Charlieplexing Weihnachtsbaum - Gunook

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

Weihnachten kommt und wir brauchen neue Hardware.

Weihnachtshardware muss grün + weiß + rot + blinkend sein.

PCB ist also grün + weiß, dann fügen Sie einige blinkende LEDs hinzu und wir sind fertig. Ich habe viele "Right Angle Side View Red Clear Ultra Bright SMD 0806 LEDs" (1206 funktionieren auch), dann haben wir fast alles.

Schritt 1: Schaltplan

Okay, wir haben eine Idee. Als nächstes brauchen wir ein paar Schaltpläne.

Um viele LEDs mit einem nicht so komplizierten Gerät handhaben zu können, ist es sinnvoll, Charlieplexing zu verwenden. Charlieplexing ist nah an der Matrix, kombiniert jedoch Zeilen und Spalten miteinander. Die Idee ist, einen 6-seitigen Baum zu haben, dann kann e mit den üblichen Prinzipien die Charlieplexing-Matrix 5 × 6 oder 6 × 7 verwenden. Nun, es ist Weihnachten, dann verwenden Sie größer. Ich beschloss, eine Matrix mit 6 Spalten und 7 Zeilen zu verwenden. Dann brauchen wir eine MCU mit mindestens 7 GPIO-Pins mit der Möglichkeit, als Ausgang und Eingang (oder 3. Zustand) zu arbeiten. Einer der billigsten ist PIC16F15323.

Wir haben freie Pins, dann verwenden wir zum Beispiel einen A/D-Wandler für einige Arbeiten und legen eine LED darüber.

OK, dann liegt der Schaltplan vor.

Der nächste Teil ist die Entscheidung, wie man das Board anordnet.

Schritt 2: Brett

Mein Plan ist, ein generisches Board zu haben, das 6× verwendet werden kann. Ein Brett pro Spalte.

Nehmen wir an, wir haben eine 2-seitige Platine, wir können zwei Spalten pro Platine haben, eine Seite speist LEDs von oben nach unten, die zweite von unten nach oben. Wir müssen einen Platz haben, an dem wir diese beiden Feeds aufteilen. Zum Aufteilen von Leiterplattenlinien haben wir zwei übliche Möglichkeiten.

• Wir können ein Messer verwenden und eine Kupferschnur schneiden (Sie müssen genau sein, sonst beschädigen Sie das Brett)
• Oder wir können die Querverbindung (genannt "via") ausbohren

Ich bohre lieber aus. Es ist einfacher und weniger sichtbar.

Wir müssen auch Zeilen füttern, aber wir müssen die richtige auswählen, die aus der jeweiligen Spalte stammt. Ich habe mich für eine PCB-Lötstelle entschieden. Das ist einfach und fast kostenlos. Dann haben wir auf jedem Board, das eine Spalte repräsentiert, eine "Kreuzung" Jx und eine "via" Vx, die ein bestimmtes Board x repräsentieren. Das bedeutet, dass wir auf Platine 1 "Junction" J1 löten und "via" V1 ausbohren müssen. Eine kleine Ausrede ist Brett 6, das zwei Reihen füttern muss und dann zwei "Kreuzungen" J6 und J6' hat.

Der letzte Teil besteht darin, eine "Basis" -Platine zu erstellen, die die MCU und den Rest der elektronischen Komponenten enthält. Dieses Board ist relativ einfach ohne spezielle Funktionen.

Schritt 3: Leiterplattenbestellung

Ich verwende China Manufacturing für die Bestellung von Platinen.

Einer der schnelleren und bequemsten für mich ist AllPCB. Sie haben ein einfaches Bestellsystem. Geben Sie auf der ersten Seite die Dimension ein. Für dieses Brettmaß ist 85 × 100 mm, wählen Sie die Menge (vergessen Sie nicht, dass Sie 3 Stück pro Baum benötigen), halten Sie 2 Schichten und behalten Sie eine Dicke von 1, 6 mm bei. Klicken Sie jetzt auf Angebot und Sie erhalten den Preis inklusive Versand.

Sie können die Brettfarben anpassen, aber Grün ist die beste Farbe für Bäume und Weiß ist die beste für Schneeimitation.

Geben Sie Ihre E-Mail-Adresse ein und klicken Sie auf "In den Warenkorb".

Sie werden nach "Gerber-Datei" gefragt. Das ist die Datei charlieplex7_85x100_brd.zip angehängt, dann lade sie hoch. Wählen Sie Ihre Adresse, bevorzugte Zahlungsmethode und schließen Sie die Bestellung ab.

Schritt 4: Platine und Teilelöten vorbereiten

Innerhalb weniger Tage können Sie ein Paket mit PCBs erwarten.

Als erstes müssen wir die Bretter teilen. Sie sind mit kleinen Brücken verbunden. Zur einfacheren Bestellung ist hier drei Teile miteinander verbunden. Ich verwende eine Schere, die schnell ist, aber die Verwendung einer JLC-Rasiersäge macht den Schnitt glatter.

Wenn der Schnitt abgeschlossen ist, bereiten Sie vor, welches Brett für welche Säule verwendet wird. Seien Sie vorsichtig, wenn Sie die Platinen für die Spalten 3 und 6 auswählen. Die Platinen 3 und 6 müssen auf der Rückseite zusätzliches Kabel für die oben montierte LED enthalten. Boards mit diesem zusätzlichen Draht sind die mit Schneemann- und Glockenbildern.

Der nächste Schritt ist das Ausbohren der entsprechenden Vias und Lötstellen.

Löten Sie dann alle SMD-LEDs, Prozessorwiderstände und andere elektronische Bauteile auf sechs Säulenplatinen und eine Basisplatine.

Schritt 5: Zusammenlöten

Wenn alle SMD-Elektronikteile gelötet sind, ist es an der Zeit, die Platinen zusammenzulöten.

Der erste Schritt besteht darin, alle sechs Säulenplatinen an die Basisplatine zu löten. Beginnen Sie mit kleinen Punkten auf einer Seite (zum Beispiel nur Oberseite). Platinen löten. Löten Sie die Platinen sorgfältig, konzentrieren Sie sich darauf, die Platinen in der Nähe der Mitte zu platzieren, aber so nah, dass ein Sechseck in der Mitte entsteht.

Wenn alle sechs Platinen an der Grundplatine befestigt sind, verwenden Sie eine leere leere Grundplatine als Halter. Zeichnen Sie dieses Ersatzbrett auf die Säulenbretter, es wird die Säulenbretter in der erwarteten Position und Entfernung fixieren. Es macht alle Konstruktionen stabiler und es ist einfacher, etwa drei untere Reihen auf Platinen zu löten. Wenn Sie fertig sind, löten Sie die Rückseiten der Platinen, löten Sie die Oberseiten wieder in den endgültigen Zustand und vergessen Sie nicht die beiden zusätzlichen Drähte für die obere LED.

Entfernen Sie danach die Hilfsplatine und beenden Sie das Löten aller Säulen.

Der letzte Schritt ist die oben montierte THT-LED. Schneiden Sie die Drähte dieser LED aus, formatieren Sie sie so, dass sie auf die Rückseite der Platinen passen, und löten Sie sie an die Position mit Kathode auf Platine 3 und Anode auf Platine 6.

Das ist alles aus Lötsicht.

Schritt 6: Software

Software ist ganz einfach.

Ich habe ein einfaches Beispiel vorbereitet, das traditionelle Tabellen für Microchip PIC-MCUs verwendet. Die Software verwendet einen Timer für die Unterbrechung, um durch LEDs zu gehen und Frames anzuzeigen, die im "Video"-RAM gespeichert sind.

Hauptprogramm nur auf nächsten Schritt schauen. Verschieben Sie die Daten in den "Video"-RAM und fügen Sie die nächste Spalte hinzu.

Es liest auch den Wert vom DA-Wandler und verwendet ihn für die Dauer des nächsten Frames.

Sie können den Quellcode herunterladen und ändern, oder Sie können nur die Hex-Datei herunterladen und so verwenden, wie sie ist.

Ich verwende PICkit3 zum Programmieren von HEX zum Prozessor.

Die HEX-Datei ist mit sechs Löchern 0,1 Sockel X1 auf den fertigen Weihnachtsbaum programmiert. Es ist hier kein Stecker zu löten. Verwenden Sie die mit PICkit 3 gelieferten direkten Drähte mit Stiften auf beiden Seiten. Führen Sie die Stifte durch die Löcher und drücken Sie sie vorsichtig in die Löcher.

Die Platine enthält die gleiche Dreiecksmarkierung für Pin 1 wie PICkit3. Überprüfen Sie beim Programmieren, dass der mit einem Dreieck gekennzeichnete Draht auf einem PICkit3 im markierten Loch in der Platine liegt.

Ich verwende MPLAB IPE (Integrated Programming Environment) zum Programmieren.

Vergessen Sie nicht, vor Beginn der Programmierung die Stromversorgung der Platine über das Werkzeug zu aktivieren. Diese Option ist auf der Registerkarte "Power" des IPE verfügbar.

Nach der Programmierung halten die Tools die Platine mit Strom, dann können Sie das Ergebnis direkt überprüfen.

Schritt 7: Finalisierung

Der letzte Teil ist die Montage des Akkus als Ständer.

Ich verwende 3× AA Batteriehalter. Dieser Halter hat normalerweise zwei Löcher für zwei M3-Schrauben. Die Grundplatine hat die gleichen Löcher, dann ist die Montage mit zwei M3 × 12-Schrauben und entsprechenden Muttern einfach.

Löten Sie vor der Montage die Stromkabel an die Grundplatine und an den Batteriehalter.

Und das ist alles. Schließen Sie drei Akkus an und genießen Sie.