreç aşağıdaki gibidir:

1. Bakır cad kartınızı temizleyin.
2. Bir lazer yazıcı kullanarak tasarımınızı Peel n' Stick'e yazdırın.
3. Peel n' stick'teki tasarımı bakır panonuza ütüleyin
4. Tahtayı kazınıncaya kadar demir klorüre yerleştirin.
5. Toneri temizleyin

Lehim Maskesi (Opsiyonel):

Lehim maskesi, kartınızı her yerde ancak lehimin gitmesi gereken yerlerde koruyan bir kaplamadır. Bu, lehimlemeyi biraz daha kolaylaştırır, ancak daha da önemlisi, tahtanın çilesini önemli ölçüde iyileştirir. Kartınızı imal ettirmediyseniz, bir tane eklemek isteyebilirsiniz, ancak bu kesinlikle gerekli değildir. Şahsen ben bu süreci inanılmaz kolay buluyorum ve şiddetle tavsiye ediyorum. Yine, neye bulaştığınızı bilmeniz için sadece temel sürecin üzerinden geçeceğim. Daha fazla ayrıntı için cpeniche'nin eğitimine göz atın!

Süreç aşağıdaki gibidir:

1. Pano pedi tasarımınızı bir şeffaflık parçasına yazdırın.
2. Lehim maskesi filmini kazınmış tahtanıza soyun ve yapıştırın.
3. Filmi iyice yapışana kadar ütüleyin/lamine edin.
4. Asetatı tahtayla hizalayın ve bantlayın.
5. Filmi bir UV kaynağına maruz bırakın (oje kurutucuları çalışır)
6. Maruz kalmayan pedleri temizleyin
7. İyileşene kadar maruz bırakın.

Adım 5: Lehim Yapıştır Şablonu! (İSTEĞE BAĞLI)

Bir lazer kesiciye erişiminiz varsa, kendinize bir lehim pastası şablonu yapmayı düşünün. Her bir pime yavaşça bir miktar lehim pastası koymanın sıkıcı çabasından kaçınmanıza izin verirler. Ped tasarımını lazer kesici yazılımınıza yükleyin ve bir parça yazıcı şeffaflığından kesin. Ayrıca bir laminatör tabakasının da işe yaradığını buldum. Bu, inanılmaz derecede iyi çalışır ve neredeyse profesyonel sürümler kadar kalın bir katman oluşturur. Benim düşünceme göre, esnek ve şeffaf oldukları için aslında çok daha üstünler, bu da paslanmaz çelik versiyonlardan çok daha kolay kullanımlarını sağlıyor.

Bu yöntemi bulan ben değildim ama henüz bunu çevrimiçi olarak belgeleyen birini görmedim, ki bu şaşırtıcı.

Adım 6: Pano Şekillendirme

Tahtayı son şekline getirmek için bir dremel kesme diski ile mümkün olduğu kadar güvenli bir şekilde keserek başlamalısınız. Bıçağı bir karton kutunun üzerinde olacak şekilde yatay olarak bir dremel iş istasyonu kurulumunu derme çatma bir tabla testeresi olarak kullandım.

Ardından merkezi deliği delmeye başlayabilirsiniz. Dremel'iniz için sahip olduğunuz en büyük matkabı kullanın ve öğütme ucuna sığacak kadar büyük bir bölüm kesene kadar yavaşça "İsviçre peyniri" kullanın. Daha sonra tahtayı son şekline getirmek için bu taşlama ucunu kullanabilirsiniz.

Tahtanın oradaki kazıma şekli, tahtanın kenarında sadece cam elyafından ince bir halkadır, O noktaya kadar öğütmeden hemen önce kalan son bakır parçası serbest kalacaktır. Son bakır salınımı artık öğütmediğinde. Bu işarete güvenerek çok tutarlı ve dairesel bir parça yapmanızı sağlar (benim yaptığım gibi dağlamayı bozmadığınızı ve deseni duvara çok yakın koymadığınızı varsayarsak). Dış çapı da aynı şekilde bitirin.

Ayrıca, 5v ve toprak bağlantılarındaki veriler için delikler açmalısınız. Küçük bir dremel ucu (.7mm) bunun için harika çalışıyor.

Adım 7: Lehimleme

Bence bu, yüzey montajlı lehimlemeye nasıl girileceğini öğrenmek isteyen bir kişi için harika bir proje. Tüm önemli bileşenler büyük, ısıya dayanıklıdır ve pedler birbirinden çok uzaktadır. Aslında karıştırmak çok zor ve ufacık küçük bileşenlerle uğraşmak zorunda kalmadan yüzey montajlı lehimleme konusunda güven oluşturmanın harika bir yoludur.

NeoPixels'inizi tahtanıza lehimlemek için önce bir şırınga veya bir şablon kullanarak her bir pede ufacık, küçük bir miktar lehim pastası bırakmanız gerekir. Bir şablonunuz varsa, tüm pedler kaplanana kadar tost üzerine ince bir tereyağı tabakası gibi şablonun etrafına bir parça lehim pastası sürün. Düşündüğün kadar ihtiyacın yok, sadece yaymaya devam et.

Ardından bileşenlerinizi panonuza yerleştirmek isteyeceksiniz. Her ped ilgili lehim bloğuna dokunduğu sürece, yeterince yakınsınız demektir. Lehim pastası, erimiş hale geldiğinde neredeyse her seferinde bileşeni yerine çektiği bu büyülü özelliğe sahiptir.

Lehimleme becerileriniz konusunda çok güvensizseniz, 0603 kapasitörlerini daha büyük bir formata değiştirebilir veya tamamen atlayabilirsiniz. NeoPixel'in ömrünü uzatırlar, ancak bunu bir ışık kaynağı olarak kullanmıyorsanız, bir tanesinin yandığını görmeniz pek olası değildir. Olduğu söyleniyor, onları yüklemenizi şiddetle tavsiye ediyorum, çünkü beceriye sahip olmak değerlidir.

Aslında lehimleme açısından, daha kolay olamazdı. Tahtanızı bir sıcak hava tabancasıyla ısıtmak için yaklaşık iki dakika harcayın, ardından her şey yeniden akana kadar alana göre daha yoğun odaklanın. Lehim parladığından ve tipik olarak bileşen yerine biraz "kıpırdadığından" ne zaman yeniden aktığını anlayabilirsiniz.