Վեց կողմ PCB LED զառ WIFI և գիրոսկոպով - PIKOCUBE. 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Բարև արտադրողներ, դա moekoe արտադրողն է:

Այսօր ես ուզում եմ ձեզ ցույց տալ, թե ինչպես կարելի է կառուցել իսկական LED զառ `վեց PCB- ի և ընդհանուր առմամբ 54 LED- ի հիման վրա: Նրա ներքին գիրոսկոպիկ սենսորի կողքին, որը կարող է հայտնաբերել շարժումը և զառերի դիրքը, խորանարդը գալիս է ESP8285-01F- ով, որը մինչ այժմ իմ ունեցած ամենափոքր WiFi MCU- ն է: MCU- ի չափսերն ընդամենը 10 է 12 միլիմետր: Յուրաքանչյուր հատ PCB- ն ունի 25 x 25 միլիմետր չափսեր և պարունակում է ինը WS2812-2020 մինի LED պիքսել: Կառավարիչի կողքին կա 150mAh Lipo մարտկոց և զառախաղի ներսում լիցքավորման միացում: Բայց այս մասին ավելի ուշ…

Եթե դուք փնտրում եք նույնիսկ ավելի փոքր խորանարդ, ապա ստուգեք իմ կայքում ստեղծած առաջին տարբերակը: Այն ձուլված է էպոքսիդային խեժի մեջ:

Pikocube տարբերակ 1

Քայլ 1: Ոգեշնչվեք:

Վայելեք տեսանյութը:

Այս տեսանյութում խորանարդի համար գրեթե ամեն ինչ կգտնեք: Որոշ լրացուցիչ տեղեկությունների, դիզայնի, PCB- ի և ծածկագրերի ֆայլերի համար կարող եք ստուգել հետևյալ քայլերը:

Քայլ 2: PCB դիզայն:

Ինչպես երևի գիտեք, իմ նախընտրած PCB դիզայնի ծրագրակազմը Autodesk EAGLE- ն է: Ահա թե ինչու ես այն օգտագործել եմ նաև այս նախագծի համար:

Ես սկսել եմ օգտագործել PCB- ի երկու տարբեր նմուշներ, քանի որ չեմ ուզում խորանարդը ավելի մեծ դարձնել, քան պետք է: Երկու PCB- ների արտաքին ձևերն ընդամենը 25x25 միլիմետր քառակուսիներ են: Այս PCB- ների առանձնահատուկ բանը երեք կողմում գտնվող երեք ձուլված անցքերն են, որոնք տարածում են երեք ազդանշաններ +5V, GND և LED ազդանշանը ամբողջ խորանարդի վրա: PCB- ների կարգը ներկայացված է վերը նշված սխեմաներից մեկում: Հուսանք, որ կարող եք պատկերացնել, որ գունավոր կողմերը միմյանց են պատկանում, երբ խորանարդը ծալվում է որպես խորանարդ: Ռադիոները նշում են WS2812 ազդանշանային գիծը:

Երկու PCB- ների սխեմաները, տախտակները և BOM- ները կցված են այս քայլին:

Քայլ 3: PCB և բաղադրիչներ:

Ամբողջ խորանարդը բաղկացած է երկու տարբեր տեսակի PCB- ներից: Առաջինը գալիս է լիցքավորման սխեմայով և Lipo մարտկոցի միակցիչով, իսկ երկրորդը պարունակում է MCU, սենսոր և միացման ուժի միացման միացում: Իհարկե, PCB- ները հագեցած են միայն յուրաքանչյուրը մեկ անգամ: Մնացած բոլորը պարզապես պարունակում են ինը լուսադիոդներ խորանարդի արտաքին մասում:

PCB- ների առանձնահատուկ բանն ամեն կողմից ամրացված անցքերն են: Մի կողմից, այդ անցքերն/զոդման բարձիկներն օգտագործվում են խորանարդը խորանարդի տեսք ունենալու և ամեն ինչ տեղում պահելու համար, իսկ մյուս կողմից այն փոխանցում է ինչպես LED- ների, այնպես էլ WS2812 ազդանշանի էներգիան: Վերջինն ավելի բարդ է, քանի որ այն պետք է լինի որոշակի հերթականությամբ: Յուրաքանչյուր PCB- ն ունի միայն մեկ մուտքային և մեկ ելքային ազդանշան, և որևէ կետում մեկ ազդանշանն ընդհատելու համար ես ավելացրեցի մի քանի SMD զոդման բարձիկներ:

MCU խորհրդի համար ձեզ անհրաժեշտ մասեր

• ESP8285-01F WiFi MCU
• ADXL345 գիրոսկոպ
• SMD կոնդենսատորներ 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• SMD դիմադրիչներ 0603 (600, 1k, 5k, 10k, 47k, 100k, 190k, 1M)
• SMD դիոդ SOD123 1N4148
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244, IRLML2502)
• SMD LDO MCP1700
• SMD 90 աստիճանի կոճակ
• WS2812 2020 լուսադիոդ

Մասեր, որոնք ձեզ հարկավոր են էներգաբլոկի համար

• MCP73831 Լիցքավորիչի IC
• SMD կոնդենսատորներ 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• SMD դիմադրիչներ 0603 (1k, 5k, 10k)
• SMD դիոդ MBR0530
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244)
• JST 1.25 մմ 2P միակցիչ
• WS2812 2020 լուսադիոդ

Քայլ 4: Կուբիկի հավաքում:

Խորանարդի հավաքման բոլոր մանրամասների համար պետք է անդրադառնալ վերը նշված տեսանյութին:

Խորանարդը հավաքելը ամենահեշտ մասը չէ, բայց այն մի փոքր ավելի հեշտ դարձնելու համար ես նախագծել եմ զոդման մի փոքր օգնություն, որտեղ վեց հատ PCB- ից առնվազն երեքը կարող են զոդվել միասին: Երկու անգամ դա անելով, դուք կստանաք երկու PCB եզր, որոնք պետք է միացված լինեն, երբ ամեն ինչ աշխատի: Այո, համոզվեք, որ ամեն ինչ արվում է: Մինչ այժմ ես դա չեմ փորձարկել, բայց խորանարդից մեկ հատ PCB- ի ապամոնտաժումը կարող է դժվար լինել:

Համոզվեք, որ երեք PCB- ներ միասին կպցրեք մարտկոցի խցիկը միացնելուց առաջ: Հակառակ դեպքում դուք պետք է փոփոխեք.stl ֆայլը մի փոքր անցքով, որտեղ տեղավորվում է վարդակը:

Քայլ 5: Arduino կոդ:

Խորանարդը կսկսվի հաշմանդամ WiFi- ով `որոշակի էներգիա խնայելու համար, որը կոչվում է մոդեմի քուն: Ինչ վերաբերում է ESP- ների տվյալների թերթին, MCU- ն ընդամենը 15 մԱ է տևում մոդեմ քնի ընթացքում, մինչդեռ նորմալ ռեժիմում նրան անհրաժեշտ է մոտ 70 մԱ: Հարմար է նման սարքի մարտկոցով աշխատող սարքերի համար: Դրան հասնելու համար ձեզ հարկավոր կլինի հետևյալ կոդի մասը ՝ նախքան կարգաբերման գործառույթը կանչելը:

void preinit () {

ESP8266WiFiClass:: preinitWiFiOff (); }

Մեկ այլ կոճակի սեղմումով կարող եք արթնացնել WiFi- ն ՝ զանգահարելով ստանդարտ WiFi.begin () գործառույթին կամ այս դեպքում Blynk.begin () - ին, որը ընտրել եմ այն հավելվածի համար, որը ես ընտրել եմ խորանարդը վերահսկելու համար:

Որոշ անիմացիաներ խորանարդի վերածելը միայն մի փոքր մաթեմատիկա է: Հատուկ արտաքին պատի վրա պիքսելին մատրիցի փոխարկումը կատարվում է այս պարզ օգնականի գործառույթով.

int get_pixel (int mat, int px, int py) {

// վերևի ձախ անկյունից սկսած վերադարձը (px + py * 3) + mat * 9; }

Անդրադառնալով 2 -րդ քայլում PCB պիքսելների ակնարկին `առաջին մատրիցը վերինն է, երկրորդը` առջևի կողմը, հաջորդները `խորանարդի շուրջը, որոնք գնում են ճիշտ ուղղությամբ, իսկ վերջին մատրիցը` ներքևինը:

Կցված կոդը օգտագործելիս պետք է խմբագրեք WiFi- ի հավատարմագրերը ՝ ձեր ցանցին համապատասխանեցնելու համար: Blynk APP- ի հետ ճիշտ օգտագործման համար, նախքան էսքիզը բացելը, համոզվեք, որ երկու ֆայլերը (BLYNK.ino և մյուսը Blynk- ով) միևնույն թղթապանակի մեջ դնել: Էսքիզը պարունակում է երկու տարբեր ներդիրներ: Մյուս ֆայլը, որն իրականում ոչինչ չի անում, կարիք չունի այլ ներդիրով հագեցած լինելու: Դա պարզապես խորանարդը քնելու համար է, երբ կոճակը սեղմված չէր: Հակառակ դեպքում խորանարդը չի քնի և անընդհատ հոսանք կհանի:

Քայլ 6: Pրագիրը:

Ինչպես արդեն ասվեց, խորանարդը սկսվում է մեկ կոճակով սեղմելով: Բայց դա ընդհանրապես չի սկսվի WiFi ֆունկցիոնալությամբ: Մեկ այլ սեղմում, երբ խորանարդն արդեն միացված է, կսկսի WiFi- ն և միանում է կանխորոշված ցանցին: Հետագայում կարող եք օգտագործել BlynkAPP- ը ՝ խորանարդը կառավարելու համար: Իհարկե, դուք կարող եք ընդլայնել ֆունկցիոնալությունը, այս բանի համար շատ հնարավորություններ կան…

Blynk APP- ի ներսում մի պարզ օրինակ դասավորություն ցուցադրված է այստեղ: Այն բաղկացած է երկու SLIDER- ից (պայծառություն և անիմացիայի արագություն), երկու STYLED կոճակ (փոխել անիմացիայի օրինակը և անջատել խորանարդը), մեկ STEP ՝ խորանարդի ռեժիմը փոխելու համար, LED- ից ՝ ցույց տալու համար, թե որ զառերի կողմը բարձր է և վերջին, բայց ոչ պակաս չափիչ: մարտկոցի կարգավիճակի ցուցադրում: Այս բոլոր վիջեթներն օգտագործում են վիրտուալ կապում APP-MCU հաղորդակցության համար: MCU- ի միջոցով վիրտուալ կապում կարդալը նշանակում է կանչել այս գործառույթը, մինչդեռ V1- ը վերաբերում է օգտագործված վիրտուալ քորոցին և param.asInt () - ը պահում է քորոցի ընթացիկ արժեքը: Սահմանափակման գործառույթը միայն մուտքային արժեքները սահմանափակելու համար է (անվտանգությունն առաջին հերթին. D):

BLYNK_WRITE (V1) {

// StepH t = millis (); current_mode = սահմանափակում (param.asInt (), 0, n_modes - 1); }

Blynk APP- ին վիրտուալ քորոց գրելու համար կարող եք օգտագործել հետևյալ գործառույթը.

int data = getBatteryVoltage ();

Blynk.virtualWrite (V2, տվյալներ);

Այս մասին ավելի շատ տեղեկատվություն կստանաք Arduino էսքիզի ներսում:

Քայլ 7: Haveվարճացեք:

Խորանարդի ձևավորումն ու կառուցումը ինձ համար շատ զվարճալի էր: Այնուամենայնիվ, ես դրա հետ կապված որոշ խնդիրներ ունեի: Առաջինն այն է, որ ես ցանկանում էի խորանարդի առաջին տարբերակի ներսում օգտագործել խթանող փոխարկիչի միացում `ապահովելու համար, որ WS2812 LED- ները աշխատեն 5 Վ լարման տակ: Բարեբախտաբար, նրանք կաշխատեն նաև Lipo լարման դեպքում ՝ մոտ 3, 7 Վ, որովհետև խթանիչ փոխարկիչը չափազանց աղմկոտ էր և խանգարում է LED ազդանշանը, ինչը հանգեցնում է չնախատեսված թարթող խորանարդի:

Երկրորդ հսկայական խնդիրն այն է, որ ես ուզում էի օգտագործել անլար լիցքավորման հնարավորությունը, նույնիսկ երկրորդ տարբերակի համար: Բարեբախտաբար, ես ավելացրել եմ լիցքավորման բարձիկներ, որոնք հասանելի են խորանարդի դրսից, քանի որ ինդուկտիվ ուժը խախտվում է PCB- ի և բաղադրիչների GND հարթությունների միջոցով: Հետևաբար, ես պետք է ստեղծեմ 3D տպագիր լիցքավորման տակդիր, որպեսզի խորանարդը տեղադրվի և որոշ կոնտակտներ սեղմվեն խորանարդին:

Հուսով եմ, որ ձեզ դուր եկավ այս ուսանելի ուսումը կարդալը և գուցե գտաք ձեր սեփական խորանարդը կառուցելու միջոց:

Ազատորեն ստուգեք իմ Instagram- ը, կայքը և Youtube- ի ալիքը ՝ խորանարդի և այլ հիանալի նախագծերի մասին լրացուցիչ տեղեկությունների համար:

Եթե ունեք հարցեր կամ ինչ -որ բան բացակայում է, խնդրում եմ ինձ տեղյակ պահեք ստորև բերված մեկնաբանություններում:

Funվարճացեք ստեղծագործելով::)

Առաջին մրցանակ PCB Design Challenge- ում