PixelPad Indian: Programmerbar elektronisk badge: 11 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

PixelPad er et elektronisk udviklingsmærke baseret på en ATmega32U4 mikrokontroller og leveres med en masse indbyggede funktioner. PCB -kunsten er inspireret af indisk kultur, kunst og tegninger. Ved hjælp af PixelPad kan du enten bruge det som et bærbart udviklingsbræt som Adafruit Playground Express eller LilyPad, eller du kan bruge det som et elektronisk badge!

Funktionerne i PixelPad kan ses herunder!

Jeg gennemgik mange indiske kulturelle og åndelige kunst og malerier for at designe PCB -kunst og bordoversigt. Efter en masse research og hældninger designede jeg en PCB -kunst ved hjælp af Adobe Illustrator.

Trin 1: Idéen

Da jeg besluttede at bygge et elektronisk badge, var jeg gået igennem mange ideer. Det førte mig til forvirring om, hvilken jeg skal designe, bogstaveligt talt holder jeg mig ikke til en idé. i stedet for ændrer jeg hurtigt ideerne. Så hvad jeg gjorde er, at jeg opregnede de funktioner, jeg ville have i det badge, jeg designer. Så her er de kriterier, som jeg listede op i idéudviklingsprocessen.

• Minimalistisk design
• Kompakt i størrelse
• Designet skal være bærbart og venligt
• Har nok I/O -pinouts
• Skal være batteridrevet
• Har gode lysdioder, der kan programmeres til noget nyttigt
• Repræsentere en kultur eller kunst

Efter at have gennemgået den grove liste begyndte jeg at søge efter hvilken mikrokontroller, lysdioder, jeg skal bruge til Pixelpad. At finde et godt tema for kunsten er for kompliceret for mig, du kender det ikke? Jeg har ikke den dygtighed!

Trin 2: Microcontroller & Neopixel LED'er

Jeg besluttede at bruge Atmega32U4 mikrokontroller til badge design. Den leveres med USB -understøttelse og understøtter dataoverførselshastigheder på op til 12 Mbit/s og 1,5 Mbit/s. Det kan også bruges som en HID -enhed. Så jeg blev ved med ATmega32U4 som MCU. Du kan helt sikkert tjekke det datablad, jeg har knyttet til dette projekt.

Jeg brugte 12 NeoPixel LED'er, fordi hver LED kan adresseres og en enkelt datapind nødvendig for at styre RGB -farverne. Så jeg besluttede at blive ved med NeoPixels.

Trin 3: Skematisk design ved hjælp af Autodesk Eagle

Jeg brugte Autodesk Eagle CAD til at designe alle mine printkort. Jeg begyndte at designe kredsløbet Schematics in Eagle. De vigtigste komponenter, som jeg brugte i skemaerne, er forklaret nedenfor.

• MIC5219B til en 3.3V 500ma strømforsyning til at drive mikrokontrolleren
• MCP73831 til Li-Po / Li-Ion batteristyring
• DS1307Z til en I2C RTC
• WS2812 5050 RGB LED'er
• 8Mhz Resonator til at klokke ATmega32U4 eksternt
• 2 × 3 SMD pin -header til ISP -forbindelse
• SMD nulstillingsknap

Trin 4: Borddesign

Efter skematisk design, begyndte jeg at designe printkortet (PCB). Først placerede jeg alle komponenterne i en rækkefølge, jeg ønskede. Herefter begyndte man at dirigere lufttrådene manuelt. Jeg brugte en minimumsporbredde på 8mils til sporene. Borddesignet er til et to-lags printkort. den overordnede dimension er 66 x 66 mm. Du kan finde designfiler og Gerber -filer vedhæftet i slutningen af dette projekt.

Trin 5: Importer PCB -kunst til tavlen

Importer PCB -kunst til bestyrelsen

Jeg designede printkortet i Adobe Illustrator. Du kan bruge en hvilken som helst vektordesignende software til at udføre denne del. Du kan enten bruge en illustrator eller holde dig til en opensource som Inkscape. Jeg prøvede meget design, og i sidste ende nåede jeg det forventede design. Efter at have designet kunsten kan du gemme den som et 8-bit BMP-format. Så i Eagle skal du importere kunsten til ethvert silketryk. Jeg brugte navnelaget. Jeg vil ikke have komponentlaget, så jeg slettede navnene og brugte laget til at placere designet. Følg nedenstående trin for at importere designet:

På toppen kan du finde ULP -ikonet, ved at klikke på ikonet får du pop op -vinduet for at vælge ULP. Søgningen efter import-BMP åbner derefter import-Bmp ULP.

Vælg derefter den BMP -fil, du havde brug for, og det lag, du ønskede at placere, og mål målinger osv., Og klik på OK. Derefter skal du placere designet i PCB -designet, hvor du ville.

NB: Designet skal være i sort og hvid farve

Jeg brugte Autodesk Fusion 360 til at se 3D -modellen af printkortet, jeg brugte også Fusion 360 til at designe tavlens omrids til dimensionlaget. Du kan helt sikkert bruge fordelen ved Fusion 360 og Eagle integration.

Trin 6: Eksport af Gerber -filen til fremstilling

For at fremstille printkortet fra alle producenter rundt om i verden skal du have Gerber -filen sendt til dem. Generering af Gerber -filen i Eagle er super let. Du kan følge nedenstående trin.

På højre side af Eagle kan du finde fanen Manufacturing. Klik på fremstillingsfanen, du kan se det gengivne billede af printkortet til fremstilling. Klik på CAM -knappen i det samme vindue.

Gem hvert lag i en mappe, og komprimér mappen til et zip -format.

Trin 7: PCB -fremstilling

Der er mange PCB -fremstillingstjenester i Kina til billige $ 5 for 10 PCB'er. Jeg anbefaler personligt PCBWAY De leverer print af god kvalitet, og kundeservicesupporten er fantastisk.

Trin 8: Samling af komponenter

PCB'erne tager to uger at ankomme i henhold til leveringsmetoden. I mellemtiden begyndte jeg at samle de nødvendige komponenter til projektet. Jeg har allerede nogle af komponenterne, så jeg købte de resterende komponenter fra forskellige kilder. Men jeg har givet alle komponenterne link til butikken.

Trin 9: Lodning af komponenterne

Efter ankomsten af både PCB'erne og komponenterne. Jeg begyndte at lodde komponenterne. ved hjælp af en weller we51 -loddestation med en mikrospids til lodning. 0805 SMD -pakken er lidt hård til lodning til nyankomne, men I vil være vant til det efter et par komponenter loddet. Jeg brugte også en varmluftsbehandlingsstation, men det er ikke nødvendigt. Vær forsigtig, mens lodning af mikrokontrolleren, og andre IC'er ikke overopheder IC'erne.

Jeg brugte også en PCB -rengøringsopløsning til at rense printkortet fra den overskydende loddeflux.

Trin 10: Programmering af Pixelpad Indian Board

Jeg loddet alle komponenterne på printkortet. For at programmere brættet ved hjælp af Arduino IDE skal vi først brænde en passende Atmega32u4 bootloader til kortet. Jeg brugte Sparkfun pro micro boards bootloader til mit board. For at brænde den bootloader, du havde brug for, er ISP -programmør, eller du kan bruge et Arduino -kort som en ISP -programmør. Jeg bygger selv en USBTiny ISP -programmer, besøg min USBTinyISP -programmeringsside.

Når Pixelpad Indian tilsluttes, lyser strøm -LED'en. Jeg valgte Sparkfun Pro Micro -kortet fra bestyrelseslederen og valgte USBTiny ISP som programmør fra programmeringsvinduet. Klik derefter på brænde bootloader. Det vil tage lidt tid at brænde. Efter at have brændt bootloaderen er den klar til at programmere via mikro -USB -kablet. Jeg lavede en grundlæggende skitse for at vise et analogt klokkeslæt ved hjælp af NeoPixel LED'er og RTC. De røde lysdioder viser timer og den blå LED viser minutter.

Trin 11: Arbejdsvideo

Jeg håber, at I kan lide dette projekt!

DOWNLOAD PROJEKTFIL FRA MIN GITHUB -SIDE