$ 1 NYÁK -karácsonyfa: 7 lépés (képekkel)

2024 Szerző: John Day | [email protected]. Utoljára módosítva: 2024-01-30 09:42

Kövess engem a Twitteren! Kövesse a szerző további információit:

Névjegy: A nevem Loann Boudin, készítő vagyok és francia diák, aki elektronikai mérnököt tanul Párizs közelében. Szeretek egyedül alkotni, és mindenkivel megosztom a projektjeimet. További információ a loboatról »

NYÁK karácsonyfa Loann BOUDIN | 2018

Amikor közeleg a karácsony, mit tehet egy elektronikai szerelmes? Természetesen NYÁK karácsonyfa!

Egy kis elektronikai hobbi klub tagjaként kis projekteken keresztül szeretném megosztani az elektronika és a NYÁK tervezés iránti szenvedélyemet. Karácsonyra az SMD forrasztó univerzumot akartam megismertetni az új tagokkal egy szórakoztató és egyszerű projekttel: forrasztani egy miniatűr PCB karácsonyfát beágyazott 0805 SMD villogó ledekkel.

Ez az oktatható leírja azt a folyamatot, amelyet követtem, hogy elképzeltem, megterveztem és létrehoztam egy csomó olcsó, kicsi, izzó karácsonyfát a nyomtatott áramkörökön, kevesebb mint 1 dollárért. Élvezd:)

És… ha tetszett ez az Instructable, akkor fontolja meg, hogy szavaz erre a projektre a NYÁK -versenyen! Köszönöm !

1. lépés: BOM, eszközök és szükséges készségek

Szükséged lesz:

Szükséges eszközök:

• forrasztópáka
• forrasztó huzal
• csiszolópapír
• lapos fogó
• vágófogó
• finom csipesz

Opcionális (de praktikus) eszközök:

• Füstelszívó
• többméteres
• csodálatos üveg

Készségek:

forrasztási alapkészségek

Darabjegyzékben:

Alkatrészek	Támogató	Nagykereskedelmi ár ($)	Ár PCB -nként ($)
11x 0805 SMD villogó led	AliExpress	15, 79	0, 29
1x CR1220 akkumulátor	AliExpress	0, 75	0, 15
1x elemtartó	AliExpress	6, 58	0, 07
1x váltókapcsoló	AliExpress	2, 62	0, 03
2x 2 tűs fejléc	AliExpress	0, 51	0, 01
1x NYÁK	SeeedStudio	4, 90	0, 12

Olcsó alkatrészeket választottam, hogy a BOM -ot a szimbolikus 1 dollár / karácsonyfa NYÁK ár alatt tartsák. Az összes NYÁK -karácsonyfa teljes ára egy forrasztott elektronikus alkatrészkel együtt 0,67 USD.

2. lépés: Inspirációt keres…

Egy valósághű NYÁK -karácsonyfát akartam tervezni, ahol két merőlegesen összeszerelt NYÁK 3D -s formát adhat, amely felállhat. Két különböző nyomtatott áramköri lap létrehozása nem teszi a tervezést sokkal bonyolultabbá, de drágábbá, mivel a gyártók többet fizetnek, ha egy nyomtatott áramköri lap több mintát tartalmaz. Annak érdekében, hogy az árat a lehető legalacsonyabb szinten tartsam, gondolkodnom kellett a NYÁK -ok ügyes helygazdálkodásán a hulladék és a költségek csökkentése érdekében. Arra törekedve, hogy a célomnak megfelelő PCB karácsonyfát tervezzem, hasonló projekteket kerestem a Google -on és az Instructables -en.

Belebukkantam a bluquesh tervezésébe, amelyet különösen érdekesnek és nagyon jól dokumentáltnak találtam. Az első Instructable -ban ez a tag leírja, hogyan sikerült egy kis PCB karácsonyfát létrehozni, sok funkcióval:

• Beépített Arduino chip
• Kétszínű SMD LED-ek
• Kapacitív érintés
• Beépített akkumulátor
• DC/DC erősítő áramkör
• … és több !

Ezen funkciók közül néhány nem kompatibilis a projektemmel, amelynek célja egyszerű és olcsó. Ennek ellenére a projekt egy másik részlete is felkeltette a figyelmemet: a bluquesh -nak sikerült 3D -s karácsonyfa -tervét beilleszteni egy négyzet alakú területbe, nulla helyveszteséggel. Azzal, hogy a fenyő mellett két félfenyő alakú uszonyt készített, újra felhasználta az elpazarolt teret, hogy összetett formája ellenére újabb teljes fát hozzon létre.

Ezt az okos dizájnt adaptáltam és újra felhasználtam a projektemben.

3. lépés: NYÁK -tervezés

A PCB karácsonyfámat az Autodesk EAGLE segítségével terveztem. Az EAGLE egy elektronikus tervezési automatizálási (EDA) szoftver, amely lehetővé teszi a sematikus diagramok tervezését, az alkatrészek elhelyezését és a NYÁK -útválasztást.

A tervezést az elektronikus áramkör vázlatának megalkotásával kezdtem. 11 villogó LED -ből áll, párhuzamosan, 3 V -os gombelemmel. Egy kapcsoló megnyithatja vagy bezárhatja az áramkört. Végül egy opcionális 10 µF szűrőkondenzátort helyeznek az akkumulátor feszültsége és a föld közé.

Úgy döntöttem, hogy nem sorozunk ellenállást a LED -ekkel, mivel a 3 V nagyon közel van a LED -színek előremenő feszültségéhez:

A rajz és a NYÁK három részre oszlik:

• az alaplap: karácsonyfa formájú, és tartalmazza az elemtartót, a kapcsolót, 3 LED -et a felső oldalon és 2 LED -et az alsó felületen. Két 2 tűs tűhegy csatlakozó lehetővé teszi a két borda csatlakoztatását és áramellátását, az egyik a felső és a másik az alsó oldalon.
• felső uszony: fél karácsonyfa alakú, az elemtartó bemetszésével, és 1 LED -et tartalmaz a felső és 2 LED -et az alsó oldalon. Egy 2 tűs tűhegy csatlakozó lábnyom lehetővé teszi az uszony csatlakoztatását és áramellátását az alaplaphoz.
• az alsó uszony: fél karácsonyfa alakú, és 2 LED -et tartalmaz a felső felületen és 1 LED -et az alsó oldalon. A 2 tűs pinhead csatlakozó lábnyom lehetővé teszi az uszony csatlakoztatását és áramellátását az alaplaphoz.

Úgy döntöttem, hogy fenyőnként 48 * 48 mm -es csökkentett méret mellett döntök úgy, hogy a deszka körvonalait a 20. "Dimension" réteggel rajzolom meg.

A fenyőfa alakját a 46. "Marás" 3 mm szélességű réteggel rajzoltam meg: ezt a vonalat a gyártó marási területeként értelmezi, és elválasztja a fenyőt az uszonyaitól.

Miután az áramkör vázlata egyértelműen definiált, elhelyeztem a legnagyobb alkatrészeket, például az elemtartót és a kapcsolót, majd a LED -eket, hogy kellemes eloszlásuk legyen.

Hozzáadtam egy marási területet az egyik uszonyhoz, hogy az elemtartó elférjen, és egy lyuk a fa tetején, hogy bárhova felakaszthassuk (például egy igazi karácsonyfába).

Ezután az összes alkatrészt a Felső és az alsó réteg segítségével vezetem: az akkumulátor feszültsége 0, 5 mm szélességű nyomokkal és általános föld síkkal oszlik meg a LED -ek között.

Végül két leszakadó fület terveztem, és a fő fenyő és az uszonyai közé helyeztem őket a 3 mm -es marónyomon annak érdekében, hogy a táblám egyetlen kivitelben maradjon, és lehetővé tegye a NYÁK -panelezést (további részletekért lásd a következő lépést).

Az összes Eagle fájl megtalálható a githubomon vagy ▼ alatt

4. lépés: PCB panelizálás

A legtöbb NYÁK -gyártó most egyetlen, 5 dolláros árat kínál 10 darab, legfeljebb 100*100 mm méretű PCB -re. Az ár ugyanaz marad, függetlenül attól, hogy az áramkör 50*50 mm vagy 100*100 mm. A költségoptimalizálás ekkor lehetséges a maximális területen lévő áramkörök maximalizálásával. A NYÁK panelizálás abból áll, hogy egyetlen kis PCB -t hoznak létre több kicsi közül a költségek és a hulladék csökkentése érdekében.

A legtöbb NYÁK -gyártó nem számít fel külön költséget az azonos kialakítású panelezésért. Ez azt jelenti, hogy több kis NYÁK -t ingyenesen beilleszthet egybe, de a terveknek ugyanaznak kell maradniuk. További információk a Seeedstudio NYÁK -gyártó weboldalán találhatók.

A NYÁK panelizálás kétféleképpen történhet:

V-hornyos panelezési módszer: a lemez vastagságának 1/3-át felülről, alul pedig 1/3-át vágja le, párhuzamosan a felső vágással, egy 30-45 fokos kör alakú vágókéssel. Ez csak az egyenes vonal mentén, a NYÁK tömbön keresztül történhet

Leválasztható lap panelizációs módszer: ez abból áll, hogy perforált füleket hagynak a PCB-k között. A két NYÁK közötti távolság körülbelül 2,5 mm, mivel ez a legtöbb gyártóház szabványos marómérete, és a lap marásához csak az útválasztó bit egyszeri áthaladása szükséges. Az N-Holes perforációs minták alapfelszereltség a leszakadó fülekhez, és úgy lettek kialakítva, hogy könnyen eltávolíthatók anélkül, hogy a nem kívánt oldallap-nyúlványokat hagynák

További információ a NYÁK panel panel kialakításáról Jack Lucas nagyon jól dokumentált cikkében található a www. ElectronicDesign.com számára.

A projekt költségeinek csökkentése érdekében úgy döntöttem, hogy négy PCB karácsonyfámat egyetlen táblába teszek. Először össze kellett kapcsolnom a NYÁK karácsonyfa két uszonyát az alaplappal. Két letörhető fület terveztem 3 lyukú perforációs mintával, amelyek mindegyik uszonyot a karácsonyfa fő táblájához kötik. A leválasztható fülek 2*3 lyukból állnak, átmérőjük 0, 9 mm.

Miután elkészült az egyik NYÁK -karácsonyfa terve, négyszer megismételtem, és mindegyiket egymás mellé küldtem, hogy kitöltsék a gyártó által előírt 100*100 mm -es területet. Valamennyi kivitel 3 mm-re van egymástól, és 3 lyukú perforációs mintával ellátott leválasztó fülekkel van összekötve.

A végleges PCB mérete 100*100 mm, és 4 karácsonyfa -PCB -t tartalmaz. A NYÁK egység költsége így 4 -gyel oszlik meg!

5. lépés: A NYÁK forrasztása

Az összes alkatrész összeszerelése után megkezdődhet a NYÁK forrasztása!

A LED -ek forrasztása -

A legjobb a LED -ek forrasztásával kezdeni, mivel ezek a legkisebb alkatrészek. Utolsó forrasztásuk potenciálisan megnehezítheti a feladatot, mivel a nagyobb alkatrészek zavarhatják az elhelyezésüket. A LED -ek polarizált alkatrészek, és fontos, hogy azonosítsák a NYÁK -on, hogyan kell forrasztani őket. A LED -ek lábnyoma a NYÁK -on mindig ugyanaz: az alaplaphoz csatlakozó párna a tömeg (katód), a sínhez csatlakoztatott betét pedig a tápfeszültség (anód). A CMS LED alatt egy zöld nyíl jelzi az áramlás irányát és ezáltal a polaritását.

Ha egy LED -et multiméterrel tesztel, "dióda -tesztelő" konfigurációban, segíthet meghatározni annak polaritását és színét.

A LED -ek forrasztásához először azzal kezdtem, hogy kis mennyiségű forrasztást helyeztem az egyik LED -es padra. Ezután finom csipesszel közelítettem a LED -hez, miközben a forrasztópáka olvadt állapotban voltam. Miután a LED helyesen lett elhelyezve, eltávolítottam a forrasztópákamat, hogy megszilárduljon a forrasztóanyag. A második forrasztás elkészíthető anélkül, hogy a LED -et csipesszel tartaná. Ez a folyamat megismétlődik a fennmaradó 10 LED -hez.

Az elemtartó forrasztása -

Az elemtartó a gombcellát a NYÁK -hoz tartja, hogy létrehozza az elektromos kapcsolatot. Annak érdekében, hogy szilárdan tartsa az akkumulátort, egy kis ónréteget helyeztem az elemtartó párnára. Ezután a csatlakozót felhelyezik és forrasztják.

A kapcsoló forrasztása -

Végül a kapcsoló az akkumulátor csatlakozójával azonos oldalra van forrasztva. A kapcsoló kinyúlik a NYÁK -ból az egyszerű kezelés érdekében.

6. lépés: A NYÁK összeszerelése

Miután minden alkatrész forrasztott, ideje összeszerelni a karácsonyfát.

A táblák szétválasztása

Elkezdtem lapos fogóval törni a táblát, hogy elválasszam a két bordát az alaplaptól. Vágófogót használtam a maradék nagy él eltávolítására, ami esetleg fájhat. Ezután csiszolópapírral simítottam a karácsonyfa oldalait, és végül három tiszta deszkám volt: a főfa és a két uszonya.

A táblák csatlakoztatása -

Az egyik uszony az alaplaphoz van rögzítve úgy, hogy forraszt egy 2 tűs tűhegesztő csatlakozót közöttük. A tűhegyes csatlakozónak kétféle felhasználása van: tartsa a szárnyat az alaplaphoz, és hozza a feszültséget és a tömeget a borda LED -jeire.

Kivágtam 2* 2 -es csapszegcsatlakozókat egy nagy tűfejű csatlakozócsíkból, és a műanyag széleket csiszolópapírral megtisztítottam. Ezután fejtől farokig forrasztottam őket az alaplapon, ahogy a képeken is látható, az egyik a felső, a másik az alsó oldalon.

A két bordát forrasztottam a csatlakozókra, ügyelve arra, hogy megfelelően illeszkedjenek, és az uszonyt egy bemetszéssel helyeztem el az akkumulátor csatlakozó oldalán.

A NYÁK -karácsonyfa most végre össze van szerelve!

Az áramkör bekapcsolása -

A NYÁK -t 3 V -os CR1220 lítium elem táplálja. Miután az elemtartóba helyezett gombelem lement a táblára, és a kapcsoló bezáródott, az összes LED varázslatosan villogni kezd!

A projektben használt gombelem átlagos kapacitása 40 mAh, ami például azt jelenti, hogy akár 40 mA -t képes leadni 1 óra alatt, vagy 20 mA -t 2 óra alatt. A NYÁK -karácsonyfa jelenlegi fogyasztása körülbelül 80 mA, és a választott LED -ek színeitől függ: a fehér, kék és lila LED -ek nagyobb áramot húznak, mint a piros, narancs és sárga LED -ek.

Tapasztalatból azt javaslom, hogy piros, narancs, sárga és zöld LED -eket használjon, mivel kímélik az akkumulátor élettartamát, miközben szép színeket biztosítanak a karácsonyi hangulat témájában:) Ezekkel a színekkel egyenlő arányban világítanak a PCB karácsonyfáim 1 óra alatt amíg a zöld LED -ek el nem kezdenek halványulni.

7. lépés: Következtetés

Jól éreztem magam ezeknek a kis NYÁK -karácsonyfáknak a tervezésekor, és sokat tanultam a NYÁK -gyártásról és a NYÁK -panelezésről.

A projekt olcsó kialakításának köszönhetően a forrasztó műhelyt ingyenesen ajánlották fel azoknak, akik ki akarták próbálni. Ezek a PCB -k nagyon sikeresek voltak a klubomban, és sok új tag forrasztotta el első chipjét SMD -összetevők alapján. Nagy örömmel hallottam, hogy néhány alkotásom barátaim karácsonyfáját díszítette.

Ma büszke vagyok arra, hogy ezen a workshopon és ezen az oktatóanyagon keresztül továbbíthatom a projekt során szerzett ismereteimet. Remélem tetszett és a legjobbakat kívánom az elkövetkező évre:)