Електрическа пеперуда: 8 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:53

Това е много готина многоцветна пеперуда, която направих - изисква минимални части и програмиране!

Освен самата пеперуда - тя показва някои много готини техники, при които можете да направите свои собствени платки върху силуетна домашна фреза от редовно предлагана в търговската мрежа медна лента - която може да бъде поставена върху всякакъв вид повърхност!

Очевидно - нещо подобно може лесно да бъде създадено чрез печатна платка, която се продава в търговската мрежа - но ако искате да спестите разходите за изработката му, искате да създадете светодиодни шарки върху нестандартен материал (като огледало или прозорец, по -скоро от печатна платка от фибростъкло) - или дори нещо с извита повърхност - този метод може да се използва за евтино залепване на медни следи от ПХБ върху почти всякакъв вид повърхност.

Това лесно се прави за неща като светодиоди, които имат големи стъпки на олово - но става по -трудно, когато използвате по -фини, по -малки части. Така че тази техника може да се използва избирателно-т.е. да се използва готова дъска (Arduino) като компютър, а медните гравюри за домашно изрязване за места, където искате изключително персонализиране при поставянето на светодиоди.

Използвах следното, за да създам този проект:

• Лична резачка за винил/хартия Silhouette Cameo - за създаване на печатни платки
• Arduino UNO - използва се като програмист във веригата
• Лазерен нож за части (дърво - акрил - всичко) (можете да използвате нещо друго, ако нямате лазер)

Действителните части са:

• Процесор ATTiny75 за $ 1
• 22 NeoPixels - (последователно контролирани, трицветни светодиоди)
• 2x3 заглавка
• Медно фолио

Целият софтуер е направен в Arduino IDE - използвайки библиотеки Adafruit NeoPixel и библиотеки ATTiny от Board Manager.

Има два основни начина да се подходи към това:

Лесен начин: Имам собствена платка (като Arduino), която ще използвам за управление на светодиодите. Ще създам само печатна платка за светодиодите - и ще я закача към моя arduino.

По -труден (и по -евтин) начин: Аз ще направя всичко на 100% сам. Нямам нужда от Arduino и вместо това ще използвам ATTiny85 за $ 1. Това е по-трудно, защото правенето на всички изящни изкуства върху резачка за винил тип Silouette или CriCut е по-трудно.

Стъпка 1: Дизайн

Всеки от светодиодите е NeoPixels. Това са страхотни, индивидуално контролируеми, многостепенни (озаряващи), много ярки RGB LED устройства, които имат само 4 пина: VccGndData InData Out. цветови нива на всеки - всичко от един щифт на вашия процесор. Още по-добре, библиотеката Adafruit NeoPixel за Arduino ви дава стандартен начин да стартирате с тях за секунди.

Ако се отказвате от проектирането на вашата процесорна платка по този дизайн (с помощта на готовия Arduino), всичко, от което се нуждаете, е основен отпечатък на Neopixel (препоръчително е да включите байпас капачка, също към всяка от тях). Приложеният файл footprint.svg е основно това, от което се нуждаете, за да започнете. Това ще ви даде очертанията за медното фолио за NeoPixles и кондензаторите. Можете да отворите това право в Inkscape, да свържете всички +5v щифтове и всички заземителни щифтове заедно-след това да свържете всички пинове за вход и изход за данни заедно.

Не забравяйте да превърнете това в подходящи пътеки за изрязване, които можете да използвате на вашата режеща машина, както показах по -горе - и сте готови. Дори не се нуждаете от "истинска" програма за проектиране на печатни платки, за да го направите.

Всъщност не е необходимо за NeoPixel, където щифтовете са доста големи и лесни за запояване - но лесен слой Soldermask може да се изреже от парче Kapton лента. Това ще изглежда като голямо парче лента с няколко малки правоъгълника, изрязани за подложки за запояване, които да бъдат поставени върху цялата ви медна площ.

Стъпка 2: Дизайн на процесора

Ако сте по -амбициозни, можете да създадете гравюри за самия процесор точно в медното си фолио.

Това е по -трудно поради по -малките щифтове на устройството ATTiny85 и необходимостта да се получат много малки гравировки от медно фолио, но това е лесно изпълнимо.

Това вероятно е най -добре да се направи в "истинска" програма за проектиране на печатни платки (използвах Eagle).

В моя дизайн включих и конектор за захранване/отстраняване на грешки (и няколко байпасни кондензатора).

Ще говорим повече за трудността при рязането на медта в толкова малки геометрии.

Стъпка 3: Създаване на слоеве

Стъпка 4: Сглобяване на верига

Медни следи могат да бъдат поставени върху вашия дизайн.

В моя случай - използвах лазерно отрязано парче дърво (очертание на приложения SVG файл).

Използвах лента за прехвърляне на знаци, за да премахна медното фолио от подложката му и да го поставя върху дървото. Ако сте избрали да направите слой за спойка Kapton - сега той ще бъде прехвърлен върху дървото над медта.

Запояването върху медно фолио е малко трудно, тъй като за разлика от нормалната платка, медта се залепва само за основата (дърво) чрез лепилото си, което не залепва толкова силно, колкото медта на нормалната платка. По този начин, ако не внимавате (особено под топлината на поялника) - казанът може да се плъзне или измести. Използването на маска за запояване на Kapton ще ви помогне да задържите медта на място и да направите това малко по -лесно.

Друго голямо нещо, на което трябва да се обърне внимание, е, че се съобщава, че NeoPixels има известна непоносимост към излишната топлина. Така че, когато запоявате, използвайте много флюс за запояване (използвам писалка, която не е чиста), приложете по-голямата част от топлината и спойката към медната следа и премахнете топлината бързо, след като спойката потече върху щифта NeoPixel. (Soldermask също ще помогне за намаляване на необходимото количество спойка, тъй като няма да тече по покритата област на следата).

Открих, че е най -лесно да използвам малка точка от „Tacky Glue“, за да залепя NeoPixels на място преди запояване. Това задържа частите на място, което прави запояването по -бързо и по този начин изисква по -малко топлина. Tacky Glue също се залепва бързо, което позволява частите да не се плъзгат, веднага след поставянето им. Той умира (в малки количества) до вид гъста консистенция, която позволява отстраняване на части, ако е необходим някакъв вид подмяна или преработка.

Стъпка 5: Добавяне на процесора

Ако искате да направите свои собствени офорти за процесора (и конектора за отстраняване на грешки), това е малко по -трудно, отколкото да правите светодиодите. Причината е, че геометриите включват по -малки и по -фини, изискващи по -прецизни разфасовки от вашата резачка за винил.

Открих, че при рязане на лента от медно фолио, восъчната хартия, към която е залепена лентата, осигурява относително малко сцепление. Това означава, че когато се опитват по -малки геометрии, те са склонни да се плъзгат наоколо по подложката.

Въпреки че играех с множество настройки за рязане, най -доброто решение, което открих, беше да използвам субстрат с по -силно сцепление. Винилът работи добре, но не работи лесно с лентата за прехвърляне на знаци, за да позволи на медта да се отстрани от винила (и да се постави върху дървото). Можете да оставите веригата на винил, но тя е склонна да се стопи при запояване - така че не е невъзможно, но е по -трудно да се сглоби. (Използвал съм винил като субстрат в няколко различни дизайна).

(Протекторите от прозрачно фолио или листа също работят - и са малко по -добри, тъй като са по -дебели. Те могат да се използват за дизайни, когато искате свободно стоящи вериги и не искате субстрат с лепило) - но отново, те се стопяват, освен ако не са запоени много внимателно.

Най -доброто решение, което открих, беше да използвам Kapton лента като субстрат. Лентата Kapton издържа изключително добре на топлината на запояване, действа като спойка и е залепена с лепило. Единственият недостатък е, че обикновено е много тънък. Дотолкова, че ми беше трудно да работя с него, освен ако не го удвоя, за да го направя два пъти по-дебел и здрав.

С по -голямата адхезионна якост на медта над Kapton, по -фини детайли като проводници на процесора могат да бъдат изрязани. След като приключих, залепих Kapton към задната страна на дървената подложка от пеперуда.

Стъпка 6: Софтуер

Софтуерът беше направен като скица на Arduino, използвайки библиотеката Adafruit NeoPixel.

Въпреки че може да изглежда тривиално, много мисли бяха вложени в моделите на пеперудата. Кодът е написан за редуване между два режима на всеки няколко секунди:

MODE ONE - Цветно избърсване - измиване на различни цветове, бързо променящи се цветове. При избора на „цвят“- използвах алгоритъм, за да изтрия между „стойностите“на цветовете - всяка стойност се изпраща чрез функция за преобразуване на HSB в RGB (където наситеността и яркостта винаги са били максимални) - за постигане на максимална яркост на цветовете.

РЕЖИМ ВТОРИ - Управляван от:

• Бяха създадени 6 или 8 различни предварително определени сегментни групи „модели“. Кодът би избрал едно от тях на случаен принцип

• Всеки модел изисква запълване на предварително определени сегменти в един от 2, 3 или 4 различни цвята. Всеки цвят е избран на случаен принцип по един от тези два метода:

  • Избран от един от 6 цвята на максимално ниво (червено, зелено, синьо, жълто и т.н.).
  • Избран от случаен HUE - (използвайки същия генератор на нюанси в режим One)
• Полученият цветен модел беше изпълнен чрез функция за избледняване, която осигуряваше плавно избледняване от един модел към друг - и го задържа там за няколко секунди, преди да продължи към следващия.

Двата режима ще се редуват на всеки 10 или 15 секунди.

Стъпка 7: Програмиране

Така че сега имаме чисто нов ATTiny85 на нашата печатна платка и трябва да го програмираме. Тъй като използвах Arduino SDK за това, трябва да поставим както програмата ("скица"), така и зареждащия файл на Arduino върху устройството.

Използвах самия Arduino Uno като вграден в системата програмист.

Приложената диаграма показва как прикрепих Uno към моята верига ATTiny85. Всъщност направих разпоредби за това по един от двата различни начина:

1. чрез заглавка за отстраняване на грешки, която добавих към дъската
2. чрез куп тестови точки за отстраняване на грешки, които добавих към дъската. Те могат да се използват, като държите куп пружинни щифтове към дъската чрез лазерно изрязан акрилен държач, който ги държи в точното положение.

Да го направя:

• Прикрепете Arduino Uno към компютъра си и отворете Arduino SDK.
• Отворете вградената скица "Ardunio като ISP". Компилирайте и актуализирайте тази скица - сега Uno е ISP.
• В Arduino "Boards Manager" - инсталирайте бордовия пакет за серията ATTiny.
• Затворете скицата на Uno ISP и отворете скицата си за кода Butterfly.
• Изберете „Тип платка“е ATTiny85 - изберете 8Mhz Internal Oscillator.
• За „Програмист“изберете „Uno като ISP“
• Изберете „Uploads Bootloader“(направете това само ПЪРВИЯТ път за този чип - не трябва да се повтаря)
• След като това е направено - вече можете да направите „Качване на програма с ISP“, за да изпратите скицата си до ATTiny85.

Стъпка 8: Окончателно сглобяване

Още две части от дърво бяха изрязани с лазер - очертание на крилата на пеперудата. Те бяха боядисани с матова черна боя.

Едно парче акрил получи „замръзнал“вид, като го шлайфа с шкурка с едър пясък. Отделните участъци от дървената площ бяха изрязани от този акрил.

Изрязаните акрилни секции бяха поставени в най -горното дървено парче. Те биха могли да бъдат залепени, но допустимите отклонения на акрилните разфасовки и боята върху дървото позволяват да бъдат задържани без лепило.

След това тези секции бяха залепени заедно с малки петна от Tacky Glue - което би позволило да бъдат разглобени, ако се наложи ремонт.