BlinkyBadge - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:18

Im Sommer 2019 bekam ich von einer meiner Kolleginnen die Anfrage, MINT-Lernen für Mädchen zu ermöglichen. Die meisten Studentinnen waren desinteressiert an Arduino oder Programmieren, also mussten wir etwas entwickeln, das sie für diese Themen interessiert.

Wir haben uns entschieden, nicht direkt zu Arduino zu springen, sondern einen einfachen Schritt zu machen, um zu lernen, wie man Komponenten auf einem Steckbrett verbindet, wie man eine Schaltung liest, was die einzelnen Komponenten tun usw.

Mit diesem Ziel vor Augen haben wir uns entschieden, dass blinkende Lichter in einem bestimmten Muster ein gutes erstes Projekt sein würden.

Wir sind zufällig auf ein Youtube-Video gestoßen, das genau dies zeigt. Hier ist das Video.

Lieferungen

BC547 Kleinsignaltransistor x6

47uF Kondensator x6

10kOhm Widerstand x6

330 Ohm Widerstand x6

5mm LED x6

9v Batterie

Schritt 1: Testen und Verifizieren

Der Schöpfer des Videos verwendet einen sogenannten Ringoszillator, um den Eingang von einer Stufe einer Schaltung in eine andere zu speisen. Wenn die letzte Stufe erreicht ist, führt sie es zurück zur ersten, wodurch ein Ring entsteht. Es verwendet leicht verfügbare Komponenten und kann leicht auf einem Steckbrett hergestellt werden.

Schritt 2: Testen auf dem Steckbrett

Bevor ich anfing, eine Leiterplatte herzustellen, habe ich einige Tests auf einem Steckbrett durchgeführt, um zu verstehen, wie die Schaltung funktioniert und welche Verbindungen sie hat.

Schritt 3: Herausfinden, wie man es mit Strom versorgt

In der ursprünglichen Idee kommt der Strom von einer 9-V-Batterie, die nicht die richtige Art ist, oder einem tragbaren Medaillon. Wir haben einen Test mit einer CR2032-Knopfzelle gemacht und es hat sehr gut funktioniert.

Nachdem alle Teile überprüft und bestätigt waren, war es an der Zeit, einen Schaltplan und eine Leiterplatte zu erstellen.

Schritt 4: Erstellen eines Schaltplans

Ich habe EasyEDA (www.easyeda.com) für mein Schaltplan- und PCB-Design verwendet. Es gibt nichts zu installieren, alle Bibliotheken sind online und der Autorouter ist für einfache Designs ziemlich solide.

Ich habe zuerst die gesamte Schaltung in einen Schaltplan übersetzt, Verbindungen in der Software hergestellt und dann nach der richtigen Art von Schalter und Batteriebuchse gesucht. Beides habe ich bei Easy EDA gefunden.

Eine meiner Anforderungen war, dass die Batteriebuchse polarisiert ist. Selbst wenn das Kind die Batterie rückwärts einlegen wollte, könnte es, aber der Stromkreis würde nicht mit Strom versorgt. Um das Abzeichen fast so groß wie die cr2032-Batterie zu machen, dachte ich, dass es nicht möglich war, mit Durchgangslochkomponenten zu arbeiten. Ich habe eine Mischung aus 0603- und 0805-Paketen für Widerstände und LEDs verwendet, die Kondensatoren waren auch 0805-Pakete. Diese lassen sich leicht per Hand und einer feinen Lötspitze löten.

Sobald Sie einen Schaltplan erstellt haben, lohnt es sich, Verbindungen zu überprüfen und mehrmals zu überprüfen.

Schritt 5: Entwerfen der Leiterplatte

Dies ist der herausfordernde Teil.

Beim Entwerfen einer Leiterplatte müssen Sie sowohl kreativ als auch praktisch sein, wie Sie Teile auslegen müssen. Kreativität ist gefragt, um die Leiterplatte für Studenten ansprechend aussehen zu lassen, und Praxisnähe ist erforderlich, damit Sie Teile sicher und sicher löten können. Sie müssen auch bedenken, wie der Benutzer die Leiterplatte verwenden wird.

Vor diesem Hintergrund habe ich das Schaltplandesign mit Easy EDA auf die Leiterplatte exportiert.

Normalerweise gibt Ihnen Easy EDA einen quadratischen PCB-Umriss zusammen mit allen zusammengebündelten Teilen.

Da es keine einfache Möglichkeit gibt, einen kreisförmigen Umriss der Leiterplatte zu erstellen, habe ich mein bevorzugtes Vektorgrafikwerkzeug namens Inkscape verwendet.

Mit Inkscape konnte ich einen Umriss in der gewünschten Form erstellen und den Umriss als DXF in EasyEDA importieren.

Sobald mein Umriss festgenagelt war, können Sie mit Easy EDA die Teile mithilfe der Anordnen-Option kreisförmig anordnen. Sie können den Radius für die Anordnung angeben und Easy EDA legt die Teile um einen Kreis.

Schritt 6: Routing

Sobald Sie die Teile in ihre Positionen gebracht haben, ist es Zeit zum Routen. Beim Routing werden die Verbindungen im Schaltplan in Leiterbahnen auf der Leiterplatte umgewandelt. Ausgeklügelte Algorithmen nehmen die Verbindungen und erstellen die Routing-Muster unter Verwendung von Konstruktions- und Herstellungsregeln.

Die Leiterbahnen werden auf beiden Seiten der Leiterplatte (oben und unten) platziert und mit Löchern verbunden, die als Vias bezeichnet werden.

Sobald das Routing abgeschlossen ist, ist es an der Zeit, eine Fertigungsprüfung durchzuführen und die Leiterplattendesigns (gerbers genannt) zur Fertigung zu senden.

Schritt 7: Gerber zur Herstellung an JLCPCB senden

Easy EDA hat eine Integration mit JLCPCB, einer Produktionsstätte in Shenzen, China.

Sie exportieren im Wesentlichen Ihr Design, und der obige Bildschirm wird angezeigt. Sie klicken auf Bestellen bei JLCPCB und Sie gelangen zur JLCPCB-Bestellseite.

Den Bestellvorgang erfährst du im Video.

Abhängig von Ihrer Leiterplattenmenge, Lieferadresse und Versandart dauert es zwischen 3-10 Tagen, bis die Leiterplatten ankommen. Ich habe meine in 6 Tagen erhalten.

Schritt 8: Leiterplatten angekommen

Meine Leiterplatten kamen in einem vakuumversiegelten Beutel und einer schönen Verpackung an.

Der vakuumversiegelte Beutel verhindert jegliches Anlaufen der Leiterbahnen und Pads auf der Leiterplatte, daher sollten Sie ihn erst entfernen, wenn Sie bereit sind.

Die Leiterplattenqualität war sehr gut und ich war mit dem Ergebnis sehr zufrieden.

Schritt 9: Löten und Ergebnisse

Ich setzte mich schnell hin, um diese zum Testen von Hand zu löten. Ich benutzte einen Mikrolötkolben, um alle Teile zu löten. Meine erste Lötübung war schäbig, aber es funktioniert.

Ich fand auch eine Perlenkette mit einem Ring, um sie um das Loch im Anhänger zu legen.

Ich habe einige Tests durchgeführt und verschiedene farbige LEDs für ein weihnachtliches Gefühl mit Rot und Grün hinzugefügt.

Schritt 10: Erstellen Sie Ihre eigene Leiterplatte

Nun, da Sie eine gute Vorstellung von dem Prozess haben, warum springen Sie nicht ein und machen Ihr eigenes Projekt. Beginnen Sie mit etwas Kleinem und wachsen Sie dann weiter.

Stellt mir Fragen in den Kommentaren, ich beantworte sie gerne.

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