MagicCube - Chạm để thay đổi màu: 6 bước (với Hình ảnh)

2024 Tác giả: John Day | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2024-01-30 13:32

Các dự án Fusion 360 »

Chào mừng bạn đến với hướng dẫn đầu tiên của tôi. Tôi hy vọng bạn có thể làm theo tất cả các bước. Nếu có bất kỳ câu hỏi nào, hãy hỏi và tôi sẽ bổ sung nội dung có thể hướng dẫn.

Ý tưởng của dự án này là xây dựng và phát triển một khối lập phương nhỏ với hiệu ứng đặc biệt như một món quà nhân dịp Giáng sinh. Tất cả các thành viên trong gia đình tôi đều có một trong số những thứ này và họ thực sự hạnh phúc khi có được một chiếc.

Bước 1: Khái niệm và Vật liệu

Ý tưởng này được lấy cảm hứng từ một dự án khác. Bản thân Cube nên có kích thước nhỏ, tổng cộng là 39mm ^ 3.

Cài đặt của tôi là một giao diện có sẵn để sạc lại khối lập phương. Phổ biến nhất là micro USB ngày nay.

Đã thêm cảm biến LIS3DH để đo các vòi (tôi đã sử dụng nó trong một dự án khác, vì vậy tôi đã quen với nó).

Tôi muốn có công tắc BẬT / TẮT vật lý.

Cũng quyết định sử dụng một số đèn LED WS2812b, chúng dễ sử dụng và tạo ra ánh sáng đẹp.

Bây giờ có khả năng nhận được một bộ đầy đủ hoặc một pcb lắp ráp trên Tindie, nếu bạn không có kỹ năng hoặc

công cụ để hàn và in dự án này.

Các bản in lỗ được in bằng PLA từ das Filament

Máy in là Ender 2 và Ender 3 pro.

Danh sách Vật liệu dài, vì tôi liệt kê mọi điện trở. Gần như tất cả các bộ phận đều là bộ phận SMD.

Công cụ bạn cần:

• mỏ hàn
• máy in 3D
• máy tính với Arduino IDE
• USBTinyISP (Cái này hoặc cái này đã được thử nghiệm)
• Keo dính
• Súng thổi hơi nóng hoặc lò nung lại nhỏ
• hàn dán

Hóa đơn nguyên vật liệu:

• 1x PCB PCBway hoặc PCB lắp ráp
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• Digikey pha lê 16 MHz
• 1x LIS3DH Digikey
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED xanh lục (0603) Digikey
• 1x LED màu cam (0603) Digikey
• 1x Pin với đầu nối molex picoblade (503035 hoặc 303035 hoặc 603030)
• 1x TP5400 Aliexpress
• 1x TLV70233 Digikey
• 1x Cổng Micro USB Digikey
• 1x công tắc trượt Digikey
• 1x đầu nối molex 2p Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x 4, cuộn cảm 7uH (3015) Digikey
• 1x diode SS32 Digikey
• 2x bóng bán dẫn BSS138 Digikey
• Điện trở 7x 10k Ohm (0603)
• Nắp 4x 1uF (0603)
• 7x 100nF nắp (0603)
• Nắp 4x 22uF (0805)
• 2x 10uF giới hạn (0805)
• 1x 4, 7uF Tantalcap (3216A)
• Điện trở 1x 330 Ohm (0603)
• Điện trở 1x 500k Ohm (0603)
• Điện trở 3x 5k Ohm (0603)

Khi bạn quyết định sử dụng bộ điều hợp lập trình, thì bạn cũng cần có chân cắm.

Một cái gì đó như thế này: Pogo Pins

Đường kính phải là 2 mm và chiều dài 3 mm. Sau đó, chúng nằm gọn bên trong các lỗ và kết nối với PCB một cách hoàn hảo.

Bước 2: Vỏ in 3D

Vỏ được thiết kế trong Autodesk Fusion360. Tôi đã làm tất cả các bước trong đó, vỏ, thiết kế bộ điều hợp cho các chân pogo và cả hình dạng cơ bản của PCB!

Có một chức năng xuất và cộng tác tuyệt vời trong Fusion360 và Eagle, vì vậy bạn có thể kéo và đẩy các thay đổi của PCB từ chương trình này sang chương trình khác.

Tìm ra, cách này hoạt động bằng cách xem một video trên youtube:

Hình dạng PCB Fusion360

Tôi chọn cài đặt in của mình để ít phải làm hơn khi in hộp đựng. Mọi thứ được thiết kế để không có nhiều hỗ trợ và một bản in chất lượng tốt. Chỉ có công tắc nguồn cần một số hỗ trợ, nhưng nó thực sự rất nhỏ. Tốt hơn là nên in nó bằng Brim.

• Lớp 0,15
• Độ dày của tường 2
• Đổ 20%

Bước 3: Bố cục PCB

Bố cục PCB không có độ phức tạp cao. Tất cả các bước được thực hiện với Autodesk Eagle.

Có một số mô-đun cơ bản dựa trên:

• ATmega328P dựa trên Arduino Nano
• Hai bóng bán dẫn BSS138 để chuyển mức
• Ba đèn LED WS2812b
• Quản lý pin và mạch nguồn
• gia tốc kế
• khả năng hàn một đầu pin 3x1 trên bo mạch để kết nối nối tiếp

Bước 4: Hàn

Khi bạn hàn cái này bằng lò nung lại, bạn sẽ dễ dàng hơn rất nhiều để tạo khuôn hoặc mua nó. Nếu không bạn sẽ mất rất nhiều thời gian để dán miếng hàn vào các miếng đệm. Bạn nên sử dụng lò nung nóng lại.

Vui lòng sử dụng keo hàn ở nhiệt độ thấp, vì đèn LED có thể bị hỏng khi nhiệt độ cao. Đây là một bài học khó đối với tôi và việc xử lý đèn LED này không phải là điều thú vị.

Làm thế nào để áp dụng hàn dán trên pcbs?

Ngoài ra đây là một video hữu ích từ youtube: Làm thế nào để áp dụng hàn dán

Sau khi dán keo hàn, bạn phải đặt các bộ phận vào đúng vị trí. Tôi nhận thấy rằng việc đặt các bộ phận sẽ dễ dàng hơn nhiều bằng cách bố trí với các giá trị bộ phận. Vì vậy, tôi đã tạo ra PCB với các giá trị của các bộ phận và bạn có thể tải xuống. Khi một phần không rõ ràng, xin vui lòng cho tôi ngay bây giờ.

LED7 = xanh lục

LED3 = xanh lục

LED4 = màu cam

Khi đặt các IC, hãy chú ý đến các ký hiệu trên gói! Hàn sai cách có thể làm hỏng bo mạch và linh kiện của bạn!

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Sau khi hàn trong lò nung lại, bạn phải hàn 4 điểm gắn của cổng micro USB, nếu không nó sẽ bị gãy và có thể làm hỏng các dấu vết PCB của bạn.

Bước 5: Lập trình bảng của bạn

Đối với bước này, bạn cần:

• USBTinyISP
• Dây điện và mỏ hàn
• Ghim Pogo (tùy chọn)
• Bộ điều hợp in 3D để lập trình (tùy chọn)
• Arduino IDE

Để lập trình Atmega trên pcb, bạn cần có Trình lập trình USBTinyISP. Chỉ có thể lập trình bộ điều khiển vi mô với Giao diện ISP. Không có bộ chuyển đổi USB sang nối tiếp trên pcb, vì vậy không thể lập trình bằng cổng micro USB.

Ở phía dưới cùng của pcb, bạn có thể thấy các testpad với các ký hiệu khác nhau cho Giao diện ISP. Hiện có hai lựa chọn, hàn dây vào miếng đệm này hoặc sử dụng chân pogo để kết nối với chúng.

Trong trường hợp của tôi, tôi đã sử dụng một số chân pogo vì tôi xây dựng nhiều hơn một. Bạn có thể tìm thấy bộ điều hợp dưới dạng tệp.stl để in và lấy đúng vị trí cho các chân pogo.

Sau khi kết nối lập trình viên qua giao diện ISP với pcb, bạn có thể khởi động Arduino IDE.

LƯU Ý: Vi điều khiển sẽ không xuất hiện dưới dạng cổng nối tiếp trong Arduino IDE !

Sửa đổi cài đặt của bảng của bạn theo các công cụ:

• Chọn "Arduino Nano" làm bảng Arduino của bạn
• Không chọn bất kỳ cổng nào!
• Thay đổi lập trình viên thành "USBtinyISP"

Có một cái nhìn vào các hình ảnh.

Bây giờ bạn đã sẵn sàng để lập trình ATmega!

1. Ghi Bootloader
2. Lập trình

Đầu tiên, bạn phải ghi bộ nạp khởi động. Bước này sẽ đốt cháy các cầu chì và cho phép bộ điều khiển vi mô nhớ đó là ai. Đối với điều này, hãy chọn trong Arduino IDE dưới "công cụ" -> "Ghi bộ nạp khởi động".

Trong khi đó, đèn LED7 trên PCB sẽ hiển thị hành vi nhấp nháy. Sau khi ghi thành công, đèn LED nhấp nháy với tần số cố định. Xin chúc mừng, bảng của bạn đã sẵn sàng.

Bước 6: Lắp ráp và chức năng

Lắp ráp

Khi tất cả các bộ phận được in và pcb được lập trình thành công, bạn có thể lắp ráp Khối lập phương. Đối với bước này, bạn cần keo. Do kích thước nhỏ nên nó đang thử nghiệm với các khớp nối vừa vặn, nhưng tôi không có đủ thời gian cho đến Giáng sinh. Quyết định gắn kết nó với nhau cũng tốt.

Để lắp ráp, xin vui lòng xem các hình ảnh. Họ cũng đang hiển thị từng bước.

1.) Kết nối pin với PCB, đôi khi việc lắp pin trước vào đế sẽ dễ dàng hơn.

2.) Chèn PCB vào đế. PCB chỉ phù hợp ở một vị trí, vì vậy không có khả năng đặt nó sai cách. Bạn có thể sửa chữa PCB bằng một ít keo nóng, vì gia tốc kế đang hoạt động tốt hơn, vì PCB không có tiếng kêu.

3.) Đặt vào công tắc trượt. Để kiểm tra xem công tắc có được lắp đúng cách hay không, bạn có thể bật và tắt công tắc.

4.) Lấy một ít keo dán vào cạnh của đế, phần này sẽ nằm bên trong của Khối lập phương. Chú ý không để keo công tắc trượt. Bạn không cần nhiều keo.

5.) Kết nối đế và Lightcube với nhau và trong khi keo đang khô, hãy đặt vật nặng lên nó.

6.) Khi keo khô, hãy sạc pin và tận hưởng:)

Chức năng

Khi keo khô và bạn có thể sử dụng Khối lập phương của mình, đây là các chức năng cơ bản:

• Đang sạc - Đèn LED màu cam khi đang sạc
• Đang sạc - Đèn LED xanh khi sạc xong
• Trượt công tắc để bật / tắt MagicCube
• Nhấn một lần để thay đổi màu sắc
• Nhấn hai lần để tắt đèn LED
• Bạn có thể chạm vào bàn hoặc bàn nơi MagicCube đứng trên
• Chúc vui vẻ

Về nhì trong Cuộc thi Make it Glow 2018