Персонализирани пръстени NeoPixel от нулата!: 8 стъпки (със снимки)

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

Пръстените NeoPixel и като цяло NeoPixels са едни от най -популярните електронни компоненти за всички видове производители. По добра причина също с един щифт от всеки популярен микроконтролер Adafruit прави добавянето на великолепни светодиоди и анимации към всеки проект изключително лесно.

За съжаление те са доста скъпи и Adafruit продава само четири размера. Това, което много производители не осъзнават, е, че NeoPixel е просто брандирането на Adafruit на няколко идентични LED чипа, наречени съответно WS2812, WS2811 и SK6812. Всичко, което Adafruit прави, е да вземе чипа и да го постави на печатна платка, зареждайки солидна премия. Няма нищо лошо в това Adafruit да направи това, тъй като прави NeoPixels достъпни за всички, но ако просто трябва да направим самите дъски, можем да направим персонализирани форми от всякакъв размер или дизайн за около 15% от цената на моделите на Adafruit (за 24 LED пръстен) ($ 3). По -важното е, че те не могат да бъдат с необходимия размер! Въпреки това не изглежда, че някой е създал ръководство точно за това.

Така че, когато имах нужда от персонализиран сложен пръстен за моя работещ проект Samus Arm Cannon (идва скоро), реших защо да не документирам процеса.

В този урок ще ви покажа как точно направих този персонализиран пръстен и как можете да направите свой собствен.

Стъпка 1: Какво ви трябва:

Винаги е необходимо, независимо от метода:

• ws2128b светодиоди (NeoPixels)
• 1uf капачки (1 за всеки два светодиода) (технически по избор)
• Припой паста
• Flux (препоръчително, но по избор)

Пистолет с горещ въздух

Ако решите вашата дъска да бъде произведена професионално, това е всичко, от което се нуждаете. Ако обаче решите да произведете дъската си по метода за прехвърляне на тонер, ще ви трябват и следните компоненти. Аз лично не използвах метода за прехвърляне на тонер, но моят метод е извън обхвата на този урок. Планирам да публикувам урок за това как точно правя печатни платки, така че внимавайте за това!

Домашна дъска (метод за прехвърляне на тонер):

• Дъска, облечена с мед
• Железен хлорид
• PCB хартия
• Лазерен принтер
• Филм за маска за запояване (по избор за маска за запояване)
• UV източник (по избор за маска за запояване)
• Прозрачност (по избор за шаблон за запояване)
• Работна станция Dremel

. Тук са всичките ми файлове, библиотеки и модели за diptrace.

За тези, които се чудят как се сравнява цената, сравнете го с LED пръстен Adafruit 24, който струва $ 17+доставка. ХиперИон: 7/100 = %0,07

Допълнителни разходи: Adafruit: ($ 4) Доставка, Hyperion: $ 1 (медна дъска) + $ 0,50 (Ферил хлорид) (безплатна доставка)

Общо: Adafruit: $ 21, HyperIon: $ 3.18

Както можете да видите, това е много по -евтино, 15% от цената. Дори и да пренебрегнете доставката, версията на HyperIon излиза само на $ 3,18, което е огромна икономия на разходи в сравнение със $ 17.

Стъпка 2: Първа част от дизайна на печатни платки! Поставяне на LED

Първата стъпка в създаването на всяка форма на NeoPixel е поставянето на светодиодите. Създадох полезен малък Excel документ, който можете да използвате за всеки дизайн, който искате да следвате радиус.

Просто въведете броя на светодиодите, процента на пръстена, който искате да покриете, и радиуса и той автоматично генерира координатите на позицията и ъгъла, на които трябва да поставите светодиодите. След това можете да влезете в най -популярните DipTrace, ExpressPCB или EaglePCB и да вмъкнете координатите в свойствата на вашите компоненти. Аз лично използвах DipTrace и можете да намерите всичките ми компоненти и библиотеки в раздела за компоненти.

За този проект избрах да използвам два пръстена с радиус 34 и 24 милиметра. Външният радиус имаше 20 пиксела, а вътрешният радиус 6.

* Бонус* Ако CAD програмата, която използвате (като DipTrace) не позволява поставянето на кръг до неговата централна точка, нарисувайте две линии по диаметъра на външния радиус и вътрешния радиус. Подравнете кръстовищата помежду си и дефинирайте това като свой произход. Сега имате перфектно концентрична дъска!

Стъпка 3: Дизайн на печатни платки, втора част! Маршрутизиране и кондензатори

Следващата стъпка в направата на вашата печатна платка е свързването на вашите светодиоди. Всеки NeoPixels има по една подложка за въвеждане на данни и една подложка за извеждане на данни. Първо създайте дълга верига, започваща с пиксела, който е най-близо до мястото, където планирате да поставите интерфейсните си щифтове, като преминете от извода за извеждане на данни на един пиксел до пина за въвеждане на данни на следващия пиксел.

След това ще трябва да насочите захранването и земята. Най-лесният метод, който измислих да направя, е да използвам комбинация от кръгове и полукръгове, общо четири, редуващи се между мощност и земя, докато се движите навън от началото. Това улеснява създаването на малка "джъмперна" връзка, свързана с ръчното окабеляване всеки път, след като LED заедно, два пъти. След това двете двойки кръгове/полукръгове могат да бъдат свързани заедно, както е най-удобно. Накрая се добавя меден излив. Това по същество просто кара цялото допълнително пространство да бъде запълнено от „земя“, което има множество предимства, включително по -лесното производство в домашни условия.

Също така ще искате да инсталирате един приблизително.1uf кондензатор между захранването и земята между всеки набор от два светодиода. Производителят препоръчва по един на светодиод, но вероятно един на двама ще го направи и отнема много време за запояване. Те не са необходими за функционалността на устройството, те просто подобряват живота на светодиодите, така че могат да бъдат игнорирани, ако е необходимо.

Стъпка 4: Офорт на печатни платки

За да завършите тази стъпка, имате две възможности:

Професионално производство:

Ако никога не сте правили печатни платки и нямате интерес да придобиете умения да го направите, това бих препоръчал. С професионалното производство на вашия борд трудността на този проект преминава от средно напреднали към начинаещи. Вашата дъска ще бъде гарантирано висококачествена, ще дойде с маска за запояване и дори може да дойде с шаблон за запояване.

Домашна печатна платка:

Това е опцията за тези, които наистина искат да подобрят уменията си и да подобрят личните си възможности. Това също е опция за тези, които се занимават с прототипиране с високи темпове и които наистина намаляват ниските разходи. Способността да правя свои собствени печатни платки беше едно от най -големите ми предимства през годините и силно го препоръчвам на всеки, който се интересува. Разработих свой собствен метод за изработка на печатни платки (вижте моя канал за това как да го направите), който е малко извън обхвата на този урок и изисква оборудване, което повечето начинаещи не могат да си позволят. Затова вместо това препоръчвам метода за прехвърляне на тонер с помощта на продукт, наречен PressN'Peel. Това е сравнително лесно и единственото оборудване, което не е задължително всеки да притежава, е евтин лазерен принтер. Вижте урока на clacktronics-uk за повече подробности!

Основният процес е както следва:

1. Почистете вашата медна табла.
2. Отпечатайте своя дизайн върху Peel n 'Stick с помощта на лазерен принтер.
3. Изгладете дизайна от Peel n 'stick върху медната си дъска
4. Поставете дъската в железен хлорид до гравиране.
5. Почистете тонера

Маска за запояване (по избор):

Маската за запояване е покритие, което защитава дъската ви на всички места, но там, където спойката трябва да отиде. Това улеснява леко запояването, но по -важното драстично подобрява аскетиката на дъската. Ако не сте произвели дъската си, може да искате да добавите такава, но това не е строго необходимо. Лично аз намирам този процес за изключително лесен и силно го препоръчвам. Отново ще разгледам само основния процес, за да знаете в какво се захващате. Вижте урока на cpeniche за повече подробности!

Процесът е както следва:

1. Отпечатайте дизайна на подложките за дъски върху парче прозрачност.
2. Отлепете и залепете филма за спояваща маска върху гравираната дъска.
3. Гладете/ламинирайте филма, докато се залепи добре.
4. Подравнете прозрачността с дъската и залепете лентата надолу.
5. Излагайте филма на UV източник (сушилнята за нокти работи)
6. Почистете неразкритите подложки
7. Излагайте до излекуване.

Стъпка 5: Шаблон за запояване на паста! (ОПЦИОНАЛНО)

Ако имате достъп до лазерен нож, помислете дали да не си направите шаблон за спойка. Те ви позволяват да избегнете досадното усилие бавно да поставите парче паста за запояване върху всеки отделен щифт. Просто заредете дизайна на подложката във вашия софтуер за лазерно рязане и го изрежете от парче прозрачност на принтера. Също така открих, че ламинаторният лист работи също толкова добре. Това работи невероятно добре и произвежда слой почти точно толкова дебел, колкото професионалните версии. Според мен те всъщност са много по -добри, тъй като са гъвкави и прозрачни, което ги прави много по -лесни за използване от версиите от неръждаема стомана.

Аз не бях този, който измисли този метод, но все още не съм видял някой да го документира онлайн, което намирам за изненадващо.

Стъпка 6: Оформяне на дъска

За да приведете дъската в окончателната й форма, трябва да започнете, като отрежете колкото можете безопасно с колело за отрязване dremel. Използвах настройка на работна станция dremel хоризонтално с острието над картонена кутия като импровизиран трион.

След това можете да започнете да пробивате централния отвор. Използвайте най -голямата бормашина, която имате за вашия dremel и бавно „швейцарско сирене“, докато не изрежете достатъчно голяма секция, за да се побере в мелница. След това можете да използвате този шлифовъчен бит, за да приведете дъската в окончателната й форма.

Начинът, по който дъската гравира, има тънък пръстен от фибростъкло около ръба на дъската, точно преди да смилате до тази точка, ще се освободи последният остатък от мед. Когато последното изпускане на мед вече не се смила. Като разчитате на този знак, той ви позволява да направите много последователно и кръгло парче (ако приемем, че не сте объркали офорта като мен и сте поставили шаблона твърде близо до стена). Завършете външния диаметър по същия начин.

Също така трябва да пробиете дупките за данни в, 5v и заземяващи връзки. Малък дремел (.7 мм) работи чудесно за това.

Стъпка 7: Запояване

Според мен това е страхотен проект за човек, който иска да се научи как да навлиза в спояване с повърхностен монтаж. Всички важни компоненти са големи, устойчиви на топлина, а подложките са разположени далеч един от друг. Всъщност е много трудно да се обърка и е чудесен начин да се изгради увереност в спояването с повърхностно монтиране, без да се налага да се забърквате с малки компоненти.

За да запоите вашите NeoPixels върху дъската си, първо трябва да поставите малко, малко количество паста за запояване във всяка подложка, като използвате спринцовка или шаблон. Ако имате шаблон, просто разнесете петна от запояваща паста около шаблона като тънък слой масло върху препечен хляб, докато всички подложки се покрият. Нямате нужда от толкова, колкото си мислите, просто продължете да разпространявате.

След това ще искате да поставите компонентите си на дъската. Докато всяка подложка докосва съответната петна от спойка, вие сте достатъчно близо. Припойната паста има това магическо свойство, когато когато се разтопи, тя действително изтегля компонента на място почти всеки път.

Ако не сте сигурни относно уменията си за запояване, можете или да смените кондензаторите 0603 на по -голям формат, или да ги пропуснете напълно. Те увеличават продължителността на живота на NeoPixel, но освен ако не го използвате като източник на светлина, е малко вероятно някога да видите такъв да изгори. Като се има предвид това силно препоръчвам да ги инсталирате, просто защото умението е ценно да се притежава.

По отношение на действителното запояване, не може да бъде по -лесно. Просто отделете около две минути за предварително загряване на дъската с пистолет с горещ въздух, след което се фокусирайте по -силно област по област, докато всичко се преформира. Можете да разберете кога се е пренасочил, тъй като спойката става блестяща и обикновено компонентът леко "мърда" на място.