Arduinoflake - PCB-Version - Gunook

2024 Autor: John Day | [email protected]. Zuletzt bearbeitet: 2024-01-30 07:19

Vor ein paar Wochen habe ich eine Freiform-Arduinoflake gemacht. Viele von euch haben es geliebt. Aber seine Magie liegt nicht nur in der Freiform, sondern auch im Muster der LEDs. Also beschloss ich, eine PCB-Version zu erstellen, die für jeden wirklich einfach und billig zu machen wäre! Es ist die gleiche Schönheit in einem anderen Mantel. Dieses Tutorial zeigt Ihnen, wie ich meinen Arduinoflake entworfen habe und was er kann!

Was ist der Arduinoflake?

Arduinoflake ist eine schöne gefrorene Schneeflocke. Es verfügt über 18 Weitwinkel-Flat-Top-LEDs, die einzigartig an den Seiten der Leiterplatte montiert sind, und 12 SMD-LEDs, die in der Mitte der Leiterplatte montiert sind. Insgesamt gibt es 30 LEDs, die in 18 unabhängig steuerbare Segmente gruppiert sind. Sie können verwendet werden, um jede beliebige verrückte Animation oder jedes beliebige Muster zu erstellen, und außerdem können Sie es mit der Arduino IDE selbst programmieren. Mit einem integrierten Touchpad können Sie damit interagieren, um zwischen Animationen zu wechseln. Ein bisschen langweilig, oder? Aber was ist, wenn ich dir sage, dass du damit ein Spiel spielen kannst? Ich habe meine gehackt, um eine einfache klassische Schlange zu spielen, siehe Video am Ende.

Wenn Sie Ihren eigenen Arduinoflake haben möchten, können Sie einen Bausatz kaufen oder einen komplett zusammengebauten in meinem Tindie-Shop kaufen.

Schritt 1: Elektronikdesign

Arduinoflake besteht aus 30 LEDs, die in 18 Segmente gruppiert sind, die unabhängig voneinander gesteuert werden können. Um diese zu steuern, verwende ich ATmega8, das bis zu 22 I / 0-Pins hat. Darüber hinaus habe ich eine Low-Power-Version davon (ATmega8L) ausgewählt, die sogar mit 2,7 V betrieben werden kann, was für eine 3-V-Knopfzellenbatterie großartig ist. Jede Gruppe von LEDs ist über einen 68R-Strombegrenzungswiderstand mit einem der I/O-Pins des ATmega verbunden. Ein weiteres großartiges Feature von Arduinoflake ist die Berührungstaste, um damit zu interagieren. ATmega bietet keine integrierte Hardware-kapazitive Touch-Funktion, daher habe ich mich für einen TTP223-IC entschieden. TTP223 ist mit einem der Eingangspins des ATmega verbunden und treibt ihn hoch, wenn eine Berührung auf dem Touchpad erkannt wird. Eine andere Möglichkeit besteht darin, kapazitive Berührungen in Software zu emulieren, aber ich habe festgestellt, dass dies zu viel Leistung und Rechenzeit erfordert.

Schritt 2: Erstellen eines PCB-Umrisses

Das Board wird ziemlich komplex. Sechseckiger Sockel mit 6 Balken in jeder Ecke mit jeweils 3 Spots für LEDs zur Montage. Wenn Sie wie ich das Online-Tool EasyEDA zum Entwerfen der Leiterplatte verwenden, benötigen Sie Grafiken im DXF-Format (AutoCAD Drawing Exchange Format), um sie in EasyEDA zu importieren, da EasyEDA eine so komplexe Form nicht zeichnen kann. Ich habe Inkscape verwendet. Es ist das einzige Vektorwerkzeug, an das ich gewöhnt bin, das den Export in DXF-Dateien ermöglicht.

Schritt 3: PCB-Layout erstellen

Wenn Sie Ihre Umrissgrafiken haben, importieren Sie sie in EasyEDA in die BoardOutLine-Ebene. Ich habe auch eine Hilfsgrafik gezeichnet, die mir beim Ausrichten aller Teile und Routen auf der Platine unter den 30- und 60-Grad-Winkeln hilft, und sie in die Dokumentebene importiert. Ich habe mir auch ein spezielles Bauteil in EasyEDA für THT-LEDs gemacht, die seitlich auf der Platine montiert sind.

Schritt 4: Herstellung der Leiterplatte

Heutzutage ist es völlig unvernünftig, eine Leiterplatte im eigenen Haus zu erstellen, da es unglaublich einfach, schnell und kostengünstig ist, sie von Fachleuten herstellen zu lassen. Und Sie werden ohne Probleme mit dem perfekt aussehenden Board enden. Ich habe dieses Mal einen PCBWay-Hersteller verwendet. Abgesehen von dem großartigen Ergebnis hatten sie auch eine kostenlose Leiterplatte für die Weihnachtsprototyping-Kampagne, so dass ich sie sehr günstig bekam. Die Bestellung ist ganz einfach, Sie müssen nur Gerber-Dateien aus EasyEDA exportieren und in den Assistenten auf der Website hochladen, dann ist es wie beim Einkaufen in einem Online-Shop. Ich machte mir am meisten Sorgen wegen der dünnen Balken, aber sie kamen großartig heraus!

Schritt 5: Zusammenbauen

Liste der Einzelteile:

• ATmega8L TQF32
• TTP223 BA6
• 68R Widerstand 0805 (18x)
• 10K Widerstand 0805
• 100nF Kondensator 0806 (3x)
• 50pF Kondensator 0806
• helle weiße LED 1206 (12x)
• hellweiße Flat-Top-LED THT (18x)
• Batteriehalter
• SMD Ein-/Aus-Schalter
• temporäre Stiftleiste zum Programmieren

Wie Sie feststellen können, ist ATmega8L mit seinem TQF32-Paket und TTP223 der schwierigste Teil des Arduinoflake. Wenn Sie mit diesen beiden umgehen können, sind die anderen ein Kinderspiel. Zuerst habe ich die Widerstände, Kondensatoren und SMD-LEDs zusammengebaut. Zweitens verwendet der Mikrocontroller in der Mitte viel Flussmittel und wenig Lot. Drittens das TTP223 auf der Unterseite. Viertens die einzigartig angebrachten THT-LEDs an den Seiten der Leiterplatte. Und nicht zuletzt der Batteriehalter, der Ein-/Ausschalter und die temporäre Stiftleiste zum Programmieren. Alles unter Verwendung von Flussmittel und einer kleinen Menge Lot. Vergessen Sie nach dem Löten nicht, die Leiterplatte mit Aceton zu reinigen, um das restliche Flussmittel zu entfernen.

Schritt 6: Hochladen und Ausführen des Codes

"loading="lazy" ist nicht nur eine Dekoration, sondern man kann auch Spiele dafür schreiben, da es einen Touch-Button hat, schaut euch meine Flockenschlange an!

Wenn Sie Ihren eigenen Arduinoflake haben möchten, können Sie einen Bausatz kaufen oder einen komplett zusammengebauten in meinem Tindie-Shop kaufen.

Schritt 8: Ressourcen & Links

• Arduinoflake kaufen
• Arduinoflake GitHub
• Arduinoflake PCBWay
• Kapazitiver Sensor von PaulStoffregen
• MiniCore von MCUdude
• Freiform-Arduinoflake
• Mein Twitter für die neuesten Updates

Zweiter Preis beim PCB-Wettbewerb