Elektromos pillangó: 8 lépés (képekkel)

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

Ez egy nagyon klassz többszínű pillangó, amit készítettem - minimális alkatrészeket és programozást igényel!

Eltekintve magától a pillangótól - nagyon klassz technikákat mutat be, amelyek segítségével saját PCB -ket készíthet egy sziluett otthoni vágón a rendszeresen kereskedelmi forgalomban kapható rézszalagból - amely bármilyen típusú felületre felhelyezhető!

Nyilvánvaló, hogy ilyesmit könnyen létre lehet hozni egy kereskedelmi forgalomban kapható nyomtatott áramköri kártyával - de ha nem akarja kímélni az elkészítés költségeit, akkor LED -mintákat szeretne létrehozni egy nem szabványos anyagon (például tükör vagy ablak). mint egy üvegszálas NYÁK) - vagy akár ívelt felülettel - ez a módszer használható arra, hogy a réz NYÁK -nyomokat olcsón ragasztják szinte bármilyen felületre.

Ez könnyen elvégezhető olyan dolgoknál, mint a LED -ek, amelyek nagy ólomszöggel rendelkeznek - de egyre nehezebb, ha finomabb, kisebb hangú részeket használ. Ezt a technikát tehát szelektíven lehet használni-azaz használjon számítógépként egy kész polcot (Arduino), és az otthon vágott rézkarcokat olyan helyeken, ahol extrém testreszabást szeretne a LED-ek elhelyezésében.

A projekt létrehozásához a következőket használtam:

• A Silhouette Cameo személyes vinil/papírvágó - PCB létrehozásához
• Arduino UNO - áramkörön belüli programozó
• Lézervágó alkatrészekhez (fa - akril - bármi) (használhat mást is, ha nincs lézere)

A tényleges részek a következők:

• 1 dolláros ATTiny75 processzor
• 22 NeoPixels - (soros vezérlésű, háromszínű LED -ek)
• 2x3 fejléc
• Rézfólia

Minden szoftver az Arduino IDE -ben készült - az Adafruit NeoPixel könyvtárak és az ATTiny könyvtárak segítségével a Board Manager -től.

Ennek két alapvető módja van:

Egyszerű út: Van saját táblám (mint egy Arduino), amelyet a LED -ek vezérlésére fogok használni. Csak egy NYÁK -t fogok készíteni a LED -ekhez - és csatlakoztatom az arduino -mhoz.

Nehezebb (és olcsóbb) módszer: 100% -ban mindent magam fogok csinálni. Nincs szükségem Arduino -ra, ehelyett 1 dolláros ATTiny85 -öt fogok használni. Ez nehezebb, mert a Silouette vagy CriCut típusú vinilvágón minden finomhangulatú műalkotás nehezebb.

1. lépés: Tervezés

A LED -ek mindegyike NeoPixel. Ezek fantasztikus, egyedileg vezérelhető, többszintű (világosítanak), nagyon fényes, RGB LED-eszközök, amelyeknek csak 4 érintkezőjük van: VccGndData InData Out. Tehát az ötlet az, hogy láncolhatja őket, miközben vezérli az egyes vörös-zöld-kék színeket színszintek mindegyike - mindezt egyetlen tűvel a CPU -n. Még jobb, hogy az Arduino számára készült Adafruit NeoPixel könyvtár készen áll arra, hogy pillanatok alatt futni tudjon ezekkel.

Ha lemond arról, hogy a CPU-t erre a kialakításra tervezze (egy polcról származó Arduino segítségével), akkor csak a Neopixel alapterületére van szüksége (ajánlott, hogy mindegyikhez mellékeljen egy bypass sapkát is). A mellékelt footprint.svg fájl alapvetően az induláshoz szükséges. Ez megadja a NeoPixles és a kondenzátorok rézfóliájának körvonalait. Ezt közvetlenül az Inkscape-ben is megnyithatja, összekapcsolhatja az összes +5 V-os és az összes földelőcsapot-majd láncolhatja össze az összes adatbeviteli és -kimeneti csatlakozót.

Győződjön meg róla, hogy ezt megfelelő vágási útvonalakká alakítja, amelyeket a vynal vágógépén használhat, amint azt fentebb mutattam - és kész. Ehhez nem is kell "igazi" NYÁK -tervező program.

Ez nem igazán szükséges egy NeoPixelhez, ahol a csapok meglehetősen nagyok és könnyen forraszthatók - de egy könnyű Soldermask réteg kivágható egy darab Kapton szalagból. Ez úgy néz ki, mint egy nagy darab szalag, néhány kis téglalap kivágással a forrasztópárnák számára, amelyet a teljes rézterületre kell helyezni.

2. lépés: CPU tervezése

Ha ambiciózusabb, a rézfóliában létrehozhatja a maratást magának a CPU -nak.

Ezt nehezebb az ATTiny85 eszköz kisebb csapjai és nagyon kicsi rézfólia -maratás szükségessége miatt, de ez könnyen elvégezhető.

Ezt valószínűleg a legjobban egy "igazi" NYÁK tervező programban lehet megtenni (én az Eagle -t használtam).

A tápellátás/hibakeresés csatlakozóját is beépítettem a tervezésbe (és pár bypass kondenzátort).

Többet fogunk beszélni a réz apró geometriájú vágásának nehézségeiről.

3. lépés: Rétegek készítése

4. lépés: Az áramkör összeszerelése

Réznyomok helyezhetők el a tervezésen.

Az én esetemben - lézerrel vágott fadarabot használtam (a mellékelt SVG fájl körvonala).

Jelátviteli szalaggal eltávolítottam a rézfóliát a hátoldaláról, és a fára helyeztem. Ha úgy dönt, hogy Kapton forrasztómaszk réteget készít, akkor ez most a réz fölött lévő fára kerül.

A rézfóliára való forrasztás kissé nehézkes, mivel a normál áramköri kártyával ellentétben a réz csak ragasztóval tapad az aljzathoz (fa), amely nem tapad olyan keményen, mint egy normál áramköri lap. Így ha nem vagy óvatos (különösen forrasztópáka hevében) - a kád elcsúszhat vagy eltolódhat. A Kapton forrasztómaszk használata segít a réz egy helyben tartásában, és egy kicsit megkönnyíti ezt.

Egy másik nagy dolog, amire oda kell figyelni, az, hogy a NeoPixels a jelentések szerint némileg nem tűri a túlzott hőt. Tehát forrasztáskor használjon sok forrasztóanyagot (én nem tiszta fluxus tollat használok), vigye fel a hő és forrasztás nagy részét a réznyomra, és gyorsan távolítsa el a hőt, amint a forrasztóanyag ráfolyik a NeoPixel csapra. (Az Soldermask segít csökkenteni a szükséges forrasztási mennyiséget is, mivel nem fog lefolyni a nyom által lefedett területen).

Úgy találtam, hogy a legkönnyebb egy kis pont "Tacky Glue" segítségével ragasztani a NeoPixeleket a helyükre a forrasztás előtt. Ez a helyén tartotta az alkatrészeket, gyorsabbá tette a forrasztást, és így kevesebb hőt igényelt. A Tacky Glue gyorsan tapad, és lehetővé teszi, hogy az alkatrészek ne csússzanak el közvetlenül az elhelyezés után. (Kis mennyiségben) gumiszerű állagot kap, ami lehetővé teszi az alkatrészek eltávolítását, ha bármilyen cserére vagy átdolgozásra van szükség.

5. lépés: A CPU hozzáadása

Ha saját maratást szeretne készíteni a CPU -hoz (és a hibakeresési csatlakozóhoz), ez egy kicsit nehezebb, mint a LED -ek. Ennek oka az, hogy a geometriák kisebbek és finomabbak, pontosabb vágásokat igényelnek a vinilvágótól.

Azt tapasztaltam, hogy rézfólia szalag vágásakor a viaszos papír, amelyhez a szalag ragasztott, viszonylag kevés tapadást biztosít. Ez azt jelenti, hogy amikor kisebb geometriákkal próbálkoznak, azok hajlamosak a hátlapon csúszni.

Bár sokféle vágási beállítással játszottam, a legjobb megoldás, amit találtam, az erősebb tapadású aljzat használata. A vinil jól működik, de nem könnyen működik jelátviteli szalaggal, amely lehetővé teszi a réz eltávolítását a vinilből (és a fára való helyezést). Hagyhatja az áramkört vinylre, de forrasztáskor hajlamos olvadni - tehát nem lehetetlen, de nehezebb összeszerelni. (Vinilt használtam szubsztrátumként néhány különböző kivitelben).

(Az átlátszó átlátszó fólia vagy lemezvédők is működnek - és valamivel jobbak, mert vastagabbak. Ezeket olyan formatervezésekhez lehet használni, amikor szabadon álló áramköröket szeretne, és nem ragasztóhátú aljzatot szeretne) - de ismét olvadnak, hacsak nem forrasztják nagyon óvatosan.

A legjobb megoldás az volt, hogy Kapton szalagot használtam szubsztrátumként. A Kapton szalag rendkívül jól bírja a forrasztás melegét, forrasztómaszkként működik, és ragasztóval van ellátva. Az egyetlen hátránya, hogy jellemzően nagyon vékony. Olyannyira, hogy nehezen dolgoztam vele, hacsak nem duplázom meg, hogy kétszer olyan vastag és erős legyen.

A réz nagyobb tapadási szilárdságával a Kapton felett finomabb részleteket, például CPU vezetékeket lehet vágni. Miután elkészült, ragasztottam a Kapton -t a fa pillangó hátlap hátoldalához.

6. lépés: Szoftver

A szoftver Arduino vázlatként készült, az Adafruit NeoPixel könyvtár használatával.

Bár triviálisnak tűnhet, sok gondolat merült fel a pillangó mintáin. A kódot úgy írták, hogy két másodpercenként váltson két üzemmód között:

MODE ONE - Színtörlés - a különböző színek lemosása, gyorsan változó színek. A "szín" kiválasztásakor egy algoritmust használtam a szín "értékek" közötti törléshez - minden értéket HSB -RGB konverziós függvényen keresztül (ahol a telítettség és a fényerő mindig a legnagyobb volt) - a színek maximális ragyogásának elérése érdekében.

MÁSODIK ÜZEMMÓD - Üzemelteti:

• 6 vagy 8 különböző előre meghatározott szegmenscsoport "mintát" hoztak létre. A kód véletlenszerűen választana ezek közül egyet

• Minden mintához előre meghatározott szegmenseket kellett kitölteni 2, 3 vagy 4 különböző színben. Minden színt véletlenszerűen választottak a két módszer egyikével:

  • A 6 maximális szín közül választhat (piros, zöld, kék, sárga stb.).
  • Véletlen HUE -ból választva - (ugyanazt a színárnyalat -generátort használva az első módban)
• A kapott színmintát egy fading funkción keresztül futtatták, amely sima fakulást biztosított egyik mintáról a másikra - és néhány másodpercig ott tartotta, mielőtt folytatta a következővel.

A két mód 10 vagy 15 másodpercenként váltakozna.

7. lépés: Programozás

Tehát most egy vadonatúj ATTiny85 van a PCB -n, és be kell programoznunk. Mivel ehhez az Arduino SDK -t használtam, mind a programot ("vázlat"), mind az Arduino rendszerbetöltőt el kell helyeznünk az eszközre.

Egy Arduino Uno-t használtam rendszer-programozóként.

A mellékelt diagram bemutatja, hogyan csatlakoztattam az Uno -t az ATTiny85 áramkörhöz. Valójában kétféleképpen tettem ezt:

1. egy hibakeresési fejlécen keresztül hozzáadtam a táblához
2. egy csomó hibakeresési tesztponttal, amelyeket hozzáadtam a táblához. Ezeket úgy lehet használni, hogy egy csomó rugós csapot a táblához tartanak egy lézerrel vágott akriltartón keresztül, amely a pontos helyzetben tartja őket.

Ezt csináld meg:

• Csatlakoztassa az Arduino Uno -t a számítógépéhez, és nyissa meg az Arduino SDK -t.
• Nyissa meg a beépített "Ardunio mint internetszolgáltató" vázlatot. Fordítsa össze és frissítse ezt a vázlatot - most az Uno internetszolgáltató.
• Az Arduino "Boards Manager" -ben - telepítse az ATTiny sorozat táblacsomagját.
• Zárja be az Uno ISP vázlatát, és nyissa meg a Butterfly kód vázlatát.
• Válassza a "Tábla típusa" lehetőséget: ATTiny85 - válassza a 8 MHz -es belső oszcillátort.
• A „Programozó” esetében válassza az „Uno as ISP” lehetőséget.
• Válassza az "Uploads Bootloader" lehetőséget (ezt a chipet csak ELSŐ alkalommal tegye meg - felesleges megismételni)
• Miután ez megtörtént - most megteheti a "Program feltöltése internetszolgáltatóval" -t, és elküldi a vázlatot az ATTiny85 -nek.

8. lépés: Végső összeszerelés

További két fadarabot lézervágással vágtak le - a pillangószárnyak körvonalait. Matt fekete festékkel festették őket.

Egy darab akril "fagyos" megjelenést kapott, durva szemcsés csiszolópapírral csiszolva. A fa terület egyes részeit kivágták ebből az akrilból.

A kivágott akril részeket a legfelső fadarabba helyezték. Ragaszthatták volna, de az akril vágások és a fa festék tűrései lehetővé tették ragasztó nélküli megtartást.

Ezeket a részeket ezután ragasztották össze kis foltokkal, Tacky Glue -val - ami lehetővé tette volna azok szétszerelését, ha javításra lenne szükség.