Էլեկտրական թիթեռ. 8 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Սա իմ պատրաստած շատ թույն բազմագույն թիթեռ է - պահանջում է նվազագույն մասեր և ծրագրավորում:

Բացի թիթեռից, այն ցույց է տալիս մի շատ հիանալի տեխնիկա, որտեղ դուք կարող եք ձեր սեփական PCB- ները պատրաստել սիլուետի տնային դանակի վրա ՝ կանոնավոր առևտրով հասանելի պղնձե ժապավենից, որը կարող է տեղադրվել ցանկացած տեսակի մակերևույթի վրա:

Ակնհայտ է, որ նման բան կարելի է հեշտությամբ ստեղծել առևտրային տպագիր տպատախտակի միջոցով, բայց եթե ցանկանում եք խնայել դրա պատրաստման ծախսերը, ապա ցանկանում եք LED նախշեր ստեղծել ոչ ստանդարտ նյութի վրա (ինչպես հայելին կամ պատուհանը, այլ քան ապակեպլաստե PCB) - կամ նույնիսկ կոր մակերևույթ ունեցող ինչ -որ բան - այս մեթոդը կարող է օգտագործվել էժանորեն կպչելու համար պղնձե PCB- ի հետքերը գրեթե ցանկացած տեսակի մակերևույթի վրա:

Դա հեշտությամբ կարելի է անել այնպիսի բաների համար, ինչպիսիք են LED- ները, որոնք ունեն կապարի մեծ հորիզոններ, բայց ավելի դժվար է դառնում, երբ ավելի լավ, փոքր թեք մասեր եք օգտագործում: Այսպիսով, այս տեխնիկան կարող է ընտրովի օգտագործվել. Այսինքն ՝ օգտագործել համակարգչից դուրս գրվող տախտակ (Arduino) որպես համակարգիչ, և տնից կտրված պղնձե փորագրություններ այն վայրերի համար, որտեղ LED- ների տեղադրման ծայրահեղ հարմարեցում եք ցանկանում:

Այս նախագիծը ստեղծելու համար ես օգտագործեցի հետևյալը.

• Silhouette Cameo անձնական վինիլային/թղթե կտրիչ `PCB ստեղծելու համար
• Arduino UNO - օգտագործվում է որպես միացված ծրագրավորող
• Լազերային կտրիչ մասերի համար (փայտ - ակրիլ - ամեն ինչ) (կարող եք օգտագործել այլ բան, եթե լազեր չունեք)

Իրական մասերն են.

• $ 1 ATTiny75 պրոցեսոր
• 22 NeoPixels - (սերիական վերահսկվող, եռագույն LED)
• 2x3 վերնագիր
• Պղնձե փայլաթիթեղ

Ամբողջ ծրագրաշարը կատարվել է Arduino IDE- ում `օգտագործելով Adafruit NeoPixel գրադարանները և խորհրդի մենեջերի ATTiny գրականությունը:

Սրան մոտենալու երկու հիմնական եղանակ կա.

Հեշտ միջոց. Ես ունեմ իմ սեփական տախտակը (ինչպես Arduino- ն), որը պատրաստվում եմ օգտագործել LED- ները վերահսկելու համար: Ես պատրաստվում եմ միայն LED- ների համար PCB ստեղծել և այն միացնել իմ arduino- ին:

Դժվար (և ավելի էժան) եղանակ. Ես պատրաստվում եմ ամեն ինչ ինքս անել 100% -ով: Ինձ պետք չէ Arduino, և փոխարենը պատրաստվում եմ օգտագործել $ 1 ATTiny85: Սա ավելի դժվար է, քանի որ Siluette- ի կամ CriCut տիպի վինիլային դանակի վրա ամբողջ նուրբ արվեստը կատարելն ավելի դժվար է:

Քայլ 1: Դիզայն

LED- ները յուրաքանչյուրը NeoPixels են: Սրանք հիանալի են, անհատապես վերահսկելի, բազմամակարդակ (լուսավորում), շատ պայծառ, RGB LED սարքեր, որոնք ունեն ընդամենը 4 կապում: յուրաքանչյուրի գույնի մակարդակը `բոլորը ձեր պրոցեսորի մեկ քորոցից: Նույնիսկ ավելի լավ, Adafruit NeoPixel գրադարանը Arduino- ի համար ձեզ հնարավորություն է տալիս մի քանի վայրկյանում աշխատել դրանցով:

Եթե դուք հրաժարվում եք ձեր CPU- ի տախտակի նախագծումից այս դիզայնի վրա (օգտագործելով արդյուինո), այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է, Neopixel- ի հիմնական ոտնահետքն է (խորհուրդ է տրվում, որ յուրաքանչյուրի հետ ներառեք նաև շրջանցող գլխարկ): Կցված footprint.svg ֆայլը հիմնականում այն է, ինչ ձեզ հարկավոր է սկսելու համար: Սա ձեզ կտա NeoPixles- ի և կոնդենսատորների պղնձե փայլաթիթեղի ուրվագծերը: Դուք կարող եք սա բացել Inkscape- ում, միացնել բոլոր +5v կապումներն ու Ground- ի բոլոր կապումներն իրար հետ, այնուհետև շղթայել բոլոր տվյալների մուտքագրման և ելքի կապերը միասին:

Համոզվեք, որ սա վերածեք պատշաճ կտրման ուղիների, որոնք կարող եք օգտագործել ձեր վինալ կտրիչի վրա, ինչպես ցույց տվեցի վերևում, և դուք ավարտված եք: Դա անելու համար անհրաժեշտ չէ նույնիսկ «իրական» PCB նախագծման ծրագիր:

Դա իսկապես անհրաժեշտ չէ NeoPixel- ի համար, որտեղ կապումներն բավականին մեծ են և հեշտությամբ զոդվում են, բայց հեշտ Soldermask շերտը կարելի է կտրել Kapton ժապավենի կտորից: Սա նման կլինի մի մեծ ժապավենի, որի վրա կան փոքր ուղղանկյուններ, որոնք կտրված են կպչուն բարձիկների համար և տեղադրվելու են ձեր պղնձե ամբողջ տարածքի վրա:

Քայլ 2: Պրոցեսորի ձևավորում

Եթե դուք ավելի հավակնոտ եք, կարող եք ստեղծել պրոցեսորի գծանշաններ հենց ձեր պղնձե փայլաթիթեղի մեջ:

Դա ավելի դժվար է պայմանավորված ATTiny85 սարքի ավելի փոքր կապումներով և պղնձե փայլաթիթեղից շատ փոքր գծանշաններ ձեռք բերելու անհրաժեշտությամբ, բայց դա հեշտությամբ հնարավոր է:

Սա, հավանաբար, լավագույնս արվում է «իրական» PCB նախագծման ծրագրում (ես օգտագործել եմ Eagle):

Իմ նախագծում ներառեցի նաև հոսանքի/վրիպազերծման միակցիչ (և մի քանի շրջանցող կոնդենսատորներ):

Մենք ավելի շատ կխոսենք պղնձի այս փոքր երկրաչափության կտրման դժվարության մասին:

Քայլ 3: Շերտերի ստեղծում

Քայլ 4: Շղթայի հավաքում

Պղնձի հետքերը կարող են տեղադրվել ձեր դիզայնի վրա:

Իմ դեպքում - ես օգտագործել եմ լազերային կտրված փայտի մի կտոր (կցված SVG ֆայլի ուրվագիծը):

Ես օգտագործել եմ նշանների փոխանցման ժապավենը, որպեսզի հեռացնեմ պղնձե փայլաթիթեղը դրա պատյանից և տեղադրեմ այն փայտի վրա: Եթե դուք որոշեիք կատարել Kapton սոսինձի դիմակ, ապա այն այժմ կփոխանցվեր պղնձի վերևի փայտի վրա:

Պղնձե փայլաթիթեղի վրա սոսնձումը մի փոքր դժվար է, քանի որ ի տարբերություն սովորական տպատախտակի, պղինձը սոսնձով կպչում է միայն սոսինձին (փայտին), որը չի կպչում այնքան, որքան սովորական տպատախտակի պղինձը: Այսպիսով, եթե զգույշ չլինեք (հատկապես եռակցման երկաթի ջերմության տակ) - բուդը կարող է սահել կամ տեղաշարժվել: Կապտոնի սոդերմասկի օգտագործումը կօգնի պղնձը մի փոքր տեղում պահել և դա մի փոքր ավելի հեշտ կդարձնի:

Մեկ այլ մեծ բան, որին պետք է ուշադրություն դարձնել, այն է, որ հաղորդվում է, որ NeoPixels- ը որոշ չափով անհանդուրժող է ավելորդ ջերմության նկատմամբ: Այսպիսով, եռակցման ժամանակ օգտագործեք շատ զոդման հոսք (ես օգտագործում եմ ոչ մաքուր հոսքի գրիչ), ջերմության և զոդման մեծ մասը կիրառեք պղնձի հետքի վրա և արագ հեռացրեք ջերմությունը, երբ զոդումը հոսում է NeoPixel- ի կապում: (Soldermask- ը կօգնի նաև նվազեցնել կպցնելու անհրաժեշտ քանակությունը, քանի որ այն չի հոսելու հետքի ծածկված տարածքով):

Ես գտա, որ ամենահեշտն է օգտագործել «Կպչուն սոսինձ» -ի մի փոքր կետ ՝ զոդելուց առաջ NeoPixels- ը տեղում սոսնձելու համար: Սա ամրացրեց մասերը տեղում ՝ արագացնելով զոդումը և այդպիսով պահանջելով ավելի քիչ ջերմություն: Կպչուն սոսինձը նաև արագորեն կպչում է ՝ թույլ տալով, որ մասերը չսահեն շուրջը ՝ տեղադրվելուց անմիջապես հետո: Այն մահանում է (փոքր քանակությամբ), որը նման է ռետինե հետևողականության, ինչը թույլ է տալիս մասերը հեռացնել, եթե անհրաժեշտ է ցանկացած տեսակի փոխարինում կամ վերամշակում:

Քայլ 5: CPU- ի ավելացում

Եթե ցանկանում եք պրոցեսորի (և վրիպազերծման միակցիչի) համար ձեր սեփական փորագրությունները պատրաստել, ապա դա մի փոքր ավելի դժվար է, քան LED- ները կատարելը: Պատճառն այն է, որ ներգրավված երկրաչափություններն ավելի փոքր և նուրբ են, ինչը պահանջում է ավելի ճշգրիտ կտրվածքներ ձեր վինիլային կտրիչից:

Ես պարզել եմ, որ պղնձե փայլաթիթեղի ժապավենը կտրելիս մոմե թուղթը, որին կպչել է ժապավենը, համեմատաբար քիչ կպչունություն է ապահովում: Սա նշանակում է, որ երբ ավելի փոքր երկրաչափություններ են փորձվում, նրանք հակված են սահել շրջապատի վրա:

Չնայած ես խաղում էի բազմաթիվ կտրվածքների պարամետրերով, բայց լավագույն լուծումը, որը ես գտա, ավելի ամուր կպչունությամբ հիմքի օգտագործումն էր: Վինիլը լավ է աշխատում, բայց հեշտությամբ չի աշխատում նշանների փոխանցման ժապավենի հետ, ինչը թույլ է տալիս պղնձը հեռացնել վինիլից (և տեղադրվել փայտի վրա): Դուք կարող եք միացումը թողնել վինիլային վրա, բայց այն ձուլման ժամանակ հակված է հալվելու, այնպես որ դա անհնար չէ, բայց ավելի դժվար է հավաքելը: (Ես օգտագործել եմ վինիլը որպես հիմք մի քանի տարբեր նմուշներում):

(Թափանցիկության թափանցիկ ֆիլմը կամ թերթի պաշտպանիչները նույնպես աշխատում են - և ավելի լավն են, քանի որ դրանք ավելի հաստ են: Դրանք կարող են օգտագործվել դիզայնի համար, երբ ցանկանում եք անկախ սխեմաներ և չեք ցանկանում սոսինձով ամրացված հիմք) - բայց նորից հալչում են, եթե դրանք միացված չեն: շատ զգույշ:

Իմ գտած լավագույն լուծումը Kapton ժապավենի օգտագործումն էր որպես հիմք: Կապտոն ժապավենը չափազանց լավ է դիմանում եռակցման շոգին, հանդես է գալիս որպես սոդման դիմակ և սոսնձված է: Միակ բացասական կողմն այն է, որ այն սովորաբար շատ բարակ է: Այնքան, որ ես դժվարությամբ աշխատեցի դրա հետ, եթե չկրկնապատկեի այն երկու անգամ ավելի հաստ ու ուժեղ դարձնելու համար:

Պղնձի ավելի մեծ կպչուն ուժով Kapton- ի վրա կարող են կտրվել ավելի նուրբ մանրամասներ, ինչպիսիք են պրոցեսորի լարերը: Ավարտելուց հետո ես կապեցի Կապտոնը փայտե թիթեռի թիկունքի հետևի կողմում:

Քայլ 6: Softwareրագրակազմ

Softwareրագրակազմը կատարվել է որպես Arduino էսքիզ ՝ օգտագործելով Adafruit NeoPixel գրադարանը:

Թեև դա կարող է չնչին թվալ, բայց շատ մտքեր են գնացել թիթեռի նախշերի վրա: Կոդը գրվել է երկու ռեժիմի մի քանի վայրկյանը մեկ փոխարինելու համար.

Ռեժիմ մեկ - Գույնի սրբում - տարբեր գույների լվացում, արագ փոփոխվող գույներ: «Գույն» ընտրելիս ես օգտագործել եմ ալգորիթմ ՝ գունային «արժեքների» միջև ջնջելու համար. Յուրաքանչյուր արժեք ուղարկվում է HSB -to -RGB փոխակերպման գործառույթով (որտեղ հագեցվածությունն ու պայծառությունը միշտ առավելագույնն էին) `գույների առավելագույն պայծառության հասնելու համար:

ԵՐԿՐՈՐԴ ռեժիմ - Գործարկվում է ՝

• Ստեղծվեցին 6 կամ 8 տարբեր նախապես որոշված հատվածային խմբերի «նախշեր»: Կոդը պատահականորեն կընտրի դրանցից մեկը

• Յուրաքանչյուր օրինակի համար անհրաժեշտ էր լրացնել նախապես որոշված հատվածներ 2, 3 կամ 4 տարբեր գույներից մեկում: Յուրաքանչյուր գույն պատահականորեն ընտրվել է այս երկու մեթոդներից մեկով.

  • Ընտրված է առավելագույն մակարդակի 6 գույներից մեկից (կարմիր, կանաչ, կապույտ, դեղին և այլն):
  • Ընտրված է պատահական HUE- ից ((օգտագործելով նույն երանգի գեներատորը Առաջին ռեժիմում)
• Ստացված գույնի օրինակը անցնում էր մարելու ֆունկցիայի միջոցով, որը ապահովում էր սահուն մարում մեկ օրինակից մյուսը և այն պահում էր այնտեղ մի քանի վայրկյան ՝ հաջորդին անցնելուց առաջ:

Երկու ռեժիմները փոխվում էին յուրաքանչյուր 10 կամ 15 վայրկյանը մեկ:

Քայլ 7: mingրագրավորում

Այսպիսով, այժմ մենք ունենք բոլորովին նոր ATTiny85 մեր PCB- ում և պետք է ծրագրավորենք այն: Քանի որ ես դրա համար օգտագործեցի Arduino SDK- ն, մենք պետք է տեղադրենք և ծրագիրը («ուրվագիծ»), և Arduino բեռնիչը սարքի վրա:

Ես օգտագործել եմ Arduino Uno- ն ՝ որպես համակարգում ծրագրավորող:

Կցված դիագրամը ցույց է տալիս, թե ինչպես եմ Uno- ն միացրել ATTiny85- ի իմ շղթային: Ես իրականում դրույթներ արեցի դա անելու երկու տարբեր եղանակներից մեկը.

1. վրիպազերծման վերնագրի միջոցով ես ավելացրել եմ տախտակին
2. վրիպազերծման փորձարկման միավորների միջոցով, որոնք ես ավելացրել եմ տախտակին: Դրանք կարող են օգտագործվել ՝ լազերային կտրված ակրիլային բռնակով տախտակին մի փունջ կապող փեղկ պահելով, որը դրանք պահում է ճշգրիտ դիրքում:

Անել դա:

• Կցեք Arduino Uno- ն ձեր համակարգչին և բացեք Arduino SDK- ն:
• Բացեք ներկառուցված «Արդունիոն որպես մատակարար» էսքիզը: Կազմեք և թարմացրեք այս ուրվագիծը. Այժմ Uno- ն ISP է:
• Arduino- ի «Տախտակների կառավարիչ» - տեղադրեք տախտակի փաթեթ ATTiny շարքի համար:
• Փակեք Uno ISP էսքիզը և բացեք ձեր ուրվագիծը Butterfly ծածկագրի համար:
• Ընտրեք «Տախտակի տեսակը» `ATTiny85 - ընտրեք 8 ՄՀց ներքին տատանում:
• «Merրագրավորողի» համար ընտրեք «Uno որպես մատակարար»
• Ընտրեք «Վերբեռնումների բեռնիչ» (դա արեք միայն ԱՌԱԻՆ ԱՆԳԱՄ այս չիպի համար. Կրկնելն ավելորդ պետք է լինի)
• Սա անելուց հետո, այժմ կարող եք անել «Վերբեռնել ծրագիրը ISP- ով» ՝ ձեր ուրվագիծը ATTiny85- ին ուղարկելու համար:

Քայլ 8: Վերջնական հավաքում

Փայտի ևս երկու հատված կտրվեց լազերային `թիթեռի թևերի ուրվագիծը: Դրանք ներկված էին սեւ փայլատ ներկով:

Ակրիլային կտորին տրվեց «ցրտահարված» տեսք ՝ այն հղկելով կոպիտ հղկաթուղթով: Փայտե հատվածի առանձին հատվածները կտրված էին այս ակրիլից:

Կտրված ակրիլային հատվածները տեղադրվեցին փայտե ամենավերևի կտորի մեջ: Նրանք կարող էին սոսնձված լինել, սակայն ակրիլային կտրվածքների հանդուրժողականությունը և փայտի ներկը թույլ էին տալիս դրանք պահել առանց սոսնձի:

Այս հատվածներն այնուհետև սոսնձվեցին Tacky Glue- ի փոքր բծերով, ինչը թույլ կտար դրանք ապամոնտաժվել, եթե վերանորոգման կարիք լիներ: