Csillagkapu az asztalon - NYÁK -tervezés: 6 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:41

Fusion 360 projektek »

Ha tetszik ez a projekt, kérjük, szavazzon rá a NYÁK -versenyen (az oldal alján)

A Csillagkapu SG-1 a kedvenc tévéműsorom minden idők végén. Az elmúlt pár hónapban kényszerítettem a barátnőmet, hogy nézze meg az egész sorozatot. A 4. évad körül jártunk, amikor láttam, hogy az Instructables NYÁK -versenyt rendez, és ez tökéletes alkalomnak tűnt, hogy megtervezzem a saját Csillagkaput, amelyet az asztalomra helyezhetek.

Ezt a projektet én találtam ki. Ez egy 4 hüvelyk átmérőjű PCB csillagkapu, a hozzá tartozó DHD-vel (ez a laikusok számára tárcsázható otthoni eszköz), amely az asztalon ül és világít! Érintse meg a kapacitív érintőpadot a DHD -n, és minden chevron világítani fog. Menj a 7. sírkőhöz, és a féreglyuk kigyullad!

A NYÁK egy darabból készült, és szétpattan. A DHD a közepén van, a külső sarkok pedig a Stargate és a DHD támaszai. Két AA elemmel működik, és az elemtartó a DHD alapjaként működik.

A logikát egy ATtiny85 szolgáltatja, amely a 74HC595 műszakregiszter segítségével kapcsolja be a LED -eket. Olvassa el, hogy lássa, hogyan terveztem, és hogyan kell összeszerelni!

1. lépés: Prototípuskészítés

Ha lehetséges, prototípálni szeretné a NYÁK -terveket egy kenyérsütő deszkán, mielőtt bármit is gyártana. Manapság nagyon megfizethető a PCB -k gyártása, de még mindig nem akarja elvesztegetni az idejét vagy a pénzét.

Az én esetemben korábban soha nem dolgoztam műszakregiszterrel, így erre volt szükségem, hogy a tesztelésre koncentráljak. Erősen támaszkodtam erre az Instructable bemutatóra, hogy megtanuljam működésüket:

Valójában elkövettem azt a hibát, hogy alapos tesztelés előtt PCB -ket rendeltem. Eredeti tervezésemben WS2812B egyedileg címezhető LED-eket használtam. Ezek végül néhány okból nem működtek jól, és sok időt és pénzt pazaroltam el. Az új kialakítás egyszerűbb és olcsóbb.

Annak érdekében, hogy prototípusba állítsam a műszakregiszter -tervezést a NYÁK -ok második felülvizsgálatához, mindent kenyérsütő táblára tettem. Az ATtiny85, a váltóregiszter, az ellenállások és a LED -ek mind ott vannak. Van egy második terület is az ATtiny85 programozására egy Arduino segítségével (a Google hogyan kell ezt megtenni, sok oktatóanyag létezik).

A projekt teljes alkatrészlistája:

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 műszakregiszter
• 7x piros 3 mm -es LED
• 1x kék 3 mm -es LED
• 2x 120ohm ellenállás
• 1x 1P2T SPDT kapcsoló
• 1x elemtartó

Mellékelve az ATtiny85 kód (Arduino segítségével villog). A tesztelés után áttértem a NYÁK -tervezésre.

2. lépés: NYÁK -tervezés

Ha csak azt szeretné, hogy a NYÁK -okat a tervezésem alapján készítsék el, használhatja a csatolt StargatePlots.zip mappát. Ez tartalmazza a Gerber -fájlokat ezek előállításához

A NYÁK fizikai kialakítása nagyon fontos volt a végtermék szempontjából, különösen azért, mert szétpattan, és a NYÁK részeit támasztóként használják. Ezért kezdtem a CAD -ben. Az Autodesk Fusion 360 -at használtam a NYÁK tervezéséhez, beleértve a füleket is.

NYÁK -vázlat a Fusion 360 -ban

Miután a NYÁK -t CAD -ban tervezte, szüksége van arra, hogy ezt beépítse a NYÁK -tervező szoftverébe, és élvonalbeli vágásokat adjon hozzá. A Fusion 360 programban csak egy új vázlatot kell létrehoznia az alkatrész felületén, és ki kell vetítenie az éleket. Ezután csak mentse el a vázlatot. A komponens böngésző területén (az ablak bal oldalán) válassza ki az új vázlatot, és exportálja DXF formátumban. Mentse el későbbre.

KiCAD sematikus

A tényleges NYÁK -tervezést a KiCAD -ben végeztem. Az Autodesk Eagle -t használtam volna, de a verseny határidejéhez közel vágtam, és nem volt időm megtanulni az Eagle használatát. A KiCAD -ban az első lépés a NYÁK sematikus létrehozása. A vázlat a tervezés egyszerűsített tömbvázlata, és elsődleges célja, hogy megmondja a KiCAD -nek, hogy az alkatrészek milyen csapjai vannak összekapcsolva.

Egyedi összetevő

A KiCAD szinte minden összetevőjét beépítette, ezért egyszerűen hozzáadtam őket és csatlakoztattam a csapokat. A nagy kivétel a kapacitív érintőpad volt, ami teljesen egyedi. Ehhez hozzá kell tennem egy új NYÁK -nyomatot.

Először az InkScape -ben rajzoltam meg az érintőpad alakját. Ezután a KiCAD Bitmap konverterét használtam, hogy ezt az új komponens lábnyomává alakítsam. Ezt aztán hozzáadták a vázlatomhoz.

KiCAD NYÁK

A vázlat elkészítése után létrehozhatja a tényleges NYÁK -elrendezést. A KiCAD csak az összes lábnyomot dobja ki a lapra, és Önön múlik, hogy elhelyezi őket. Először azonban importálni szeretné a PCB -vázlat DXF -jét.

Váltson az Edge Cuts rétegre, majd válassza a DXF importálása lehetőséget. Válassza ki a DXF vázlatát, és a lapra kerül. Ezután szükség szerint elhelyezheti lábnyomát. Ezeket a lépéseket a KiCAD sokkal részletesebb útmutatói tartalmazzák. Végezetül adjon hozzá néhány rézöntő töltőanyagot a tartási helyekkel, hogy ne maradjon ki a kivágásokból.

Egyedi szitanyomás

Egyetlen Csillagkapu sem teljes karakterek nélkül, ami azt jelenti, hogy egyedi selyemnyomás szükséges. Először azzal kerestem egy illusztrációt a Google -on a Csillagkapuról, amely egyértelműen mutatja a karaktereket. Ezután a GIMP segítségével eltávolítottam az összes képet, kivéve a karaktereket, és fekete -fehérré tettem. Felvettem az InkScape -be, és átalakítottam vektorgrafikává, és méreteztem a megfelelő méretűre.

Innentől kezdve a folyamat hasonló volt az egyéni lábnyom létrehozásához. De ahelyett, hogy a képet lábnyomként használnám, a selyemszövet réteghez használtam. Aztán csak áthelyeztem a NYÁK -ba és elhelyeztem. Ezt a folyamatot megismételték a DHD karaktereknél.

3. lépés: Készítse el a nyomtatott áramköri lapjait

Számos gyártási szolgáltatás áll rendelkezésre a PCB -k elkészítéséhez. Az OSH Park népszerű választás, amely rendkívül könnyen használható és kiváló minőségű, de kissé drága-a PCB-k is lila színűek.

Ehhez a projekthez a Seeed Studio Fusion PCB szolgáltatást használtam. Lényegesen megfizethetőbb volt, a minőség is kiváló, és sokkal több testreszabási lehetőséget kínálnak. Például ezeket fekete színben tudtam elkészíteni, és többféle színválaszték is rendelkezésre áll.

Lesz néhány szállítási lehetősége, de én a DHL -t választottam. Január 11 -én adtam le rendelésemet, január 22 -én kaptam meg a tábláimat. A teljes költség a szállítással együtt 51,94 dollár volt 10 ilyen 101,6 x 101,6 mm -es tábla esetén. Ha a táblákat az alapértelmezett zöld színben rendeltem volna, akkor olcsóbbak lettek volna. De az 5,20 dollár táblánként ésszerű, tekintve, hogy mekkora.

Mindez azt mondta, hogy bármilyen szolgáltatást igénybe vehet. További népszerű lehetőségek a JLCPCB és a PCBWay. Mindössze annyit kell tennie, hogy kirajzolja a Gerber -fájlokat a KiCAD -ből vagy az Eagle -ből, hogy feltölthesse terveit ezekre a szolgáltatásokra. Ha OSH Parkot használ, közvetlenül feltöltheti a KiCAD projektjét.

4. lépés: Szerelje össze a táblát

Ha saját táblát tervezett, tudnia kell, hogyan kell összeszerelni. De ha az én NYÁK -dizájnomat használja, a következőképpen állíthatja össze:

Minden alkatrész átmenő lyukú és a táblán fel van tüntetve, így az összeszerelésnek könnyűnek kell lennie. Minden komponenst a táblának a címkével ellátott oldalára kell helyezni. Mind az ATtiny85, mind a 74HC595 helyek meg vannak jelölve a tájolásuk módjával. A zsetonok pontjelölő csapja 1, amely a lapkák körvonalán lévő bevágás mellett található.

A LED -ek polaritással rendelkeznek, ezért óvatosnak kell lenni, amikor behelyezi őket. A LED -ek negatív katódja (rövid lába) a négyzet alakú lyukon, a pozitív anód (hosszú láb) pedig a kerek lyukon megy keresztül. Először forrasztja be a hevronok hét piros LED -jét, majd fordítsa meg a táblát.

A kék LED -et 90 fokos szögben kell meghajlítani, lefelé mutatva a Csillagkapu középpontja felé. Csak körülbelül félig helyezze be, majd forrasztás előtt hajlítsa le.

Ezután következnek a DHD vezetékek. Minden huzal egyik oldalát forrasztja a NYÁK DHD részébe, majd a másik végét a Csillagkapu részbe. Nem mindegy, hogy melyik vezeték melyik lyukba kerül, a kapacitív érintőpadnak nincs polaritása.

Végül forrasztja be az akkumulátor vezetékét. Ha a tábla első felülvizsgálata, akkor helytelenül lesz megjelölve, és azt mondja, hogy az alsó lyuk "+" pozitív. Ez hiba volt részemről. Az alsó (külső) lyuk negatív. Tehát forrasztja a pozitív akkumulátor vezetéket a felső (belső) lyukba, és a negatív vezetéket az alsó (külső) lyukba.

5. lépés: Nyomtassa ki az alkatrészeket 3D -ben

Ennek a projektnek összesen kilenc 3D-s nyomtatott része van: a hét chevron burkolat, valamint a féreglyuk LED-diffúzor elülső és hátsó része.

A chevronok egyszerűek, és melegen ragasztva vannak a chevron LED-ekre az extra stílus érdekében. Ezeket fekete vagy szürke színben kell nyomtatni.

A féreglyukú LED -diffúzor két részre oszlik, hogy megkönnyítse a nyomtatást és hatékonyabb legyen. Az elülső darab áttetsző izzószállal van nyomtatva, így a fény át fog ragyogni, a hátsó darab pedig fehér izzószállal van nyomtatva, hogy segítsen visszaverni a fényt az elülső oldalon.

Mindezek a darabok kinyomtathatók támaszok nélkül. Javaslom a 0,15 mm rétegmagasság használatát, a betöltésnek 20%-nak kell lennie.

6. lépés: Végső összeszerelés

A Csillagkapu összeszerelésének befejezéséhez csak össze kell raknia a darabokat forró ragasztóval. Először azt javaslom, hogy csiszolópapírt vagy Dremelt használjon a NYÁK -részek füleinek simításához.

Ezután egy kis forró ragasztóval vagy szuperragasztóval rögzítse az elülső diffúzorrészt a diffúzor hátuljához. Koncentrikusnak (középre) kell állniuk.

Ezután töltsön forró ragasztóval egy chevron -t, és nyomja le a chevron LED -re. Ismételje meg ezt a többi hat chevron LED -del. Folytassa, és használjon még néhány forró ragasztót a féreglyuk LED -diffúzor rögzítésére a NYÁK -ra. Van egy kis lyuk a LED beillesztéséhez, ezért csak helyezze be, és használja a diffúzor vastag részét felületként a PCB -hez való ragasztáshoz.

Tekerje a DHD vezetékeket néhányszor az akkumulátor vezetékei köré, hogy rendben maradjanak. A DHD NYÁK -ot az elemtartó tetejére kell felvinni, ezért forró ragasztóval rögzítse (tehát az akkumulátor vezetékei az alján vannak). Ezután forró ragasztóval rögzítse a tartóelemeket (bevágások nélkül) az elemtartó oldalaihoz, hogy függőleges és stabil maradjon.

Végül nyomja be a támaszt a bevágásokkal a Csillagkapu NYÁK megfelelő hornyaiba. Mindegyikhez használjon egy csipet forró ragasztót, hogy a helyén maradjon.

És kész! Csak kapcsolja be a kapcsolót, várjon néhány másodpercet, majd érintse meg az érintőpadot, hogy bekapcsolja az egyes chevronokat, és féreglyukat hozzon létre!