PixelPad Indian: Insignă electronică programabilă: 11 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

PixelPad este o insignă de dezvoltare electronică bazată pe un microcontroler ATmega32U4 și vine cu o mulțime de funcții încorporate. Arta PCB este inspirată din cultura, artele și desenele indiene. Folosind PixelPad, îl puteți folosi fie ca o placă de dezvoltare purtabilă precum Adafruit Playground Express sau LilyPad, fie o puteți folosi ca o insignă electronică!

Caracteristicile PixelPad pot fi văzute mai jos!

Am trecut prin multe arte și picturi culturale și spirituale indiene pentru a proiecta arta PCB și conturul tabloului. După o mulțime de cercetări și înclinații, am proiectat o artă PCB folosind Adobe Illustrator.

Pasul 1: Ideea

Când am decis să construiesc o insignă electronică, am trecut prin multe idei. Acest lucru mă duce la confuzie cu privire la care trebuie să proiectez, literalmente nu rămân cu o idee. în loc să schimb rapid ideile. Deci, ceea ce am făcut este că am enumerat caracteristicile pe care le-am dorit în insigna pe care o proiectez. Iată deci criteriile pe care le-am enumerat în procesul de declanșare a ideilor.

• Design minimalist
• Dimensiune compactă
• Designul trebuie să fie ușor de purtat
• Aveți suficient pinouts I / O
• Trebuie să fie alimentat cu baterie
• Aveți LED-uri bune care pot fi programate pentru ceva util
• Reprezentați o cultură sau o artă

După ce am trecut prin lista brută, am început să caut ce microcontroler, LED-uri pe care trebuie să le folosesc pentru Pixelpad. Găsirea unei teme bune pentru artă este prea complicată pentru mine, o știi nu? Nu am această abilitate!

Pasul 2: LED-urile cu microcontroler și Neopixel

Am decis să folosesc microcontrolerul Atmega32U4 pentru proiectarea insignei. Vine cu suport USB și acceptă rate de transfer de date de până la 12 Mb / s și 1,5 Mb / s. Poate fi folosit și ca dispozitiv HID. Deci, am rămas cu ATmega32U4 ca MCU. Puteți verifica cu siguranță fișa tehnică pe care am atașat-o acestui proiect.

Am folosit 12 LED-uri NeoPixel deoarece fiecare led poate fi adresat și un singur pin de date necesar pentru a controla culorile RGB. Deci, am decis să rămân cu NeoPixels.

Pasul 3: Proiectarea schemelor folosind Autodesk Eagle

Am folosit Autodesk Eagle CAD pentru a-mi proiecta toate PCB-urile. Am început să proiectez circuitul Schematics în Eagle. Principalele componente pe care le-am folosit în schemă sunt explicate mai jos.

• MIC5219B pentru o sursă de alimentare de 3,3V 500ma pentru alimentarea microcontrolerului
• MCP73831 pentru gestionarea bateriei Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z pentru un RTC I2C
• LED-uri WS2812 5050 RGB
• Rezonator de 8Mhz pentru a monitoriza ATmega32U4 extern
• 2 × 3 antet SMD pin pentru conexiune ISP
• Buton de resetare SMD

Pasul 4: Proiectarea plăcii

După proiectarea schemelor, am început să proiectez placa cu circuite imprimate (PCB). În primul rând, am plasat toate componentele într-o ordine pe care mi-o doream. Apoi a început să direcționeze firele de aer manual. Am folosit o lățime minimă a urmelor de 8mils pentru urmele. Designul plăcii este pentru un PCB cu două straturi. dimensiunea totală este de 66 x 66 mm. Puteți găsi fișierele de proiectare și fișierele Gerber atașate la sfârșitul acestui proiect.

Pasul 5: Importați PCB Art pe tablă

Importați PCB Art pe tablă

Am proiectat arta PCB în Adobe Illustrator. Puteți utiliza orice software de proiectare vectorială pentru a face această parte. Puteți folosi fie un ilustrator, fie să rămâneți cu unul open source ca Inkscape. Am încercat mult design și, în cele din urmă, am ajuns la designul așteptat. După proiectarea artei, o puteți salva ca format BMP pe 8 biți. Apoi, în Eagle, trebuie să importați arta pe orice strat de serigrafie. Am folosit stratul de nume. Nu vreau stratul component, așa că am șters numele și am folosit stratul pentru a plasa designul. pentru a importa designul, urmați pașii de mai jos:

În partea de sus, puteți găsi pictograma ULP, făcând clic pe pictogramă, apare fereastra pop-up pentru a selecta ULP. Căutarea pentru import-BMP deschide apoi import-Bmp ULP.

Apoi selectați fișierul BMP de care aveți nevoie și stratul pe care doriți să-l plasați și să scalați măsurătorile etc … și faceți clic pe OK. După aceea, trebuie să plasați designul în proiectarea PCB acolo unde doriți.

NB: Designul trebuie să fie în alb și negru

Am folosit Autodesk Fusion 360 pentru a vizualiza modelul 3D al PCB-ului, am folosit și Fusion 360 pentru a proiecta conturul plăcii pentru stratul de dimensiune. Puteți folosi cu siguranță avantajul integrării Fusion 360 și Eagle.

Pasul 6: Exportul fișierului Gerber pentru fabricație

Pentru fabricarea PCB-ului de la orice producător de pe glob, aveți nevoie de fișierul Gerber trimis acestora. Generarea fișierului Gerber în Eagle este foarte ușoară. Puteți urma pașii de mai jos.

În partea dreaptă a Eagle, puteți găsi fila Fabricare. Faceți clic pe fila de fabricație pentru a vedea imaginea redată a PCB pentru fabricație. În aceeași fereastră, faceți clic pe butonul CAM.

Salvați fiecare strat într-un folder și comprimați folderul într-un format zip.

Pasul 7: Fabricarea PCB

Există o mulțime de servicii de fabricare a PCB-urilor în China, la prețuri ieftine, de 5 USD pentru 10 PCB-uri. Personal recomand PCBWAY. Acestea oferă PCB-uri de bună calitate, iar asistența pentru clienți este minunată.

Pasul 8: Adunarea componentelor

PCB-urile durează două săptămâni pentru a ajunge în conformitate cu metoda de livrare. Între timp, am început să colectez componentele necesare pentru proiect. Am deja câteva componente, așa că am cumpărat componentele rămase din diferite surse. Dar am dat toate componentele către magazin.

Pasul 9: lipirea componentelor

După sosirea atât a PCB-urilor, cât și a componentelor. Am început să lipesc componentele. folosind o stație de lipire weller we51 cu un vârf micro pentru lipire. pachetul 0805 SMD este puțin greu de lipit pentru noii veniți, dar voi veți fi obișnuiți după câteva componente lipite. Am folosit și o stație de refacere a aerului cald, dar nu este necesară. Aveți grijă când lipiți microcontrolerul și alte IC-uri nu supraîncălzesc IC-urile.

De asemenea, am folosit o soluție de curățare PCB pentru a curăța PCB-ul de fluxul de lipit în exces.

Pasul 10: Programarea tabloului indian Pixelpad

Am lipit toate componentele de pe PCB. Pentru a programa placa folosind Arduino IDE mai întâi, trebuie să inscripționăm un bootloader adecvat Atmega32u4 pe placa. Am folosit bootloader-ul Sparkfun pro micro board pentru placa mea. Pentru a arde bootloaderul de care aveți nevoie este programator ISP sau puteți utiliza o placă Arduino ca programator ISP. Construiesc eu însumi un programator USBTiny ISP, vizitați pagina mea de programare USBTinyISP.

Când conectați Pixelpad Indian, LED-ul de alimentare se va aprinde. Am ales placa Sparkfun Pro Micro din managerul plăcii și am selectat USBTiny ISP ca programator din fereastra programatorului. Apoi faceți clic pe arzătorul de încărcare. Va dura puțin timp pentru a arde. După arderea bootloader-ului, este gata de programare prin cablul micro USB. Am făcut o schiță de bază pentru a arăta o oră analogică a ceasului folosind LED-urile NeoPixel și RTC. LED-urile roșii arată orele, iar cele albastre arată minutele.

Pasul 11: Video de lucru

Sper să vă placă acest proiect!

DESCARCĂ FIȘIERUL PROIECTULUI DIN PAGINA GITHUB