Elektriese vlinder: 8 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Dit is 'n baie cool veelkleurige vlinder wat ek gemaak het - benodig minimale onderdele en programmering!

Afgesien van die skoenlapper self - toon dit 'n paar baie gawe tegnieke om u eie PCB's op 'n silhoeët -snyer te maak uit gereeld koperband wat in die handel beskikbaar is - wat op elke tipe oppervlak geplaas kan word!

Dit is duidelik dat so iets maklik gemaak kan word met 'n kommersiële drukplaat, maar as u die koste daarvan wil bespaar, wil u LED -patrone skep op 'n nie -standaard materiaal (soos 'n spieël of venster, eerder as 'n veselglas -PCB) - of selfs iets met 'n geboë oppervlak - kan hierdie metode gebruik word om die koper -PCB -spore goed te verkoop op omtrent enige oppervlak.

Dit word maklik gedoen vir dinge soos LED's met groot loodvlakke - maar dit word moeiliker namate u meer fyn, kleiner stukke gebruik. Hierdie tegniek kan dus selektief gebruik word-dit wil sê, gebruik 'n bord van die rak (Arduino) as 'n rekenaar, en die tuisgemaakte koper ets vir plekke waar u 'n uiterste aanpassing van LED's wil hê.

Ek het die volgende gebruik om hierdie projek te skep:

• 'N Silhouette Cameo persoonlike vinyl/papier snyer - vir die maak van PCB
• Arduino UNO - gebruik as 'n in -kring programmeerder
• Lasersnyer vir onderdele (hout - akriel - enigiets) (u kan iets anders gebruik as u geen laser het nie)

Werklike dele is:

• 'N ATTiny75 -verwerker van $ 1
• 22 NeoPixels - (reeks -beheerde, driekleurige LED's)
• 2x3 kop
• Koperfoelie

Alle sagteware is uitgevoer in Arduino IDE - met behulp van Adafruit NeoPixel -biblioteke en ATTiny -biblioteke van die bestuurder.

Daar is twee fundamentele maniere om dit te benader:

Maklike manier: ek het my eie bord (soos 'n Arduino) wat ek gaan gebruik om die LED's te beheer. Ek gaan slegs 'n PCB vir die LED's skep - en dit aan my arduino koppel.

Harder (en goedkoper) manier: ek gaan alles 100% self doen. Ek het nie 'n Arduino nodig nie, maar gaan eerder 'n ATTiny85 van $ 1 gebruik. Dit is moeiliker, want dit is moeiliker om al die fyn kuns op 'n Silouette- of CriCut-vinylsnyer te doen.

Stap 1: Ontwerp

Die LED's is elk NeoPixels. Dit is wonderlike, individueel beheerbare, multi-vlak (verhelder), baie helder, RGB LED-toestelle wat slegs 4 penne het: VccGndData InData Out. Die idee is dus dat u dit kan daisy-ketting terwyl u die individuele rooi-groen-blou kan beheer kleurvlakke van elkeen - alles uit 'n enkele pen op u SVE. Nog beter, die Adafruit NeoPixel-biblioteek vir Arduino bied u 'n uitstekende manier om binne enkele sekondes daarmee te werk.

As u van plan is om u CPU-bord op hierdie ontwerp te ontwerp (met behulp van 'n Arduino van die rak af), is alles wat u nodig het 'n basiese voetafdruk van die Neopixel (dit word aanbeveel dat u ook 'n bypass-dop byvoeg). Die ingeslote footprint.svg -lêer is basies wat u nodig het om aan die gang te kom. Dit gee u die omtrek van die koperfoelie vir die NeoPixles en die kapasitors. U kan dit regs in Inkscape oopmaak, al die +5v-penne en al die grondpenne aanmekaar koppel-en dan alle data-in- en data-out-penne aan mekaar koppel.

Maak seker dat u dit omskep in behoorlike snypaaie wat u op u vynale snyer kan gebruik, soos ek hierbo getoon het - en u is klaar. U het nie eers 'n 'regte' PCB -ontwerpprogram nodig nie.

Dit is nie regtig nodig vir 'n NeoPixel nie, waar penne redelik groot en maklik is om te soldeer - maar 'n maklike soldermaskerlaag kan uit 'n stuk Kapton -band gesny word. Dit sal lyk soos 'n groot stuk band met 'n paar klein reghoeke wat uitgesny is vir soldeerblokkies wat oor u hele koperoppervlak geplaas moet word.

Stap 2: CPU -ontwerp

As u meer ambisieus is, kan u die etse vir die SVE self in u koperfoelie skep.

Dit is moeiliker as gevolg van die kleiner penne op die ATTiny85 -toestel, en die behoefte om baie klein koperfoelie te ets, maar dit is maklik uitvoerbaar.

Dit word waarskynlik die beste gedoen in 'n 'regte' PCB -ontwerpprogram (ek het Eagle gebruik).

Ek het ook 'n krag/ontfout -aansluiting by my ontwerp ingesluit (en 'n paar bypass -kapasitors).

Ons sal meer praat oor die moeilikheid om die koper in hierdie klein geometries te sny.

Stap 3: Maak lae

Stap 4: Monteerbaan

Koper spore kan op u ontwerp geplaas word.

In my geval - ek het 'n lasergesnyde stuk hout gebruik (uiteensetting van die ingeslote SVG -lêer).

Ek het 'n tekenoordragband gebruik om die koperfoelie uit die agterkant te verwyder en dit op die hout te plaas. As u sou kies om 'n Kapton soldeermaskerlaag te maak - word dit nou op die hout bo die koper oorgedra.

Dit is 'n bietjie moeilik om op koperfoelie te soldeer, want anders as 'n normale printplaat, word die koper slegs deur die gom aan die substraat (hout) vasgeplak, wat nie so hard kleef as die koper van 'n normale printplaat nie. As u dus nie versigtig is nie (veral onder die hitte van 'n soldeerbout), kan die kuip gly of skuif. Deur 'n Kapton soldeermasker te gebruik, sal dit help om die koper effens vas te hou en dit 'n bietjie makliker te maak.

'N Ander groot ding waarna u moet let, is dat NeoPixels ietwat onverdraagsaam is teenoor te veel hitte. Gebruik dus baie soldeermiddel tydens soldeerwerk (ek gebruik 'n nie-skoon vloeipen), pas die meeste van die hitte en soldeer op die koperspoor toe en verwyder die hitte vinnig sodra die soldeer op die NeoPixel-pen vloei. (Soldeermasker help ook om die benodigde hoeveelheid soldeersel te verminder, aangesien dit nie oor die bedekte gebied van die spoor sal vloei nie).

Ek vind dit die maklikste om 'n klein kolletjie "Tacky Glue" te gebruik om die NeoPixels vas te plak voordat dit soldeer. Dit het die dele op hul plek gehou, wat die soldeer vinniger maak en dus minder hitte benodig. Tacky Glue klop ook vinnig, sodat die dele nie onmiddellik kan gly nadat hulle geplaas is nie. Dit sterf (in klein hoeveelhede) aan 'n soortgelyke konsekwentheid, waardeur dele verwyder kan word indien enige vervanging of herwerking nodig is.

Stap 5: Voeg die SVE by

As u u eie etse vir die SVE (en ontfoutingskoppelaar) wil maak, is dit 'n bietjie moeiliker as om die LED's te doen. Die rede hiervoor is dat die meetkunde kleiner en fyner is, wat meer presiese snitte van u vinielkapper vereis.

Ek het gevind dat die waspapier waarop die band vasgesteek word, relatief min kleef as die koperfolie gesny word. Dit beteken dat wanneer kleiner meetkunde gepoog word, hulle geneig is om op die agterkant rond te gly.

Alhoewel ek met 'n menigte snyinstellings gespeel het, was die beste oplossing om 'n substraat met 'n sterker hechting te gebruik. Vinyl werk goed, maar werk nie maklik met tekenband om die koper uit die vinyl te verwyder nie (en op die hout te plaas). U kan die kring op vinyl verlaat, maar dit is geneig om te smelt as dit gesoldeer word - dit is dus nie onmoontlik nie, maar moeiliker om te monteer. (Ek het vinyl in verskillende ontwerpe as substraat gebruik).

(Duidelike deursigtigheidsfilm of velbeskermers werk ook - en is beter omdat dit dikker is. Dit kan gebruik word vir ontwerpe as u vrystaande stroombane wil hê en nie 'n kleefstof -ondergrond wil hê nie) - maar dit smelt weer, tensy dit gesoldeer is baie versigtig.

Die beste oplossing wat ek gevind het, was om Kapton -band as substraat te gebruik. Kapton-band hou baie goed by die hitte van soldeer, dien as 'n soldeermasker en het 'n kleefband. Die enigste nadeel is dat dit gewoonlik baie dun is. Soveel so, dat ek dit moeilik gehad het om daarmee te werk, tensy ek dit verdubbel het, om dit twee keer so dik en sterk te maak.

Met die groter kleefsterkte van die koper oor die Kapton, kan fynere besonderhede soos CPU -leidings gesny word. Nadat ek klaar was, het ek die Kapton aan die agterkant van die houtvlinder agterkant vasgemaak.

Stap 6: sagteware

Sagteware is volgens 'n Arduino -skets gemaak met behulp van die Adafruit NeoPixel -biblioteek.

Al lyk dit triviaal, is daar baie gedink oor die patrone op die vlinder. Die kode is geskryf om elke paar sekondes tussen twee modusse af te wissel:

MODUS EEN - Kleurvee - afwas van verskillende kleure, vinnig veranderende kleure. By die keuse van 'n 'kleur' - gebruik ek 'n algoritme om tussen 'waardes' van die kleur te vee - elke waarde word gestuur deur 'n HSB -na -RGB -omskakelingsfunksie (waar versadiging en helderheid altyd maksimum was) - om maksimum glans van kleure te verkry.

MODUS TWEE - Bedryf deur:

• 6 of 8 verskillende voorafbepaalde segmentgroep "patrone" is geskep. Die kode kies een hiervan ewekansig

• Elke patroon benodig voorafbepaalde segmente in een van 2, 3 of 4 verskillende kleure. Elke kleur is lukraak gekies deur een van hierdie twee metodes:

  • Kies uit een van 6 maksimum kleure (rooi, groen, blou, geel, ens.).
  • Gekies uit 'n ewekansige HUE - (met dieselfde kleurgenerator in modus een)
• Die gevolglike kleurpatroon word deur 'n vervaagfunksie uitgevoer, wat 'n gladde vervaag van een patroon na 'n ander tot gevolg gehad het - en dit 'n paar sekondes daar gehou het voordat hy na die volgende gegaan het.

Die twee modusse wissel elke 10 of 15 sekondes.

Stap 7: Programmering

Ons het dus 'n splinternuwe ATTiny85 op ons PCB, en ons moet dit programmeer. Aangesien ek die Arduino SDK hiervoor gebruik het, moet ons beide die program ("skets") en die Arduino -laaiprogram op die toestel plaas.

Ek het self 'n Arduino Uno gebruik as die stelselprogrammeerder.

Die aangehegte diagram toon hoe ek die Uno aan my ATTiny85 -kring gekoppel het. Ek het eintlik voorsiening gemaak om dit op twee verskillende maniere te doen:

1. via 'n ontfoutkop wat ek by die bord gevoeg het
2. via 'n klomp ontfout-toetspunte wat ek op die bord gevoeg het. Dit kan gebruik word deur 'n klomp veerspelde aan die bord vas te hou via 'n lasergesnyde akrielhouer, wat hulle in die presiese posisie hou.

Om dit te doen:

• Koppel die Arduino Uno aan u rekenaar en maak die Arduino SDK oop.
• Maak die ingeboude "Ardunio as ISP" -skets oop. Stel hierdie skets saam en werk dit op - nou is die Uno 'n ISP.
• In die Arduino "Boards Manager" - installeer die bordpakket vir die ATTiny -reeks.
• Sluit die Uno ISP -skets en maak u skets oop vir die Butterfly -kode.
• Kies "Bordtipe" is ATTiny85 - kies 8Mhz Interne Ossillator.
• Kies 'Uno as 'n ISP' vir 'Programmer'
• Kies 'Uploads Bootloader' (doen dit slegs die EERSTE KEER vir hierdie chip - dit moet onnodig wees om te herhaal)
• Nadat dit klaar is - kan u nou 'Laai program met ISP' op om u skets na die ATTiny85 te stuur.

Stap 8: Finale vergadering

Nog twee stukke hout is met laser gesny - 'n buitelyn van die vlindervlerke. Hulle is met 'n mat swart verf geverf.

'N Stuk akriel het 'n "matige" voorkoms gekry deur dit met growwe skuurpapier te skuur. Die individuele dele van die houtarea is uit hierdie akriel gesny.

Die gesnyde akrielafdelings is in die boonste houtstuk geplaas. Hulle kon vasgeplak gewees het, maar die verdraagsaamheid van die akriel snitte en die verf op die hout het dit moontlik gemaak om hulle sonder gom te behou.

Hierdie gedeeltes is daarna met klein stukkies klewerige gom vasgeplak - wat dit sou moontlik gemaak het om dit uitmekaar te haal as herstelwerk nodig was.