PixelPad Indian: Programmierbares elektronisches Badge - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:17

PixelPad ist ein elektronisches Entwicklungsabzeichen, das auf einem ATmega32U4-Mikrocontroller basiert und mit vielen integrierten Funktionen ausgestattet ist. Die PCB-Kunst ist von der indischen Kultur, Kunst und Zeichnung inspiriert. Mit PixelPad können Sie es entweder als tragbares Entwicklungsboard wie Adafruit Playground Express oder LilyPad oder als elektronisches Abzeichen verwenden!

Die Funktionen von PixelPad sind unten zu sehen!

Ich ging durch viele indische kulturelle und spirituelle Künste und Gemälde, um die PCB-Kunst und den Platinenumriss zu entwerfen. Nach vielen Recherchen und Erkenntnissen habe ich eine PCB-Grafik mit Adobe Illustrator entworfen.

Schritt 1: Die Idee

Als ich mich entschloss, einen elektronischen Ausweis zu bauen, gingen mir viele Ideen durch. Das hat mich verwirrt, was ich entwerfen muss. Ich bleibe buchstäblich nicht bei einer Idee. statt dessen ändere ich schnell die Ideen. Also habe ich die Funktionen aufgelistet, die ich in dem zu entwerfenden Abzeichen haben wollte. Hier sind also die Kriterien, die ich im Ideenfindungsprozess aufgelistet habe.

• Minimalistisches Design
• Kompakt in der Größe
• Das Design sollte tragbar sein
• Genügend E/A-Pinbelegungen haben
• Muss batteriebetrieben sein
• Habe gute LEDs, die auf etwas Nützliches programmiert werden können
• Repräsentiere eine Kultur oder Kunst

Nachdem ich die grobe Liste durchgegangen war, begann ich zu suchen, welche Mikrocontroller, LEDs, die ich für das Pixelpad verwenden muss. Ein gutes Thema für die Kunst zu finden ist mir zu kompliziert, weißt du es richtig? Ich habe diese Fähigkeit nicht!

Schritt 2: Die Mikrocontroller- und Neopixel-LEDs

Ich habe mich für den Atmega32U4-Mikrocontroller für das Badge-Design entschieden. Es kommt mit USB-Unterstützung und unterstützt Datenübertragungsraten von bis zu 12Mbit/s und 1,5Mbit/s. Es kann auch als HID-Gerät verwendet werden. Also blieb ich bei ATmega32U4 als MCU. Sie können auf jeden Fall das Datenblatt lesen, das ich diesem Projekt beigefügt habe.

Ich habe 12 NeoPixel-LEDs verwendet, da jede LED adressierbar ist und ein einzelner Daten-Pin zur Steuerung der RGB-Farben benötigt wird. Also beschloss ich, bei NeoPixels zu bleiben.

Schritt 3: Entwurf von Schaltplänen mit Autodesk Eagle

Ich habe Autodesk Eagle CAD verwendet, um alle meine Leiterplatten zu entwerfen. Ich fing an, die Schaltpläne in Eagle zu entwerfen. Die Hauptkomponenten, die ich in den Schaltplänen verwendet habe, werden unten erklärt.

• MIC5219B für ein 3,3V 500mA Netzteil zur Stromversorgung des Mikrocontrollers
• MCP73831 für Li-Po / Li-Ion Akkumanagement
• DS1307Z für eine I2C-RTC
• WS2812 5050 RGB-LEDs
• 8Mhz Resonator um den ATmega32U4 extern zu takten
• 2×3 SMD-Stiftleiste für ISP-Anschluss
• SMD-Reset-Taster

Schritt 4: Board-Design

Nach dem Entwurf der Schaltpläne begann ich, die Leiterplatte (PCB) zu entwerfen. Zuerst habe ich alle Komponenten in eine Reihenfolge gebracht, die ich wollte. Dann begann, die Luftdrähte manuell zu verlegen. Ich habe eine minimale Spurbreite von 8mils für die Spuren verwendet. Das Platinendesign ist für eine zweilagige Leiterplatte ausgelegt. das Gesamtmaß beträgt 66 x 66 mm. Die Designdateien und Gerberdateien finden Sie am Ende dieses Projekts.

Schritt 5: PCB-Grafik auf das Board importieren

PCB-Grafik in das Board importieren

Ich habe die PCB-Grafik in Adobe Illustrator entworfen. Sie können jede Vektor-Design-Software verwenden, um diesen Teil zu erledigen. Sie können entweder einen Illustrator verwenden oder sich an einen Open-Source-Zeichner wie Inkscape halten. Ich habe viel Design ausprobiert und am Ende habe ich es zum erwarteten Design geschafft. Nachdem Sie die Grafik entworfen haben, können Sie sie als 8-Bit-BMP-Format speichern. Dann müssen Sie in Eagle die Grafik in eine beliebige Siebdruckebene importieren. Ich habe die Namensebene verwendet. Ich möchte die Komponentenebene nicht, also habe ich die Namen gelöscht und die Ebene verwendet, um das Design zu platzieren. Um das Design zu importieren, gehen Sie wie folgt vor:

Oben finden Sie das ULP-Symbol, indem Sie auf das Symbol klicken, erhalten Sie das Popup-Fenster zur Auswahl des ULP. Die Suche nach Import-BMP öffnet dann das Import-Bmp-ULP.

Wählen Sie dann die benötigte BMP-Datei und die Ebene aus, die Sie platzieren und skalieren möchten usw. … und klicken Sie auf OK. Danach müssen Sie das Design im PCB-Design an der gewünschten Stelle platzieren.

NB: Das Design sollte in Schwarz-Weiß-Farbe sein

Ich habe Autodesk Fusion 360 verwendet, um das 3D-Modell der Leiterplatte anzuzeigen, ich habe auch Fusion 360 verwendet, um den Platinenumriss für die Dimensionsebene zu entwerfen. Sie können auf jeden Fall den Vorteil der Fusion 360- und Eagle-Integration nutzen.

Schritt 6: Exportieren der Gerber-Datei für die Fertigung

Für die Herstellung der Leiterplatte von beliebigen Herstellern auf der ganzen Welt benötigen Sie die an sie gesendete Gerber-Datei. Das Generieren der Gerber-Datei in Eagle ist super einfach. Sie können die folgenden Schritte ausführen.

Auf der rechten Seite von Eagle finden Sie die Registerkarte Herstellung. Klicken Sie auf die Registerkarte Herstellung, um das gerenderte Bild der Leiterplatte für die Herstellung anzuzeigen. Klicken Sie im selben Fenster auf die Schaltfläche CAM.

Speichern Sie jede Ebene in einem Ordner und komprimieren Sie den Ordner in ein Zip-Format.

Schritt 7: PCB-Herstellung

Es gibt viele PCB-Herstellungsdienste in China für nur 5 US-Dollar für 10 PCBs. Ich persönlich empfehle PCBWAY. Sie liefern hochwertige PCBs und der Kundendienst ist großartig.

Schritt 8: Komponenten sammeln

Je nach Versandart dauert es zwei Wochen, bis die Leiterplatten ankommen. Inzwischen habe ich angefangen, die benötigten Komponenten für das Projekt zu sammeln. Einige der Komponenten habe ich bereits, daher habe ich die restlichen Komponenten aus verschiedenen Quellen gekauft. Aber ich habe alle Komponenten Link zum Store gegeben.

Schritt 9: Löten der Komponenten

Nach dem Eintreffen sowohl der Leiterplatten als auch der Komponenten. Ich begann mit dem Löten der Komponenten. mit einer weller we51 lötstation mit microspitze zum löten. das 0805 SMD-Gehäuse ist für Neueinsteiger etwas schwer zu löten, aber Sie werden sich daran gewöhnt haben, nachdem ein paar Komponenten gelötet wurden. Ich habe auch eine Heißluft-Nacharbeitsstation verwendet, aber es ist nicht notwendig. Seien Sie beim Löten des Mikrocontrollers vorsichtig und andere ICs überhitzen die ICs nicht.

Ich habe auch eine PCB-Reinigungslösung verwendet, um die PCB vom überschüssigen Lötflussmittel zu reinigen.

Schritt 10: Programmieren des Pixelpad Indian Board

Ich lötete alle Komponenten auf der Platine. Um das Board mit Arduino IDE zu programmieren, müssen wir zuerst einen geeigneten Atmega32u4-Bootloader auf das Board brennen. Ich habe den Bootloader des Sparkfun Pro Microboards für mein Board verwendet. Um den Bootloader zu brennen, den Sie benötigen, ist ein ISP-Programmierer oder Sie können ein Arduino-Board als ISP-Programmierer verwenden. Ich baue selbst einen USBTiny ISP-Programmierer, besuchen Sie meine USBTinyISP-Programmiererseite.

Beim Anschließen des Pixelpad Indian leuchtet die Power-LED. Ich habe das Sparkfun Pro Micro Board aus dem Board Manager ausgewählt und den USBTiny ISP als Programmierer aus dem Programmierfenster ausgewählt. Klicken Sie dann auf den Bootloader brennen. Es wird ein wenig dauern, bis es brennt. Nach dem Brennen des Bootloaders kann er über das Micro-USB-Kabel programmiert werden. Ich habe eine grundlegende Skizze erstellt, um eine analoge Uhrzeit mit den NeoPixel-LEDs und RTC anzuzeigen. Die roten LEDs zeigen die Stunden und die blaue LED die Minuten an.

Schritt 11: Arbeitsvideo

Ich hoffe euch gefällt dieses Projekt!

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