טבעות NeoPixel מותאמות אישית מאפס!: 8 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

טבעות NeoPixel, ו- NeoPixels בכלל, הן בין הרכיבים האלקטרוניים הפופולריים ביותר ליצרנים מכל הסוגים. גם מסיבה טובה, בעזרת סיכה אחת מכל מיקרו -בקר פופולרי Adafruit הופכת הוספת נוריות LED ואנימציות מדהימות לכל פרויקט לקלה ביותר.

לרוע המזל הם די יקרים, ו- Adafruit מוכרת רק ארבעה גדלים. מה שיצרניות רבות לא מבינות הוא NeoPixel הוא פשוט המיתוג של Adafruit של כמה שבבי LED זהים בשם WS2812, WS2811 ו- SK6812 בהתאמה. כל Adafruit עושה את זה לוקח את השבב ומניח אותו על לוח מעגלים, וגובה פרמיה כבדה לצד. אין שום רע בכך ש- Adafruit תעשה זאת מכיוון שהיא הופכת את NeoPixels לנגיש לכולם, אבל אם היית עושה את הלוחות עצמם אפשר היה ליצור צורות בהתאמה אישית בכל גודל או עיצוב במחיר של כ -15% מהעלות של הדגמים של Adafruit (עבור 24 טבעת LED) (3 $). חשוב מכך, הם לא יכולים להיות בכל גודל שאתה צריך! למרות זאת, לא נראה שמישהו יצר מדריך בדיוק לשם כך.

אז, כשהייתי צריך טבעת מורכבת בהתאמה אישית לפרויקט Samus Arm Cannon הפועל שלי (בקרוב) הבנתי למה לא לתעד את התהליך.

במדריך זה אראה לך בדיוק כיצד יצרתי טבעת מותאמת אישית זו וכיצד תוכל ליצור בעצמך.

שלב 1: מה שאתה צריך:

תמיד הכרחי ללא קשר לשיטה:

• נוריות ws2128b (NeoPixels)
• 1 כובעים (1 לכל שני נוריות) (אופציונלי מבחינה טכנית)
• הדבק הלחמה
• שטף (מומלץ אך אופציונלי)

אקדח אוויר חם

אם אתה בוחר לייצר את הלוח שלך בצורה מקצועית זה כל מה שאתה צריך. עם זאת, אם תבחר לייצר את הלוח שלך בשיטת העברת הטונר, תזדקק גם לרכיבים הבאים. אני אישית לא השתמשתי בשיטת העברת הטונר, אולם השיטה שלי נמצאת מחוץ להיקף הדרכה זו. אני מתכוון לפרסם הדרכה כיצד בדיוק אני מייצר מחשבי PCB, אז היזהר מזה!

לוח תוצרת בית (שיטת העברת טונר):

• לוח מחופה נחושת
• Ferric Chloride
• נייר PCB
• מדפסת לייזר
• סרט מסכת הלחמה (אופציונלי למסכת הלחמה)
• מקור UV (אופציונלי למסכת הלחמה)
• שקיפות (אופציונלי עבור סטנסיל הלחמה)
• תחנת עבודה Dremel

.הנה כל הקבצים, ספריות הדיפראס והדגמים שלי.

למי שתוהה כיצד המחיר משתווה לא משווה אותו לטבעת Adafruit 24 LED שעולה $ 17+משלוח. עלות לנורה: Adafruit: 17/24 = $ 0.70. HyperIon: 7/100 = %0.07

עלויות נוספות: Adafruit: ($ 4) משלוח, Hyperion: $ 1 (לוח נחושת) + $ 0.50 (Ferric Chloride) (משלוח חינם)

סה כ: Adafruit: 21 $, HyperIon: 3.18 $

כפי שאתה יכול לראות זה הרבה יותר זול, 15% מהעלות. גם אם תתעלמו משלוח גרסת HyperIon מסתכמת ב -3.18 $ בלבד, חיסכון עצום בעלויות בהשוואה ל -17 $.

שלב 2: עיצוב PCB חלק ראשון! מיקום LED

השלב הראשון ביצירת כל צורת NeoPixel הוא מיקום הנורות. יצרתי מסמך אקסל קטן שימושי שבו תוכל להשתמש בכל עיצוב שתרצה לעקוב אחרי רדיוס.

כל שעליך לעשות הוא להזין את מספר נוריות LED, אחוז הטבעת שאתה רוצה לכסות, ואת הרדיוס וזה מייצר באופן אוטומטי את המיקום ואת קואורדינטות הזווית שאתה צריך למקם את הלדים שלך. לאחר מכן תוכל להיכנס ל- DipTrace, ExpressPCB או EaglePCB הפופולרי ביותר ולהכניס את הקואורדינטות למאפייני הרכיבים שלך. אני אישית השתמשתי ב- DipTrace ותוכל למצוא את כל הרכיבים והספריות שלי בחלק הרכיבים.

לפרויקט זה בחרתי להשתמש בשתי טבעות ברדיוס 34 ו -24 מילימטר. ברדיוס החיצוני היו 20 פיקסלים והרדיוס הפנימי היה 6.

* בונוס* אם תוכנית ה- CAD שבה אתה משתמש (כמו DipTrace) אינה מאפשרת הצבת מעגל בנקודת המרכז שלה יש לצייר שני קווים על פני קוטר הרדיוס החיצוני והרדיוס הפנימי שלך. יישר את הצמתים אחד עם השני והגדר מחדש את זה כמוצא שלך. עכשיו יש לך לוח קונצנטרי מושלם!

שלב 3: עיצוב PCB חלק שני! ניתוב וקבלים

השלב הבא ביצירת הלוח המודפס שלך הוא יצירת החיבורים שלך בין נוריות ה- LED שלך. לכל NeoPixels יש רפידת קלט נתונים אחת ומשטח פלט נתונים אחד. ראשית צור שרשרת ארוכה המתחילה בפיקסל הקרוב למקום שבו אתה מתכנן למקם את סיכות הממשק שלך, ממסך נתוני הנתונים של פיקסל אחד אל סיכת הנתונים של הפיקסל הבאה.

לאחר מכן תצטרך לנתב חשמל וקרקע. השיטה הקלה ביותר שיצא לי לעשות זאת היא להשתמש בשילוב של עיגולים וחצי עיגולים, ארבעה בסך הכל, המתחלפים בין כוח לקרקע תוך כדי תנועה החוצה מהמקור. זה מקל על יצירת חיבור "מגשר" קטן כפי שהוא מיועד לחיווט ידני כל מאז LED יחד, פעמיים. לאחר מכן ניתן לקשור את שני זוגות המעגלים/חצי העיגולים בכל דרך נוחה ביותר. לבסוף, מוזגת נחושת מתווספת. זה בעצם גורם למילוי כל השטח הנוסף על ידי "קרקע", שיש לה יתרונות רבים, כולל היותה קלה יותר לייצור בבית.

כמו כן, תרצה להתקין קבל.1uf בערך בין כוח לקרקע בין כל קבוצה של שני נוריות LED. הייצור ממליץ על אחד לכל לד אולם סביר להניח שאחד לשניים יעשה והם לוקחים זמן רב להלחמה. אלה אינם נחוצים לפונקציונליות של המכשיר, הם פשוט משפרים את תוחלת החיים של הלדים, כך שניתן להתעלם מהם במידת הצורך.

שלב 4: תחריט מעגלים מודפסים

על מנת להשלים שלב זה יש לך שתי אפשרויות:

ייצור מקצועי:

אם מעולם לא עשית PCB ואין לך עניין לרכוש את זה, זה מה שהייתי ממליץ. על ידי ייצור הלוח שלך באופן מקצועי הקושי של הפרויקט הזה עובר בין בינוני גבוה למתחילים. הלוח שלך יובטח באיכות גבוהה, יגיע עם מסכת הלחמה, ויכול אפילו להגיע עם סטנסיל הלחמה.

PCB תוצרת בית:

זוהי האפשרות למי שבאמת רוצה לשפר את כישוריהם ולשפר את יכולותיהם האישיות. זוהי גם האפשרות לאנשים המעוניינים באבטיפוס בקצב גבוה ומי שבאמת מוזילים את העלויות. היכולת לייצר PCB משלי הייתה אחד היתרונות הגדולים ביותר שלי לאורך השנים ואני ממליץ בחום לכל מי שמעוניין בכך. פיתחתי שיטה משלי לייצור PCB (עיין בערוץ שלי כיצד לעשות זאת) שהיא מעט מחוץ להיקף של הדרכה זו ודורשת ציוד שרוב המתחילים אינם יכולים להרשות לעצמם. לכן, במקום זאת אני ממליץ על שיטת העברת הטונר באמצעות מוצר בשם PressN'Peel. זה די קל והציוד היחיד שתזדקק לו שלא בהכרח תהיה לכולם מדפסת לייזר זולה. עיין במדריך של clacktronics-uk לפרטים נוספים!

התהליך הבסיסי הוא כדלקמן:

1. נקה את לוח הנחושת שלך.
2. הדפס את העיצוב שלך על ה- Peel n 'Stick באמצעות מדפסת לייזר.
3. מגהצים את העיצוב מה- Peel n 'stick על לוח הנחושת שלכם
4. מניחים את הלוח בחנקן כלורי עד שנחרט.
5. נקו את הטונר

מסכת הלחמה (אופציונלי):

מסכת הלחמה היא כיסוי המגן על הלוח שלך בכל המקומות אך לאן הלחמה צריכה להגיע. זה מקל מעט על הלחמה אך חשוב מכך משפר באופן דרמטי את סגפנות הלוח. אם לא ייצרת את הלוח שלך אולי תרצה להוסיף אחד, אבל זה לא הכרחי. באופן אישי אני מוצא את התהליך הזה קל להפליא וממליץ עליו בחום. שוב, אני רק הולך על התהליך הבסיסי כדי שתדע למה אתה נכנס. בדוק את ההדרכה של cpeniche לפרטים נוספים!

התהליך הוא כדלקמן:

1. הדפס את עיצוב כרית הלוחות שלך על פיסת שקיפות.
2. קילפו והדביקו את סרט מסכת ההלחמה על הלוח החרוט שלכם.
3. מגהצים/לרבד את הסרט עד שהוא נדבק היטב.
4. יישר את השקיפות עם הלוח והדבק כלפי מטה.
5. לחשוף את הסרט למקור UV (מייבשי לק עובדים)
6. נקו את הכריות הלא חשופות
7. חשפו עד שנרפא.

שלב 5: סטנסיל הדבק הלחמה! (אופציונאלי)

אם יש לך גישה לחותך לייזר שקול לייצר לעצמך שבלונה של הדבקת הלחמה. הם מאפשרים לך להימנע מהמאמץ המייגע של לשים לאט לאט טיפה של משחת הלחמה על כל סיכה בודדת. כל שעליך לעשות הוא לטעון את עיצוב המשטח לתוכנת חותך הלייזר שלך ולחתוך אותו מחתיכת שקיפות של המדפסת. גיליתי גם שדף למינציה עובד באותה מידה. זה עובד היטב להפליא ומייצר שכבה עבה כמעט בדיוק כמו הגרסאות המקצועיות. לדעתי הם למעשה עדיפים בהרבה מכיוון שהם גמישים ושקופים, מה שהופך אותם לקלים יותר לשימוש מאשר גרסאות הנירוסטה.

לא אני המצאתי את השיטה הזו אבל עדיין לא ראיתי מישהו מתעד אותה באינטרנט, וזה נראה לי מפתיע.

שלב 6: עיצוב לוח

כדי להביא את הלוח לצורתו הסופית, עליך להתחיל בכריתת כמה שאתה יכול בבטחה בעזרת גלגל ניתוק דרמלי. השתמשתי בתחנת עבודה dremel אופקית עם הלהב מעל קופסת קרטון כמסור שולחן מאולתר.

לאחר מכן תוכל להתחיל לקדוח את החור המרכזי. השתמש במקדח הגדול ביותר שיש לך לדרמל שלך ולאט לאט "גבינה שוויצרית" דרכך עד שתחתך קטע גדול מספיק בכדי להתאים לקצת טחינה. לאחר מכן תוכל להשתמש בביטוש השחזה הזה כדי להביא את הלוח לצורתו הסופית.

הדרך שבה הלוח חרוט שם היא טבעת דקה של רק פיברגלס סביב קצה הלוח, ממש לפני שאתה טוחן עד לנקודה זו נתח הנחושת האחרון שנותר. כאשר החלק האחרון של שחרור הנחושת כבר לא טוחן. על ידי הסתמכות על סימן זה הוא מאפשר לך ליצור יצירה עקבית ומעגלית מאוד (בהנחה שלא סיבכת את התחריט כמוני ועשית את התבנית קרוב מדי לקיר). סיימו את הקוטר החיצוני באותה הדרך.

עליך גם לקדוח את החורים עבור חיבורי הנתונים ב, 5v וקרקע. מעט דרמל (.7 מ מ) עובד נהדר בשביל זה.

שלב 7: הלחמה

לדעתי זהו פרויקט נהדר לאדם שרוצה ללמוד כיצד להיכנס להלחמה על פני השטח. כל המרכיבים החשובים גדולים, עמידים בחום, והרפידות נמצאות במרחק גדול אחת מהשנייה. למעשה זה מאוד קשה לבלגן וזו דרך מצוינת לבנות אמון בהלחמה על פני השטח מבלי להתעסק עם רכיבים זעירים.

על מנת להלחם את ה- NeoPixels על הלוח שלך תחילה עליך להפקיד כמות קטנה וזעירה של משחת הלחמה לכל כרית באמצעות מזרק או סטנסיל. אם יש לך שבלונה פשוט מורחים כף של משחת הלחמה סביב השבלונה כמו שכבה דקה של חמאה על טוסט עד שכל הכריות מכוסות. אתה לא צריך כל כך הרבה ממה שאתה חושב, פשוט תמשיך להתפשט.

בשלב הבא תרצה למקם את הרכיבים שלך על הלוח שלך. כל עוד כל כרית נוגעת בכף הלחמה הרלוונטית שלה אז אתה קרוב מספיק. להדבק הלחמה יש את המאפיין הקסום הזה שכאשר הוא הופך מותך הוא בעצם מושך את הרכיב למקומו כמעט בכל פעם.

אם אינך בטוח מדי לגבי כישורי ההלחמה שלך, תוכל לשנות את קבלים 0603 לפורמט גדול יותר או לדלג עליהם לגמרי. הם מאריכים את תוחלת החיים של ה- NeoPixel אך אם אינך משתמש בזה כמקור אור לא סביר שלעולם תראה אחד נשרף. עם זאת, אני מאוד ממליץ לך להתקין אותם, פשוט כי למיומנות יש ערך.

מבחינת הלחמה בפועל, זה לא יכול להיות קל יותר. כל שעליך לעשות הוא להקדיש כשתי דקות לחמם את הלוח שלך עם אקדח אוויר חם ואז להתמקד יותר באזורים לפי אזור עד שהכל יזרם. אתה יכול לדעת מתי הוא זז שוב כי הלחמה הופכת דקה ובדרך כלל הרכיב עושה קצת "נענוע" למקומו.