PixelPad Indian: نشان الکترونیکی قابل برنامه ریزی: 11 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:53

PixelPad یک نشان توسعه الکترونیکی است که بر اساس میکروکنترلر ATmega32U4 طراحی شده است و دارای ویژگی های داخلی زیادی است. هنر PCB از فرهنگ ، هنرها و نقاشی های هند الهام گرفته شده است. با استفاده از PixelPad ، می توانید از آن به عنوان یک تخته توسعه پوشیدنی مانند Adafruit Playground Express یا LilyPad استفاده کنید ، یا می توانید از آن به عنوان نشان الکترونیکی استفاده کنید!

ویژگی های PixelPad را می توانید در زیر مشاهده کنید!

من بسیاری از هنرها و نقاشی های فرهنگی و معنوی هند را طراحی کردم تا طرح PCB و طرح کلی آن را طراحی کنم. پس از تحقیقات و تمایلات زیاد ، من با استفاده از Adobe Illustrator یک طرح PCB طراحی کردم.

مرحله 1: ایده

وقتی تصمیم گرفتم یک نشان الکترونیکی بسازم ، ایده های زیادی در سر داشتم. این امر باعث سردرگمی من در مورد طراحی مورد نیاز من می شود ، به معنای واقعی کلمه من به ایده ای پایبند نیستم. به جای اینکه من به سرعت ایده ها را تغییر می دهم. بنابراین آنچه من انجام دادم این بود که ویژگی هایی را که می خواستم در نشان طراحی شده لیست کردم. بنابراین در اینجا معیارهایی وجود دارد که من در روند جرقه ایده ذکر کردم.

• طراحی مینیمالیستی
• از نظر اندازه جمع و جور
• طراحی باید پوشیدنی باشد
• پین های ورودی/خروجی کافی داشته باشید
• باید باطری باشد
• دارای LED های خوب و قابل برنامه ریزی برای موارد مفید باشید
• نمایانگر یک فرهنگ یا هنر

پس از مرور لیست ناهموار ، شروع به جستجوی کدام میکروکنترلر ، LED هایی که باید برای Pixelpad استفاده کنم ، کردم. پیدا کردن یک موضوع خوب برای هنر برای من بسیار پیچیده است ، شما آن را درست می دانید؟ من آن مهارت را ندارم!

مرحله 2: میکروکنترلر و LED های نئوپیکسل

تصمیم گرفتم از میکروکنترلر Atmega32U4 برای طراحی نشان استفاده کنم. این دستگاه دارای پشتیبانی USB است و از سرعت انتقال داده تا 12 مگابیت بر ثانیه و 1.5 مگابیت بر ثانیه پشتیبانی می کند. همچنین می تواند به عنوان یک دستگاه HID استفاده شود. بنابراین ، من از ATmega32U4 به عنوان MCU استفاده کردم. قطعاً می توانید برگه داده ای را که به این پروژه ضمیمه کرده ام ، بررسی کنید.

من از 12 LED NeoPixel استفاده کردم زیرا هر led می تواند آدرس دهی شود و یک پین داده واحد برای کنترل رنگ RGB مورد نیاز است. بنابراین ، تصمیم گرفتم از NeoPixels استفاده کنم.

مرحله 3: طراحی شماتیک با استفاده از Autodesk Eagle

من از Autodesk Eagle CAD برای طراحی تمام PCB های خود استفاده کردم. من شروع به طراحی مدارات شماتیک در عقاب کردم. اجزای اصلی که در طرحواره ها استفاده کردم در زیر توضیح داده شده است.

• MIC5219B برای منبع تغذیه 3.3V 500ma برای تغذیه میکروکنترلر
• MCP73831 برای مدیریت باتری Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z برای RTC I2C
• LED های WS2812 5050 RGB
• رزوناتور 8 مگاهرتز برای تنظیم خارجی ATmega32U4
• هدر پین 2 × 3 SMD برای اتصال ISP
• دکمه تنظیم مجدد SMD

مرحله 4: طراحی تابلو

پس از طراحی شماتیک ، طراحی برد مدار چاپی (PCB) را شروع کردم. ابتدا ، همه اجزا را به ترتیب دلخواه قرار دادم. سپس شروع به مسیریابی سیم های هوا به صورت دستی کرد. من از حداقل عرض ردیابی 8 میلی لیتر برای آثار استفاده کردم. طراحی برد برای PCB دو لایه است. ابعاد کلی 66 66 66 میلی متر است. می توانید فایل های طراحی و فایل های Gerber را در انتهای این پروژه ضمیمه کنید.

مرحله 5: وارد کردن PCB Art به برد

وارد کردن PCB Art به برد

من طراحی PCB را در Adobe Illustrator طراحی کردم. برای انجام این قسمت می توانید از هر نرم افزار طراحی بردار استفاده کنید. می توانید از تصویرگر استفاده کنید یا از منبع باز مانند Inkscape استفاده کنید. من طراحی زیادی را امتحان کردم و در نهایت ، به طرح مورد انتظار رسیدم. پس از طراحی هنر می توانید آن را در قالب BMP 8 بیتی ذخیره کنید. سپس در Eagle ، باید هنر را به هر لایه صفحه ابریشم وارد کنید. من از لایه نام استفاده کردم. من لایه کامپوننت را نمی خواهم بنابراین نام ها را حذف کردم و از لایه برای قرار دادن طرح استفاده کردم. برای وارد کردن طرح مراحل زیر را دنبال کنید:

در بالا ، می توانید نماد ULP را بیابید ، با کلیک روی نماد پنجره بازشو را انتخاب کنید تا ULP را انتخاب کنید. جستجو برای import-BMP سپس import-Bmp ULP را باز می کند.

سپس فایل BMP مورد نیاز خود و لایه ای را که می خواهید قرار دهید انتخاب کنید و اندازه گیری ها را اندازه گیری کنید و… و روی OK کلیک کنید. پس از آن ، شما باید طرح را در طرح PCB جایی که می خواهید قرار دهید.

توجه: طرح باید به رنگ سیاه و سفید باشد

من از Autodesk Fusion 360 برای مشاهده مدل سه بعدی PCB استفاده کردم ، همچنین از Fusion 360 برای طراحی نمای کلی تخته برای لایه بعد استفاده کردم. قطعا می توانید از مزیت Fusion 360 و Eagle یکپارچه سازی کنید.

مرحله 6: صادرات فایل Gerber برای تولید

برای تولید PCB از تولیدکنندگان سراسر جهان ، به فایل Gerber که برای آنها ارسال شده است نیاز دارید. ایجاد فایل Gerber در Eagle بسیار آسان است. می توانید مراحل زیر را دنبال کنید.

در سمت راست Eagle ، برگه Manufacturing را می توانید پیدا کنید. روی برگه تولید کلیک کنید تا تصویر ارائه شده PCB را برای تولید مشاهده کنید. در همان پنجره روی دکمه CAM کلیک کنید.

هر لایه را در یک پوشه ذخیره کرده و پوشه را در قالب zip فشرده کنید.

مرحله 7: تولید PCB

بسیاری از خدمات تولید PCB در چین با قیمت ارزان 5 دلار برای 10 PCB وجود دارد. من شخصاً PCBWAY را توصیه می کنم آنها PCB های با کیفیت خوب ارائه می دهند و پشتیبانی از مشتری بسیار عالی است.

مرحله 8: جمع آوری اجزاء

مطابق روش تحویل ، مدارهای PCB دو هفته طول می کشد. در همین حال ، من شروع به جمع آوری اجزای مورد نیاز برای پروژه کردم. من برخی از اجزا را در حال حاضر دارم ، بنابراین اجزای باقی مانده را از منابع مختلف خریداری کردم. اما من تمام اجزای پیوند را به فروشگاه داده ام.

مرحله 9: لحیم کردن اجزاء

پس از ورود هر دو PCB و قطعات. شروع به لحیم کاری قطعات کردم. استفاده از ایستگاه لحیم کاری weller we51 با نوک میکرو برای لحیم کاری. بسته 0805 SMD برای لحیم کاری برای تازه واردان کمی سخت است ، اما شما پس از لحیم کاری چند جزء به آن عادت خواهید کرد. من همچنین از ایستگاه تمرین هوای گرم استفاده کردم اما لازم نیست. هنگام لحیم کاری میکروکنترلر دقت کنید و IC های دیگر IC ها را بیش از حد گرم نکنید.

من همچنین از محلول تمیز کردن PCB برای تمیز کردن PCB از شار اضافی لحیم استفاده کردم.

مرحله 10: برنامه نویسی برد Pixelpad Indian

تمام اجزای PCB را لحیم کردم. برای برنامه ریزی برد با استفاده از Arduino IDE ابتدا باید یک بوت لودر مناسب Atmega32u4 را روی برد رایت کنید. من برای بورد خود از بوت لودر Sparkfun pro microboard استفاده کردم. برای رایت بوت لودر مورد نیاز شما برنامه نویس ISP است یا می توانید از برد Arduino به عنوان برنامه نویس ISP استفاده کنید. من خودم یک برنامه نویس ISP USBTiny می سازم ، از صفحه برنامه نویس USBTinyISP من دیدن کنید.

هنگام اتصال Pixelpad Indian ، LED روشن می شود. من Sparkfun Pro Micro را از مدیر برد انتخاب کردم و از پنجره برنامه نویس ، USBTiny ISP را به عنوان برنامه نویس انتخاب کردم. سپس روی burn bootloader کلیک کنید. کمی طول می کشد تا سوزانده شود. پس از سوزاندن بوت لودر ، از طریق کابل میکرو USB آماده برنامه ریزی است. من یک طرح اولیه برای نشان دادن زمان ساعت آنالوگ با استفاده از LED های NeoPixel و RTC تهیه کردم. LED های قرمز ساعت ها و LED آبی دقیقه ها را نشان می دهند.

مرحله 11: فیلم کار

امیدوارم از این پروژه خوشتان آمده باشد!

فایل پروژه را از صفحه GITHUB من بارگیری کنید