WIFI və Gyroscope ilə Altı Tərəfli PCB LED Zar - PIKOCUBE: 7 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:44

Salam istehsalçılar, bu istehsalçı moekoe!

Bu gün sizə altı PCB və 54 LED -ə əsaslanan əsl LED zarının necə qurulacağını göstərmək istəyirəm. Hərəkəti və zar mövqeyini təyin edə bilən daxili giroskopik sensorun yanında, indiyə qədər tanıdığım ən kiçik WiFi MCU olan ESP8285-01F ilə gəlir. MCU ölçüləri yalnız 10 ilə 12 millimetrdir. Hər bir PCB 25 ilə 25 millimetr ölçülərə malikdir və doqquz WS2812-2020 mini LED pikselə malikdir. Kontrolörün yanında 150 mAh Lipo batareyası və zarın içərisində bir şarj dövrəsi var. Ancaq bu barədə daha sonra…

Daha kiçik bir kub axtarırsınızsa, veb saytımda yaratdığım ilk versiyaya baxın. Epoksi qatrana tökülür!

Pikocube versiyası 1

Addım 1: İlham alın

Videodan zövq alın!

Bu videoda kub üçün demək olar ki, hər şeyi tapa bilərsiniz. Əlavə məlumat, dizayn, PCB və kod sənədləri üçün aşağıdakı addımları yoxlaya bilərsiniz.

Addım 2: PCB Dizaynı

Bildiyiniz kimi, ən çox sevdiyim PCB dizayn proqramı Autodesk EAGLE -dir. Bu səbəbdən də bu layihə üçün istifadə etdim.

İki fərqli PCB dizaynı istifadə etməyə başladım, çünki kubu olduğundan daha böyük etmək istəmirəm. Hər iki PCB -nin xarici formaları 25x25 millimetrlik kvadratlardır. Bu PCB -lərin xüsusi xüsusiyyəti, hər tərəfdəki üç siqnal +5V, GND və LED siqnalını kubun hər tərəfinə yayan üç kastellə çuxurdur. PCB -lərin sırası yuxarıdakı sxemlərdən birində göstərilmişdir. Ümid edə bilərsiniz ki, kub bir kub şəklində qatlandıqda rəngli tərəflər bir -birinə aiddir. Oxlar WS2812 siqnal xəttini işarələyir.

Hər iki PCB -nin sxemləri, lövhələri və BOM -ları bu addıma əlavə olunur.

Addım 3: PCB və Komponentlər

Bütün kub iki fərqli növ PCB -dən ibarətdir. Birincisi, şarj dövrəsi və Lipo batareya yuvası ilə gəlir, ikincisində MCU, sensor və bəzi güc kilidləmə dövrəsi var. Əlbəttə ki, PCB -lərin hər biri yalnız bir dəfə təchiz edilmişdir. Qalanların hamısı kubun xaricindəki doqquz LED -dən ibarətdir.

PCB -lərin xüsusi bir xüsusiyyəti, hər tərəfdən tökülmüş deliklərdir. Bir tərəfdən bu deliklər/lehim yastiqcıqları kubun bir kub kimi görünməsini təmin etmək və hər şeyi yerində saxlamaq üçün istifadə olunur, digər tərəfdən həm LED -lərin gücünü, həm də WS2812 siqnalını ötürür. Sonuncu daha mürəkkəbdir, çünki müəyyən bir qaydada olmalıdır. Hər bir PCB -də yalnız bir giriş və bir çıxış siqnalı var və bir nöqtədə bir siqnal kəsmək üçün bir neçə SMD lehim tullanan yastığı əlavə etdim.

MCU lövhəsi üçün lazım olan hissələr:

• ESP8285-01F WiFi MCU
• ADXL345 Giroskop
• SMD Kondansatörler 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• SMD Rezistorlar 0603 (600, 1k, 5k, 10k, 47k, 100k, 190k, 1M)
• SMD Diod SOD123 1N4148
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244, IRLML2502)
• SMD LDO MCP1700
• SMD 90 dərəcə düymə
• WS2812 2020 LED

Elektrik lövhəsi üçün lazım olan hissələr:

• Şarj cihazı MCP73831
• SMD Kondansatörler 0603 (100n, 1µ, 10µ)
• SMD Rezistorlar 0603 (1k, 5k, 10k)
• SMD Diod MBR0530
• SMD LED 0805
• SMD Mosfet (IRLML2244)
• JST 1.25mm 2P Konnektoru
• WS2812 2020 LED

Addım 4: Kubun yığılması

Kubun montajının bütün detalları üçün yuxarıdakı videoya müraciət etməlisiniz.

Kubun yığılması ən asan iş deyil, amma bir az daha asanlaşdırmaq üçün altı PCB -dən ən azı üçünün birlikdə lehimlənə biləcəyi kiçik bir lehimləmə cihazı hazırladım. Bunu iki dəfə etsəniz, hər şey işlədikdən sonra bağlanmalı olan iki PCB kənarını alacaqsınız. Bəli, hər şeyin etdiyinə əmin olun. İndiyə qədər sınamamışam, amma bir PCB -ni kubdan çıxarmaq çətin ola bilər.

Batareya yuvasını bağlamadan əvvəl üç PCB -ni birlikdə lehimləməyinizə əmin olun. Əks təqdirdə.stl faylını yuvanın daxil olduğu kiçik bir çuxurla dəyişdirməlisiniz.

Addım 5: Arduino Kodu

Küp, modem yuxusu adlanan bir qədər enerji qənaət etmək üçün əlil WiFi ilə başlayacaq. ESP məlumat cədvəlinə gəldikdə, MCU modem yuxuda ikən cəmi 15mA çəkir, halbuki normal rejimdə təxminən 70mA lazımdır. Batareya ilə işləyən belə cihazlar üçün yaxşıdır. Bunu etmək üçün, quraşdırma funksiyasını çağırmadan əvvəl aşağıdakı kod hissəsinə ehtiyacınız olacaq.

void preinit () {

ESP8266WiFiClass:: preinitWiFiOff (); }

Başqa bir düyməyə basmaqla, standart WiFi.begin () funksiyasını və ya bu halda kubu idarə etməyi seçdiyim APP üçün quraşdırma çağırışı olan Blynk.begin () funksiyasını çağıraraq WiFi -ni oyada bilərsiniz.

Bəzi animasiyaların kuba çevrilməsi yalnız bir az riyazi işdir. Matrisin müəyyən bir xarici divardakı bir pikselə çevrilməsi bu sadə köməkçi funksiyası ilə həyata keçirilir:

int get_pixel (int mat, int px, int py) {

// sol üst küncdən başlayan dönüş (px + py * 3) + mat * 9; }

2 -ci addımdakı PCB piksel baxışına istinad edərək, birinci matris yuxarıdır, ikincisi ön tərəfə baxır, sonrakılar doğru istiqamətə gedən kubun ətrafında və son matris altdır.

Əlavə edilmiş kodu istifadə edərkən, şəbəkənizə uyğun olaraq WiFi etimadnaməsini redaktə etməlisiniz. Blynk APP ilə düzgün istifadə etmək üçün, eskizi açmadan əvvəl həm faylları (BLYNK.ino, həm də Blynk olan digəri) eyni qovluğa qoyduğunuzdan əmin olun. Eskiz iki fərqli nişandan ibarətdir. Əslində heç bir şey etməyən digər faylın başqa bir nişanla təchiz olunmasına ehtiyac yoxdur. Bu, düyməni basılmadığı zaman kubu yuxuya salmaq üçündür. Əks halda kub yuxuya getməyəcək və hər zaman cərəyan çəkəcək.

Addım 6: APP

Artıq deyildiyi kimi, kub bir düyməyə basmaqla başlayır. Ancaq WiFi funksiyası ilə başlamaz. Küp artıq olarkən başqa bir dəfə basmaq WiFi -ni işə salacaq və əvvəlcədən təyin edilmiş bir şəbəkəyə qoşulacaq. Bir az sonra kubu idarə etmək üçün BlynkAPP -dən istifadə edə bilərsiniz. Əlbəttə ki, funksionallığı genişləndirə bilərsiniz, bunun üçün çoxlu imkanlar var …

Blynk APP içərisində sadə bir nümunə düzeni burada göstərilmişdir. İki SLIDER (parlaqlıq və animasiya sürəti), iki STYLED DÜĞMƏSİ (animasiya modelini dəyişdirmək və kubu söndürmək), kub rejimini dəyişdirmək üçün bir ADIM, zarın hansı tərəfinin yuxarı və son olduğunu göstərmək üçün bir LEDdən ibarətdir. batareyanın vəziyyətini göstərir. Bu vidjetlərin hamısı APP-MCU ünsiyyəti üçün virtual pinlərdən istifadə edir. Virtual sancaqları MCU vasitəsilə oxumaq üçün bir şey bu funksiyanı çağırmaqdır, V1 isə istifadə olunan virtual pinə istinad edir və param.asInt () sancağın cari dəyərini saxlayır. Məhdudlaşdırma funksiyası yalnız daxil olan dəyərləri məhdudlaşdırmaq üçündür (əvvəlcə təhlükəsizlik: D).

BLYNK_WRITE (V1) {

// StepH t = millis (); current_mode = məhdudlaşdırmaq (param.asInt (), 0, n_modes - 1); }

Blynk APP -ə virtual bir pin yazmaq üçün aşağıdakı funksiyadan istifadə edə bilərsiniz:

int data = getBatteryVoltage ();

Blynk.virtualWrite (V2, məlumatlar);

Arduino eskizində bu barədə daha çox məlumat əldə edəcəksiniz!

Addım 7: Əylən

Kubun dizaynı və qurulması mənim üçün çox əyləncəli idi! Buna baxmayaraq bununla bağlı bəzi problemlərim olub. Birincisi, WS2812 LED -lərinin 5V -də işləməsini təmin etmək üçün kubun ilk versiyasının içərisində bir gücləndirici çevirici dövrə istifadə etmək istədim. Xoşbəxtlikdən, təxminən 3, 7V Lipo gərginliyində işləyəcəklər, çünki təkan çeviricisi çox səs -küylü idi və istənməyən yanıb -sönən bir kubla nəticələnən LED siqnalını pozur.

İkinci böyük problem, ikinci versiya üçün də simsiz şarj imkanı istifadə etmək istəməyimdir. Xoşbəxtlikdən, kubun xaricindən əldə edilə bilən bir neçə doldurma yastığı əlavə etdim, çünki induktiv güc PCB və komponentlərin GND təyyarələri vasitəsilə pozulur. Buna görə də, 3D çaplı şarj stendi yaratmalıyam ki, kub qoyulsun və bəzi kontaktlar kubun içinə basılsın.

Ümid edirik ki, bu təlimatı oxumaqdan zövq aldınız və öz kubunuzu qurmağın bir yolunu tapdınız!

Küp və digər möhtəşəm layihələr haqqında daha çox məlumat üçün İnstagram, Veb sayt və Youtube kanalımı yoxlamaqdan çekinmeyin!

Suallarınız varsa və ya bir şey çatışmırsa, aşağıdakı şərhlərdə mənə bildirin!

Yaratmaqdan zövq alın!:)

PCB Design Challenge -da birinci mükafat