Осветена рамка за плакати със сензорен екран с подсъзнателно съобщение!: 16 стъпки (със снимки)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-30 07:55

Откакто Think Geek за първи път публикува комплект от пет плакати за пътуване, вдъхновени от Serenity/Firefly, знаех, че трябва да имам собствен комплект. Преди няколко седмици най -накрая ги получих, но бях изправен пред дилема: как да ги монтирам на стената си? Е, както често се случва в мозъка ми, сложността се увеличава с геометрична скорост и аз измислих тези рамки с плакати. Той се осветява с помощта на 28 супер ярки бели светодиоди, монтирани по двете дължини на рамката. Активира се с капацитивен сензор за докосване. Използва технология за повърхностен монтаж. И най -хубавото е, че можете да активирате подсъзнателно съобщение от филма на Serenity, което * може * да ви накара да изхвърлите и да победите всички в стаята на каша. Това е вашият щастлив ден! Ще ви науча как да го направите. Можете да използвате всеки плакат, който харесвате, но този Instructable се основава силно на плаката "Miranda" от комплекта. РЕДАКТИРАНЕ: Моля, гласувайте за мен в конкурса Epilog! Защо? Защото, ако спечеля, ще даря лазерния нож на младата група Maker, която стартира в моя град. Това би направило дълъг път към целта ни за създател/хакерско пространство във Ватерлоо!

Стъпка 1: Материали и инструменти

Опитах се да запазя този проект възможно най -зелен. Първо, като осветявам плаката, използвайки светодиоди вместо флуоресцентна светлина, избягвам използването на всички токсични химикали, които влизат в производството на флуоресцентни тръби и баласти. Светодиодите също консумират по -малко енергия. Всички компоненти, закупени от Digikey и Mouser, са съвместими с ROHS. Използвах спойка без олово. И накрая, поликарбонатните пластмасови листове, които използвах, бяха отпадъци, закупени от магазин втора употреба - много по -евтино! МАТЕРИАЛИ От магазина за хардуер: - Три листа акрил, Lexan или поликарбонатен лист, с дебелина най -малко 2,5 мм. Два трябва да са със същите размери като плаката, а един трябва да бъде с 2 инча по-голям във всяко измерение.- алуминиева тиксо (материалът, който всъщност е направен от алуминий)- уверете се, че е блестящ и от лепилната страна!- обикновен сив тиксо- лента на електротехника (всеки цвят- използвах жълто, за да съответства на жълтото на плаката)- маскираща лента- четири машинни винта със съответстващи шайби и гайки- епоксидно или друго лепило, което залепва към пластмаса и изсъхва оптически прозрачно От Digikey или eBay:- 34 3 мм или 5 мм ярко бели светодиоди-14 3 мм или 5 мм яркочервени светодиоди От Digikey:-2 IC сензорни сензора за докосване QT100A (427-1135-1-ND)-1 IC джапанка тип D (296-9851-1-ND)- 1 IC регулатор 5V (497-1171-1-ND)-2 N-канала MOSFET на логическо ниво (ZXMN6A07ZCT-ND)-1 инвертиращ буфер (296-8483-1-ND)-8 68 ома резистори (обикновени 1/4W тип през проходни отвори)- 3 150 ома резистори (обикновен тип 1/4W през отвор)- 4 51 ома резистора (обикновен тип 1/4W през отвор)- 2 100k резистора за повърхностен монтаж (RHM100KECT-ND)- 1 1k повърхност монтиране рез istor (RHM1KECT-ND)-4 10 ома резистора за повърхностно монтиране (RHM10ECT-ND)-2 10nF кондензатора за повърхностно монтиране (311-1173-1-ND) ******** зависи от сензора!-2 100nF повърхностен монтаж кондензатори (311-1179-1-ND)-2 10uF танталови кондензатори за повърхностно монтиране (718-1044-1-ND) От Mouser:-1 "SchmartBoard" Дискретна #2 платка (872-202-0035-01) (или вие можете да направите своя собствена печатна платка) От… Някъде …- 1 12V AC/DC адаптер- 1 гнездо, за да съответства на щепсела на адаптера- разпределен проводник (предлагам 26 AWG многожилен проводник с тефлонова изолация)- флюс за спойка- спойка- каптонова лента (или маскираща лента в щипка) ИНСТРУМЕНТИ- Насочен трион или лентов трион (за рязане на пластмасови панели)- Преса за пробиване- Осцилираща шлифовъчна машина за колан- Шлифовъчна лента за лента- Инструмент Dremel с гравираща накрайник или гравьор (или още по-добре, лазерен гравьор!)- метрична линийка- хубава прецизна поялник- други разнообразни ръчни инструменти, ако е необходимо

Стъпка 2: Подгответе пластмасовите листове

Ще има общо три слоя пластмаса, които съставляват рамката. Горният слой е напълно чист и предимно декоративен. Той е по -голям от самия плакат, за да придаде модерен вид. Той също така предотвратява изтичането на плаката на пода. Средният слой е мястото, където е скрито "подсъзнателното съобщение". Той разполага с графика, гравирана върху пластмасата, така че когато пластмасата е осветена по ръба, графиката е осветена и блести през плаката. Когато съобщението не свети, то става невидимо. Долният слой е "подсветката". Едната от повърхностите на този слой е изцяло шлифована за разсейване на светлината, докато другата страна е покрита с отразяващ материал. Той има 14 светодиода, монтирани от всяка страна, чиято светлина се разпръсква и осветява целия панел. Горният слой трябва да бъде изрязан така, че да има около инч пластмасова рамка по целия ръб на плаката. Плакатът на Serenity е 17x22, "така че горният слой е 19x24." Най -добрият начин за рязане на пластмасата е като я нарежете на настолен трион. Нямам настолен трион, затова първо нарязах грубо пластмасата с инструмент Dremel, след което почистих ръба с лентовия трион. Можете също така да разрежете пластмасата в магазина, ако имат възможност да го направят. Не препоръчвам да забивате и откъсвате пластмасата - винаги изглежда ужасно погрешно (поне при мен!) Средният и долният слой са с еднакви размери. Те трябва да бъдат изрязани малко по -малко от ръба на плаката, около 1/4 "от всички страни - около 16,5" на 21,5. "Това се прави, така че светодиодите около страните да могат да бъдат скрити.

Стъпка 3: Изстържете и изрежете долния лист

Проучих как работи LCD подсветката и се опитах да направя разумен факс. Основната идея е, че светлината навлиза отстрани и подскача вътре в пластмасовия лист, като във вълновод. Когато удари смущение в лицето на вълновода (шлифованата страна), светлината се разпръсква, някои от пластмасата, а други обратно. Светлината, която остава вътре в пластмасата, се отразява обратно от отразяващата лента на гърба. Светлината, която успява да достигне ръба на пластмасата, също се отразява обратно в пластмасата. Надяваме се, че по -голямата част от светлината, произведена от светодиодите, в крайна сметка оставя шлифованата повърхност на пластмасовия лист по малко разпръснат начин. Това е забавната част! Ако пластмасата е покрита със защитен пластмасов филм, отлепете я от ЕДНА СТРАНА. Сега вземете произволната си орбитална шлифовъчна машина и отидете в града с нея! Шлайфайте цялата повърхност на пластмасата, така че да има равномерен "замръзнал" вид. Задвижваща шлифовъчна машина прави тази работа доста бърза и произвежда приятно равномерно покритие. Можете да го шлайфате ръчно, но няма да се получи толкова хубаво. След това трябва да маркирате къде ще отидат светодиодите. Поставете парче маскираща лента точно до ръба на пластмасата върху двата дълги ръба. Поставете знак на един инч от края на пластмасата. След това поставете знак на всеки 1,5 "след това. Трябва да завършите с 14 марки от всяка страна. Използвайки метрична линийка, поставете знак на 2,5 мм от всяка страна на всяка от 14 -те маркировки. Всяка двойка маркировки (на разстояние 5 мм един от друг)) показва позицията на светодиод с диаметър 5 мм. Ако използвате 3 мм светодиоди, поставете маркировките на 1,5 мм от центъра. Сега, във всяка от централните маркировки, поставете четвърта маркировка на 5,5 мм от ръба. пробийте отвор за всеки светодиод. Можете да пробиете пластмасовия лист с ръчна бормашина, но пресата за пробиване работи много по -добре. С помощта на свредло 13/64 "(или още по -добре, 5 мм метрично свредло) пробийте отвор във всеки от 28 кръстосани косми (14 от всяка страна). Работете бавно и не насилвайте тренировката, в противен случай можете да счупите пластмасата. Акрилът е по-податлив на счупване, отколкото поликарбът или Lexan. И накрая, с лентов трион или ръчен трион, изрязан от вътрешната страна на всяка 2,5 мм маркировка до отвора за пробиване. Трябва да имате прорез с ширина 5 мм и удобна LED форма. Отделете време и изрежете внимателно - колкото по -малко трябва да попълните по -късно с лепило, толкова по -добре! С 28 изрязани LED -образни прореза можете да премахнете маскиращата лента.

Стъпка 4: Изрежете и изрежете средния лист

Тази част отнема известно време. Избрах доста сложен модел, може да искате да използвате нещо по -просто. Може би по -проста графика или цитат от филма. От вас зависи! Взех това фантастично изображение от мрежата. Фен на Firefly, вероятно толкова отдаден, колкото и аз, но притежаващ съвсем различен набор от умения, създаде изображение на работния плот въз основа на сцена от филма Serenity. Във филма има кратка реклама, която съдържа подсъзнателно послание. Когато един от героите (River Tam) види рекламата, се активира някакво обучение, вградено от правителството, и тя се развихря в нищо неподозираща механа. За съжаление не успях да намеря връзка към тази снимка във Flickr; моля, уведомете ме, ако намерите оригинала! Използвах сега повсеместния метод за ръчно осветяване на изображение, гравирано в пластмаса, така че гравираното изображение да свети, но останалата част от пластмасата остава тъмна. Изображението блести през плаката, когато е осветено, но е почти невидимо, когато не свети. Започнах, като направих изображението, което хванах черно -бяло, тъй като гравирането е двубитов процес - гравиран или негравиран! Премахнах и целия фон, оставяйки само текста, октопода и двете момичета. Отпечатано върху лист хартия 8,5x11, той се вписва перфектно в най -празното жълто пространство на плаката. Ако има такова, отстранете филма от страната, която ще бъде гравирана. Залепете изображението от едната страна на пластмасата, като внимавате да го подравните с празното жълто пространство на плаката. Отпечатаната страна на изображението трябва да е срещу пластмасата, така че да се вижда, когато гледате през пластмасата. Изображението ще бъде гравирано върху лицето, което в крайна сметка ще седи директно срещу плаката, за най -остра резолюция. Сега, с гравьор или инструмент Dremel, започнете да гравирате цялото изображение в повърхността на пластмасата. Вероятно ще работите само с едно отворено око за всичко, за да получите правилната перспектива. Работете внимателно и се опитайте да получите хубави гладки ръбове. Изберете правилния бит за сложността на конкретния раздел, върху който работите. И накрая, не очаквайте да завършите всичко в един следобед - ръката ви ще крещи за милост! Разделете го на няколко по -малки сесии. Тук би било хубаво да имате лазерен нож. Просто го настройте в режим на гравиране, конвертирайте графиката в съвместими CAD данни и се отпуснете, докато върши работата. Споменах ли, че наистина искам лазерен нож? След като гравирането приключи, ще трябва да изрежете прорезите по същия начин, както сте направили за долния лист. За щастие няма да се налага да изрязвате толкова - 14 ще са достатъчни, 7 за всяка страна.

Стъпка 5: Смилайте светодиодите

Тъй като използвах поликарбонатни листове с дебелина 2,5 мм, трябваше да смилам светодиодите плоско от двете страни за равномерно прилягане. Използвах лентов шлифовъчен апарат, за да направя това (прикрепен към лентовия трион), и вървеше много бързо. Просто шлайфайте отстрани на светодиодите, докато приличат на малки надгробни паметници. Не сваляйте прекалено много пластмаса, достатъчно, за да бъде светодиодът със същата дебелина като пластмасата. Ако използвате 3 мм светодиоди, може да не се наложи да премахвате никакъв материал. По същия начин, ако сте използвали по -дебела пластмаса, няма да се налага да шлайфате светодиодите като тънки. Направете 28 бели светодиода (споменах ли колко удобен е шлифовъчът за колан?) И 14 червени светодиода (наистина е удобен!)

Стъпка 6: Залепете светодиодите

За оптимално предаване на светлината светодиодите трябва да бъдат залепени в прорезите. Всяко лепило, което изсъхва оптически прозрачно, е подходящо - Krazy Glue, много епоксидни смоли или акрилен разтворител цимент. прорез, залепете светодиод, така че да бъде натиснат възможно най -плътно в прореза. Не забравяйте да спазвате полярността - всеки светодиод трябва да бъде поставен еднакво. Поставете кълбо лепило върху всеки светодиод и го оставете да се разпространи в пролуките. След като всички светодиоди са залепени, поставете още едно парче опаковъчна лента върху светодиодите и натиснете всеки от тях леко, така че лепилото да се притисне допълнително между празнините. панел. Отново спазвайте полярността и се уверете, че сте поставили правилния цвят на правилното място. След като лепилото изсъхне, можете да отлепите лентата.

Стъпка 7: Запоявайте светодиодите

Удобно (добре, беше планирано), проводниците на светодиодите се припокриват с около четвърт инч, когато са сгънати до ръба на пластмасата. Светодиодите ще бъдат групирани в последователни вериги, както следва: Бели светодиоди: От всяка страна, четири комплекта от три, един комплект от два. между проводниците на светодиодите и запойте между тях 150 ома резистор. Във всеки комплект от три бели светодиода сгънете проводниците и запоявайте проводниците, които се простират между първия и втория светодиод. Нарежете празнина между проводниците на втория и третия светодиод и запойте между тях 68 ома резистор. В комплекта от четири червени светодиода (който се състои от два от двете страни на панела), изрежете празнина между един от двойките и запояват резистор от 150 ома. В комплекта от пет червени светодиода запоявайте резистор от 51 ома между четвъртия и петия светодиод. Това може да помогне да се отбележи кой край на всяка верига е положителен и отрицателен - направете това с помощта на малко парче светодиодите ще образуват последователно паралелна мрежа. Прокарайте дължини на проводник във верига на маргаритка към всички отрицателни проводници и отделен проводник към всички положителни проводници. С всичко свързано, трябва да можете да тествате веригата. Използвайте 12V захранване и спазвайте правилната полярност. Всеки светодиод трябва да светне - ако не, потърсете къси панталони и се отваря. Накрая изведете два основни проводника от LED мрежата, един за положителен и един за отрицателен. Оставете много хлабина, поне 18 инча. С всички запоени светодиоди, покрийте ги с друг слой опаковъчна лента, така че да са напълно изолирани.

Стъпка 8: Залепване на долния слой

Когато светодиодите са запоени, можете да добавите алуминиевата лента към долния слой. По принцип цялото нешлифовано лице ще бъде покрито с отразяваща алуминиева лента. Но тук има трик! (Можете да пропуснете триковата част, ако не използвате капацитивен сензор.) Капацитивните сензори изискват проводими електроди, за да усетят промяна в капацитета. За щастие същата алуминиева лента, която използваме като отражател, може да се използва и като електрод. Но не можете просто да го залепите и да очаквате да работи. Електродът трябва да бъде свързан към сензора, а не към нищо друго! За щастие това е лесно. Просто решете къде искате да бъде сензорът и залепете лентата там. Има два сензора, един за подсветката и един за подсъзнателно съобщение. Предлагам да използвате по-малко парче (може би 2 "дълго) за подсъзнателното съобщение, да го локализирате някъде умно. Зад това сиво петно във формата на спокойствие, може би? Сензорът може да е малко по-голям, може би 6" дълъг парче лента по дъно. Избрах да намеря този сензор зад текста в долния ляв ъгъл. Ако желаете, можете да използвате маскираща лента и плакат като ръководство. Сега просто попълнете останалата част от панела с алуминиева лента, като внимавате да избегнете въздушни мехурчета. Също така е много важно електродите да не докосват новата лента, която поставяте - оставете три до четири милиметрова междина от всички страни на електрода. Покрийте празнината с бяла лента за електротехник или с лента от тиксо от тиксо (лента от гафер). Тази празнина няма да бъде твърде забележима, след като рамката на плаката е направена. В краищата сгънете алуминиевата лента от другата страна, така че лентата само да покрива корпуса на LED. Уверете се, че алуминиевата лента не скъсява светодиодите! Тествайте често, докато работите.

Стъпка 9: Залепване на средния слой

Средният слой ще има само външните ръбове, залепени с алуминиева лента, така че подсветката да просветва. Вземете ленти от алуминиева лента и ги разрежете наполовина. Отлепете подложката и рамката докрай около ръбовете. Както при долния панел, уверете се, че светодиодите не са късо съединени.

Стъпка 10: Комбинирайте слоевете

Вземете и трите слоя и плаката и ги поставете на сухо в правилния ред. Опитайте да приложите захранване към средния и долния слой, за да видите ефекта. Когато сте доволни, оставете горния слой и плаката засега. Средният и долният слой трябва да са с еднакъв размер. С лента за електротехник ги прикрепете заедно, като сгънете лентата около всички ръбове. Можете също да използвате алуминиевата лента, но тя е склонна към повреда. Поставете плаката с лицето надолу върху горния слой и го подредете така, че да се вижда еднакво количество пластмаса от всички страни. Залепете го на място с тиксо. Обърнете горната част и я поставете върху средния и долния слой. Опитайте да осветите долния слой, за да подредите плаката. Залепете всички слоеве заедно с маскираща лента. Във всеки ъгъл на плаката залепете квадрат с маскираща лента и нарисувайте кръст на около 5 мм от всеки ъгъл. С всички слоеве, които временно се държат заедно, отидете на пресата (или ръката) пробийте с щипка) и * внимателно * пробийте дупка във всичките четири ъгъла на плаката. Дупката трябва да мине през трите слоя пластмаса и границата на плаката. Поставете винт във всички отвори и закрепете с гайка. Не затягайте прекалено винта или може да напукате пластмасата.

Стъпка 11: Електрониката

Сега е време да добавите малко магьосници, чувствителни на допир! Бихте могли, разбира се, да направите прост превключвател, но това просто не е достатъчно фантастично. Самата схема е доста основна. Има две половини, едната за бялата задна светлина и една за червения подсъзнателен слой на съобщението. На слоя подсветка, капацитивният сензор IC, при откриване на докосване, изпраща логическо ниво "високо" от своя изходен щифт. Този сигнал отива към джапанка тип D, която е конфигурирана (заедно с помощта на инвертор) като цифров превключвател, задействан от ръба. При всеки импулс от сензора IC изходът на тригера се превключва и блокира в това състояние. Този сигнал преминава към MOSFET на логическо ниво, който се използва за управление на тока към светодиодите. Подсъзнателната половина на съобщението е много по-проста. Капацитивният сензор е свързан директно към MOSFET, така че светодиодите светят само при докосване. Също така на платката има малък ограничител на напрежението, който преобразува 12V входа в 5V, за да работят капацитивният сензор и джапанката. За съжаление, капацитивният сензор се предлага само като неприятен за любителите пакет WSON за повърхностен монтаж. Знаех, че няма да имам време да направя печатна платка, затова използвах удобна малка прототипна платка, направена от SchmartBoard. Той има подложки, съвместими с пакета WSON, както и много други видове пакети. Просто избрах компоненти, които да се поберат в оформленията на подложките, налични на дъската.

Стъпка 12: Сглобяване на електрониката

За да направите това, ще ви трябват доста напреднали умения за запояване и приличен поялник. Най -добрият начин да опишете местоположението на частите е чрез снимка, затова проверете снимката по -долу за насоки. Включих снимка с висока разделителна способност, така че да можете да видите всеки детайл. Започнете с кондензаторите и резисторите за повърхностно монтиране - те са най -лесни за запояване и са добра практика, ако не сте правили запояване с повърхностен монтаж от известно време (или изобщо). След това направете ограничителя на напрежението DPAK, последван от малко по-малките пакети SO-89 MOSFET. След това направете джапанките и инверторите SOT23-5 и накрая капацитивните сензори. *** Специална бележка относно капацитивния сензор IC. Въпреки че тези части са съвместими с разстоянието между щифтовете на устройството SOT23, те имат заземен език от долната страна, който трябва да бъде изолиран, или може да има късо съединение към щифтовете. Ако имате такива, изрежете малък правоъгълник от лента Kapton и го залепете от долната страна, за да покриете земята. В противен случай просто използвайте маскираща лента. Завършете, като направите необходимото окабеляване от точка до точка. Тук схемата наистина помага - следвайте я внимателно и трябва да сте добре. Поставете дъската на гърба на плаката и решете как ще провеждате проводниците от светодиодите и електродите. Когато сте доволни, отрежете проводници, които ще достигат от платката до електродите и запоявайте единия край върху платката. След това изрежете и запоявайте проводниците към светодиодите. Изолирайте жака за захранване с термосвиваема или електрическа лента.

Стъпка 13: Монтирайте електрониката

Естествено ще искаме безопасно да монтираме електрониката на гърба на рамката на плаката. Използвах две парчета двустранна лента. Вземете двата проводника на сензора и отстранете около половин инч изолация от краищата. За съжаление не можете да ги запоявате към електродите от алуминиева лента, затова вместо това ще ги залепим. Развийте нишките и ги раздуйте, след което ги залепете в центъра на електрода. Алуминиевата лента има тенденция да се залепва по -добре - просто се уверете, че не късо съединява електрода! По -добра алтернатива, ако имате такава, е да използвате проводяща епоксидна смола, за да залепите жицата.

Стъпка 14: Тестване

Преди да включите нещо, направете още една проверка с мултицет, за да потърсите къси съединения и правилни връзки. Използвайки схемата като ръководство, тествайте между възможно най -много точки, за да се уверите, че всичко е свързано правилно. Уверете се, че проводниците на сензора на електрода не са късо съединени. Най -важното е да се уверите, че няма шорти от захранването до земята, както на линиите +12V и +5V. Сега го включете и вижте какво ще се случи. Бъдете готови да издърпате кабела, ако нещо започне да пуши (но нищо не трябва, ако окабеляването ви е правилно). Продължете и го тествайте - докоснете сензорите и вижте дали светодиодите се включват. ОТСТРАНЯВАНЕ НА НЕИЗПРАВНОСТИ: Признавам, не светна при първото включване. Имах някои проводници на грешното място (опасността да работя до 2 часа сутринта!). Тогава открих спукан кондензатор. Накрая разбрах, че инверторът е с отворен източник, така че се нуждае от издърпващ резистор на изхода си. Ако вашият не работи, трябва да можете да диагностицирате повечето проблеми с мултицет. Просто тествайте нивата на напрежение във всяка точка на веригата и потърсете напрежения, които не са това, което трябва да бъдат. Ако все пак изграждате този проект, с удоволствие ще ви помогна и при отстраняване на неизправности!

Стъпка 15: Окончателно сглобяване

Така!! Всичко работи ли? ОТЛИЧНО! Последното нещо, което трябва да направите, е да покриете гърба с нещо, което ще защити електрониката. Използвах квадрат с жълта занаятчийска пяна, но можете да използвате всичко, което осигурява защита на дъската отдолу и също е непроводимо. Това е много важно, тъй като всеки проводящ обект, който се доближи до сензорите, ще ги активира. Сега просто закачете безумно сложния си плакат на стената, готов да удивите приятелите си и да предизвикате чувство на силна ревност!

Стъпка 16: Препратки

Ето таблици с данни и друга полезна информация за частите, които използвах в този проект. Капацитивен сензор IC Инвертиране на джапанки Инвертиране на буфер Логическо ниво MOSFETЛинеен регулатор ICSchmartboardКапацитивен сензор IC Бележки за приложението Как LCD подсветката работи Комплект от пет плаката за пътуване "Serenity"

На второ място в конкурса за хакове на ThinkGeek