NeoPixel Rings From Scratch!: 8 مرحله (همراه با تصاویر)

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:57

حلقه های NeoPixel و به طور کلی NeoPixels یکی از محبوب ترین قطعات الکترونیکی برای سازندگان همه نوع هستند. به دلایلی خوب ، با یک پین از هر میکروکنترلر محبوب Adafruit ، افزودن LED های زیبا و متحرک به هر پروژه بسیار آسان است.

متأسفانه آنها نسبتاً گران هستند و Adafruit فقط چهار اندازه می فروشد. چیزی که بسیاری از سازندگان متوجه نمی شوند این است که NeoPixel به سادگی مارک Adafruit در چند تراشه LED یکسان به نام های WS2812 ، WS2811 و SK6812 است. تمام کارهایی که Adafruit انجام می دهد این است که تراشه را برداشته و روی یک برد مدار قرار می دهد و در کنار آن حق بیمه سنگینی را نیز شارژ می کند. هیچ ایرادی ندارد که Adafruit این کار را انجام دهد زیرا NeoPixels را برای همه در دسترس قرار می دهد ، اما اگر بخواهید تخته ها را خود بسازید ، می توانید اشکال دلخواه با هر اندازه و طرح را با 15 درصد هزینه مدلهای Adafruit (برای 24 حلقه LED) (3 دلار). مهمتر از همه ، آنها نمی توانند در اندازه مورد نیاز شما باشند! با وجود این ، به نظر نمی رسد کسی راهنمایی دقیقاً برای انجام این کار ایجاد کرده باشد.

بنابراین ، وقتی به یک حلقه ترکیبی سفارشی برای پروژه Samus Arm Cannon نیاز داشتم (به زودی) متوجه شدم چرا این روند را مستند نمی کنم.

در این آموزش من دقیقاً به شما نشان می دهم که چگونه این حلقه سفارشی را ساختم و چگونه می توانید حلقه خود را درست کنید.

مرحله 1: آنچه شما نیاز دارید:

همیشه ضروری است صرف نظر از روش:

• LED های ws2128b (NeoPixels)
• 1 درپوش (1 عدد برای هر دو LED) (از نظر فنی اختیاری)
• سرب لحیم کاری
• Flux (توصیه می شود اما اختیاری نیست)

تفنگ هوای گرم

اگر می خواهید تخته خود را به صورت حرفه ای تولید کنید ، تنها چیزی است که به آن نیاز دارید. اگر به هر حال ، شما انتخاب کردید که تخته خود را با استفاده از روش انتقال تونر تولید کنید ، به اجزای زیر نیز نیاز خواهید داشت. من شخصاً از روش انتقال تونر استفاده نکردم ، اما روش من خارج از محدوده این آموزش است. من قصد دارم یک آموزش برای نحوه دقیق تولید PCB ارسال کنم ، بنابراین مراقب آن باشید!

تخته خانگی (روش انتقال تونر):

• تخته روکش مس
• کلرید آهن
• کاغذ PCB
• پرینتر لیزری
• فیلم ماسک لحیم کاری (اختیاری برای ماسک لحیم کاری)
• منبع UV (اختیاری برای ماسک لحیم کاری)
• شفافیت (اختیاری برای استنسیل لحیم کاری)
• ایستگاه کاری Dremel

.در اینجا همه پرونده ها ، کتابخانه های diptrace و مدل های من وجود دارد.

برای کسانی که نمی دانند قیمت چگونه مقایسه می شود ، آن را با حلقه LED Adafruit 24 مقایسه کنید که هزینه حمل و نقل آن 17 دلار است. هزینه هر LED: Adafruit: 17/24 = 0.70 دلار. HyperIon: 7/100 = 0.07٪

هزینه های اضافی: Adafruit: (4 دلار) حمل و نقل ، Hyperion: 1 دلار (تخته مس) + 0.50 دلار (کلرید آهن) (ارسال رایگان)

مجموع: Adafruit: 21 دلار ، HyperIon: 3.18 دلار

همانطور که می بینید بسیار ارزان تر است ، 15 the هزینه. حتی اگر حمل و نقل را نادیده بگیرید ، نسخه HyperIon فقط 3.18 دلار به فروش می رسد ، در مقایسه با 17 دلار صرفه جویی عظیمی در هزینه ها انجام می شود.

مرحله 2: طراحی PCB قسمت اول! قرار دادن LED

اولین قدم برای ایجاد هر شکل NeoPixel ، قرار دادن LED ها است. من یک سند کوچک مفید اکسل ایجاد کردم که می توانید برای هر طرحی که می خواهید از شعاع آن استفاده کنید ، استفاده کنید.

به سادگی تعداد LED ها ، درصد حلقه ای که می خواهید پوشانده شود و شعاع آن را وارد کنید و به طور خودکار مختصات موقعیت و زاویه ای را که باید LED های خود را در آن قرار دهید ، تولید می کند. سپس می توانید به محبوب ترین DipTrace ، ExpressPCB یا EaglePCB بروید و مختصات را در ویژگی های اجزای خود وارد کنید. من شخصاً از DipTrace استفاده کردم و می توانید همه اجزا و کتابخانه های من را در قسمت اجزا پیدا کنید.

برای این پروژه من از دو حلقه با شعاع 34 و 24 میلی متر استفاده کردم. شعاع بیرونی 20 پیکسل و شعاع داخلی 6 پیکسل داشت.

* پاداش* اگر برنامه CAD مورد استفاده شما (مانند DipTrace) اجازه نمی دهد که یک دایره در نقطه مرکزی آن قرار گیرد ، دو خط در قطر شعاع بیرونی و شعاع داخلی خود بکشید. تقاطع ها را با یکدیگر تراز کنید و آن را به عنوان مبدا خود دوباره تعریف کنید. حالا شما یک تخته کاملاً متحدالمرکز دارید!

مرحله 3: طراحی PCB قسمت دوم! مسیریابی و خازن ها

گام بعدی در ساخت برد مدار چاپی ، ایجاد ارتباط بین LED های خود است. NeoPixels هریک دارای یک پد ورودی داده و یک پد خروجی داده هستند. ابتدا یک زنجیره طولانی ایجاد کنید که از پیکسل نزدیکترین نقطه به محل قرار دادن پین های رابط شما شروع می شود ، از پین خروجی یک پیکسل به پین داده در پیکسل بعدی می رود.

پس از آن شما نیاز به مسیر برق و زمین دارید. ساده ترین روشی که من برای انجام این کار به دست آوردم این است که از ترکیبی از دایره ها و نیم دایره ها ، در مجموع چهار عدد ، استفاده می کنم که هنگام حرکت به خارج از مبدا ، بین قدرت و زمین متناوب است. این امر باعث می شود که یک اتصال "جهنده" کوچک به عنوان سیم کشی دستی هر دوبار از LED با هم ، دو بار ایجاد شود. دو جفت دایره/نیم دایره را می توان به هر راهی که مناسب تر است به هم گره زد. در نهایت ، یک پودر مس اضافه می شود. این اساساً باعث می شود تمام فضای اضافی توسط "زمین" پر شود ، که مزایای متعددی از جمله آسان تر ساختن در خانه دارد.

شما همچنین می خواهید یک خازن تقریبا.1uf بین قدرت و زمین بین هر مجموعه از دو LED نصب کنید. سازنده یکی در هر LED را توصیه می کند اما به احتمال زیاد یکی در هر دو مورد انجام می شود و لحیم کاری آنها زمان بر است. اینها برای عملکرد دستگاه ضروری نیستند ، آنها فقط طول عمر LED ها را افزایش می دهند ، بنابراین در صورت نیاز می توان آنها را نادیده گرفت.

مرحله 4: حکاکی مدار چاپی

برای تکمیل این مرحله شما دو گزینه دارید:

تولید حرفه ای:

اگر شما هرگز PCB نساخته اید و علاقه ای به کسب مهارت در این زمینه ندارید ، این چیزی است که من توصیه می کنم. دشواری این پروژه با ساختن حرفه ای هیئت مدیره از سطح متوسط به پایین می رسد. تخته شما با کیفیت بالا ، با ماسک لحیم کاری و حتی ممکن است با شابلون لحیم همراه باشد.

PCB خانگی:

این گزینه برای کسانی است که واقعاً می خواهند مهارت های خود را تقویت کرده و قابلیت های شخصی خود را افزایش دهند. همچنین این گزینه برای کسانی است که به دنبال نمونه سازی سریع هستند و واقعاً هزینه ها را کم می کنند. توانایی ساخت PCB های شخصی من یکی از بزرگترین مزیت های من در طول این سالها بوده است و من آن را اکیداً به هر کسی که علاقه مند است توصیه می کنم. من روش خودم را برای ساخت PCB توسعه داده ام (نحوه انجام این کار را به کانال من مراجعه کنید) که کمی خارج از محدوده این آموزش است و به تجهیزاتی نیاز دارد که اکثر مبتدیان قادر به خرید آن نیستند. بنابراین ، در عوض روش انتقال تونر را با استفاده از محصولی به نام PressN'Peel توصیه می کنم. این نسبتاً آسان است و تنها تجهیزاتی که لزوماً همه به آن نیاز دارند یک چاپگر لیزری ارزان است. برای جزئیات بیشتر ، آموزش clacktronics-uk را بررسی کنید!

فرایند اساسی به شرح زیر است:

1. تخته کاد مسی خود را تمیز کنید.
2. با استفاده از چاپگر لیزری طرح خود را روی Peel n 'Stick چاپ کنید.
3. طرح را از چوب Peel n 'روی تخته مسی خود اتو کنید
4. تخته را در کلرید آهن قرار دهید تا روی آن حک شود.
5. تونر را تمیز کنید

ماسک لحیم کاری (اختیاری):

ماسک لحیم کاری پوششی است که از تخته شما در همه مکان ها محافظت می کند ، اما جایی که لحیم کاری باید به آنجا برود. این امر لحیم کاری را کمی ساده تر می کند اما مهمتر اینکه زاهدان تخته را به طرز چشمگیری بهبود می بخشد. اگر تخته خود را تولید نکرده اید ، ممکن است بخواهید یک تخته اضافه کنید ، اما لازم نیست. شخصاً این روند را بسیار آسان می دانم و به شدت آن را توصیه می کنم. مجدداً ، من فقط مراحل اولیه را مرور می کنم تا بدانید در چه شرایطی هستید. برای جزئیات بیشتر ، آموزش cpeniche را بررسی کنید!

این فرایند به شرح زیر است:

1. طرح پد تخته های خود را روی یک تکه شفافیت چاپ کنید.
2. پوست ماسک لحیم کاری را جدا کرده و روی تخته حکاکی شده خود بچسبانید.
3. فیلم را اتو کنید/لمینت کنید تا خوب بچسبد.
4. شفافیت را با تخته تراز کرده و پایین بکشید.
5. قرار دادن فیلم در معرض منبع UV (خشک کن لاک ناخن کار می کند)
6. لنت های بدون نور را تمیز کنید
7. قرار دهید تا درمان شود.

مرحله 5: استنسیل را به لحیم بچسبانید! (اختیاری)

اگر به دستگاه برش لیزری دسترسی دارید ، خودتان یک استنسیل خمیر لحیم کاری بسازید. آنها به شما این امکان را می دهند که از تلاش خسته کننده ای که به آرامی مقداری خمیر لحیم کاری روی هر پین جداگانه قرار می دهید ، اجتناب کنید. به سادگی طرح پد را در نرم افزار برش لیزری خود بارگذاری کرده و آن را از قطعه ای از شفافیت چاپگر جدا کنید. من همچنین دریافتم که یک ورقه لمینیتور نیز به همان خوبی کار می کند. این فوق العاده خوب کار می کند و لایه ای تقریباً به ضخامت نسخه های حرفه ای تولید می کند. به نظر من آنها در واقع بسیار برتر هستند زیرا انعطاف پذیر و شفاف هستند و استفاده از آنها را بسیار ساده تر از نسخه های فولادی ضد زنگ می کند.

من کسی نبودم که این روش را ارائه داد ، اما هنوز ندیدم کسی آن را بصورت آنلاین مستند کند ، که به نظر من تعجب آور است.

مرحله 6: شکل دهی تخته

برای اینکه تخته را به شکل نهایی خود درآورید ، باید تا جایی که می توانید با خیال راحت با یک چرخ برقی dremel برش دهید. من از یک ایستگاه کاری dremel به صورت افقی با تیغه بالای یک جعبه مقوایی به عنوان یک اره موقت موقت استفاده کردم.

سپس می توانید حفاری سوراخ مرکزی را شروع کنید. از بزرگترین مته بزرگ خود برای درمل خود استفاده کنید و به آرامی "پنیر سوئیسی" را در اطراف خود قرار دهید تا زمانی که یک قسمت به اندازه کافی بزرگ را برش دهید تا در یک سنگ آسیاب قرار گیرد. سپس می توانید از آن سنگ آسیاب استفاده کنید تا تخته به شکل نهایی خود برسد.

به این صورت که تخته حکاکی می کند یک حلقه نازک از فایبرگلاس در اطراف لبه تخته وجود دارد ، درست قبل از آسیاب کردن به آن نقطه ، آخرین ذره باقی مانده مس آزاد می شود. وقتی آخرین ذرات انتشار مس دیگر خرد نمی شوند. با تکیه بر آن علامت به شما امکان می دهد یک قطعه بسیار سازگار و دایره ای بسازید (با فرض اینکه شما مانند من قلم زنی را خراب نکرده و الگو را خیلی نزدیک به دیوار قرار داده اید). قطر خارجی را به همین ترتیب تمام کنید.

همچنین باید سوراخ های مربوط به داده ها در اتصالات 5 ولت و زمین را ایجاد کنید. یک قطعه کوچک dremel (.7 میلی متر) برای این کار عالی است.

مرحله 7: لحیم کاری

به نظر من این یک پروژه عالی برای افرادی است که می خواهند نحوه لحیم کاری روی سطح را بیاموزند. همه اجزای مهم بزرگ ، مقاوم در برابر حرارت هستند و لنت ها فاصله زیادی از یکدیگر دارند. در واقع خراب شدن آن بسیار دشوار است و راهی عالی برای ایجاد اعتماد به نفس در لحیم کاری روی سطح بدون نیاز به مخلوط کردن اجزای کوچک نوجوان است.

به منظور لحیم کاری NeoPixels بر روی برد ، ابتدا باید مقدار کمی خمیر لحیم کاری را با استفاده از سرنگ یا استنسیل به هر پد واریز کنید. اگر استنسیل دارید ، کافی است یک تکه خمیر لحیم کاری در اطراف استنسیل مانند یک لایه نازک کره روی نان تست بمالید تا تمام پدها پوشانده شوند. شما به آن اندازه که فکر می کنید نیازی ندارید ، فقط به گسترش خود ادامه دهید.

در مرحله بعد می خواهید اجزای خود را روی برد خود قرار دهید. تا زمانی که هر پد قطره لحیم کاری مربوطه خود را لمس می کند ، به اندازه کافی نزدیک هستید. خمیر لحیم کاری دارای این خاصیت جادویی است که وقتی ذوب می شود ، تقریباً هر بار اجزای آن را سر جایش می کشد.

اگر در مورد مهارت های لحیم کاری خود بسیار ناامن هستید ، می توانید خازنهای 0603 را به فرمت بزرگتر تغییر دهید یا آنها را به طور کلی کنار بگذارید. آنها طول عمر NeoPixel را افزایش می دهند ، اما مگر اینکه از آن به عنوان منبع نور استفاده کنید ، بعید است که هرگز شاهد سوختن آن باشید. با توجه به این موارد ، من اکیداً توصیه می کنم که آنها را نصب کنید ، فقط به این دلیل که داشتن مهارت ارزشمند است.

از نظر لحیم کاری ، نمی توان آن را آسان تر کرد. کافی است حدود دو دقیقه به گرم کردن صفحه خود با اسلحه هوای گرم اختصاص دهید و سپس منطقه به منطقه را با شدت بیشتری متمرکز کنید تا همه چیز دوباره ظاهر شود. می توانید زمان بازگشت آن را تشخیص دهید زیرا لحیم براق می شود و معمولاً اجزا کمی "تکان می خورند".