第1步:原型设计
如果可能的话,你想要在实际制作任何东西之前在面包板上对pcb设计进行原型设计。这些天,制作多氯联苯是非常实惠的,但你仍然不想浪费你的时间和金钱。
在我的情况下,我以前从未使用过移位寄存器,所以这就是我需要专注于测试。我非常依赖这个instructable教程来了解它们的工作原理:https://www.instructables.com/id/multiplexing-with 。..。
我在彻底测试之前实际上错误地订购了pcb。我的原始设计使用ws2812b可单独寻址的led。由于一些原因,这些并没有最终运作良好,我浪费了大量的时间和金钱。新设计更简单,更便宜。
为了对第二版pcb进行移位寄存器设计的原型设计,我把所有东西都放在了面包板上。 attiny85,移位寄存器,电阻器和led都在那里。还有第二个区域可以通过arduino对attiny85进行编程(谷歌如何做到这一点,有很多教程)。
这个项目的完整零件清单:
1x attiny85-20pu
1x 74hc595移位寄存器
7x红色3mm led
1x蓝色3mm led
2x 120ohm电阻
1x 1p2t spdt开关
1x电池座
附件是attiny85代码(使用arduino闪存)。经过测试,我进入了pcb设计。
第2步:pcb设计
如果您只想使用我的设计制作pcb,您可以使用附加的stargateplots.zip文件夹。它包含gerber文件来制作这些文件。
pcb的物理设计对最终产品非常重要 - 特别是因为它分开并且pcb的一部分用作支撑。出于这个原因,我开始使用cad。我使用autodesk fusion 360来设计pcb,包括标签。
fusion 360中的pcb大纲
一旦用cad设计pcb,你就可以了需要一种方法将其带入您的pcb设计软件中以增加边缘切割。您在fusion 360中所要做的就是在零件表面创建一个新草图,并投影所有边缘。然后只需保存草图。在组件浏览器区域(窗口左侧)中,选择新草图并将其导出为dxf。保存以供日后使用。
kicad原理图
我在kicad中进行了实际的pcb设计。我本来会使用autodesk eagle,但我在接近比赛截止日期时将其缩减,并且没有时间学习如何使用eagle。在kicad中,第一步是创建pcb原理图。原理图是您设计的简化框图,其主要目的是告诉kicad组件的哪些引脚连接在一起。
自定义组件
kicad几乎拥有我内置的所有组件,所以我只需添加它们并连接引脚。电容式触摸板是一个很大的例外,它是完全定制的。为了补充这一点,我不得不创建一个新的pcb封装。
首先,我在inkscape中绘制了触摸板的形状。然后我使用kicad的位图转换器将其转换为新组件的占位面积。然后将其添加到我的原理图中。
kicad pcb
完成原理图后,您可以创建实际的pcb布局。 kicad将把所有的脚印都倾倒在纸张上,由你来定位它们。但是,首先要导入pcb轮廓的dxf。
切换到edge cuts图层,然后选择导入dxf。选择您的dxf轮廓,它将被放置在工作表上。然后,您可以根据需要定位脚印。这些步骤都包含在更详细的kicad指南中。最后,添加一些带有禁区的铜浇注填充物以避开切口。
自定义丝网
如果没有字形,没有stargate是完整的,这意味着需要自定义丝网印刷。我开始在谷歌上找到一个关于星际之门的插图,清楚地显示了字形。然后,我使用gimp删除除字形之外的所有图像,并使其变为黑白。我将其转换为inkscape并将其转换为矢量图像,并将其缩放到适当的大小。
从那里,该过程类似于创建自定义足迹。但是,我没有将图像用作足迹,而是将其用于丝网印刷层。然后我把它移到pcb上并定位。对dhd字形重复该过程。
步骤3:制作pcbs
有很多制作服务您可以用来制作pcb。 osh park是一个受欢迎的选择,它非常易于使用并且质量很好,但它有点贵 - pcb也是紫色的。
对于这个项目,我使用了seeed studio fusion pcb服务。它显着更实惠,质量也很好,并且它们提供了更多的定制。例如,我能够将这些颜色制成黑色,并且有多种颜色可供选择。
您可以选择一些运输方式,但我选择了dhl。我在1月11日下订单,并于1月22日收到我的董事会。这些101.6 x 101.6mm电路板中的10个电路板的总成本(包括运费)为51.94美元。如果我订购了默认绿色的电路板,它们会更便宜。但是,考虑到它们的大小,每块板5.20美元是非常合理的。
所有这些都说,你可以使用你想要的任何服务。其他受欢迎的选项是jlcpcb和pcbway。您需要做的就是从kicad或eagle绘制gerber文件,将您的设计上传到这些服务。如果您使用osh park,您可以直接上传您的kicad项目。
步骤4:组装电路板
如果你设计了自己的电路板,你应该知道如何组装电路板。但是,如果你正在使用我的pcb设计,这里是如何将它组合在一起:
所有组件都是通孔并在板上贴上标签,因此组装应该很容易。每个组件都放在电路板的侧面 标签。 attiny85和74hc595位置都标有它们的定向方式。这些芯片有一个点标记引脚1,它位于电路板上芯片轮廓的凹口旁边。
led具有极性,因此放入时需要小心。负极led(短腿)穿过方孔,正阳极(长腿)穿过圆孔。首先焊接七个红色led用于人字形,然后将电路板翻转过来。
蓝色led需要以90度角弯曲,指向星际之门的中心。只需将其插入中途,然后在焊接前将其弯曲。
接下来是dhd电线。将每根导线的一侧焊接到pcb的dhd部分,然后将另一端焊接到stargate部件中。哪条线进入哪个孔并不重要,电容式触摸板没有极性。
最后,焊接电池线。如果你有第一个版本的电路板,它将被不正确地标记,并表示底部孔为“+”为正。那是我的错误。 底部(外部)洞为负。因此,将正电池线焊接到顶部(内部)孔中,将负极线焊接到底部(外部)孔中。
步骤5:3d打印零件
此项目共有九个3d打印部件:七个人字形盖子,以及虫洞led扩散器的前后部件。
v形臂很简单,并且在v形led上热粘合以获得额外的风格。那些应该用黑色或灰色印刷。
虫洞led漫射器分为两部分,使打印更容易,并使其更有效。前面的部分是用半透明的灯丝印刷的,所以灯光会透过,后面的部分用白色的灯丝印刷,以帮助将光线反射回前面。
所有这些都可以打印而不需要支持。我建议使用0.15mm的层高,填充应该是20%。
步骤6:最终装配
要完成星际之门的装配,你只需要用热胶将这些碎片放在一起。首先,我建议您使用砂纸或dremel来平滑pcb部件上的标签。
然后,使用一点热胶或超级胶水将前部扩散器部件连接到后部。扩散器。它们应该是同心的(居中)。
接下来,用热胶填充人字形,然后将其向下推到人字形led上。对其他六个v形led重复此操作。继续使用更热的胶水将虫洞led扩散器安装到pcb上。 led有一个小孔可以插入,所以只需将其插入并使用漫射器的厚部分作为表面,将其热粘到pcb上。
将dhd线缠绕在电池线上几次让他们保持整洁。 dhd pcb用于放置在电池座的顶部,因此将热胶粘在那里(因此电池线位于底部)。然后使用一些热胶将支架(没有凹槽)连接到电池座的两侧,使其保持直立和稳定。
最后,用的凹口推动支架进入stargate pcb上相应的槽口。每次使用少量热胶将其固定到位。
你已经完成了!只需打开开关,等待几秒钟,然后你可以点击触摸板来接合每个人字形并建立一个虫洞!
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