حلقات NeoPixel مخصصة من الصفر!: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:40

تعد حلقات NeoPixel و NeoPixels بشكل عام من بين المكونات الإلكترونية الأكثر شيوعًا للصانعين من جميع الأنواع. لسبب وجيه أيضًا ، مع وجود دبوس واحد من أي متحكم Adafruit شائع يجعل إضافة مصابيح LED ورسوم متحركة رائعة لأي مشروع أمرًا سهلاً للغاية.

لسوء الحظ ، فهي باهظة الثمن إلى حد ما ، وتبيع Adafruit أربعة أحجام فقط. ما لا يدركه العديد من المصنّعين هو أن NeoPixel هو ببساطة علامة Adafruit لبضعة شرائح LED متطابقة تسمى WS2812 و WS2811 و SK6812 على التوالي. كل ما تفعله Adafruit يأخذ الرقاقة ويضعها على لوحة الدوائر ، ويتقاضى علاوة كبيرة بجانبها. لا حرج في قيام Adafruit بهذا لأنه يجعل NeoPixels متاحًا للجميع ، ولكن إذا كان على المرء أن يجعل الألواح بأنفسهم ببساطة ، فيمكن للمرء أن يصنع أشكالًا مخصصة من أي حجم أو تصميم بحوالي 15 ٪ من تكلفة نماذج Adafruit (مقابل 24 حلقة LED) (3 دولارات). والأهم من ذلك ، لا يمكن أن تكون بأي حجم تحتاجه! على الرغم من ذلك ، لا يبدو أن أي شخص قد أنشأ دليلًا للقيام بذلك بالضبط.

لذلك ، عندما احتجت إلى حلقة مركبة مخصصة لمشروع Samus Arm Cannon الذي أعمل به (قريبًا) ، أدركت سبب عدم توثيق العملية.

في هذا البرنامج التعليمي ، سأوضح لك بالضبط كيف صنعت هذا الخاتم المخصص ، وكيف يمكنك صنع خاتم خاص بك.

الخطوة الأولى: ما سوف تحتاجه:

ضروري دائمًا بغض النظر عن الطريقة:

• ws2128b LEDs (NeoPixels)
• 1uf Caps (1 لكل مصباحين) (اختياري تقنيًا)
• عجينة لصق
• الجريان (موصى به ولكنه اختياري)

بندقية الهواء الساخن

إذا اخترت تصنيع اللوح الخاص بك بشكل احترافي ، فهذا كل ما تحتاجه. ومع ذلك ، إذا اخترت بدلاً من ذلك تصنيع اللوحة الخاصة بك باستخدام طريقة نقل الحبر ، فستحتاج أيضًا إلى المكونات التالية. أنا شخصياً لم أستخدم طريقة نقل الحبر ، ولكن طريقي خارج نطاق هذا البرنامج التعليمي. أخطط لنشر برنامج تعليمي حول كيفية صنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بالضبط ، لذا احترس من ذلك!

لوحة محلية الصنع (طريقة نقل الحبر):

• مجلس النحاس يرتدون
• كلوريد الحديديك
• ورق ثنائي الفينيل متعدد الكلور
• طابعة ليزرية
• فيلم قناع اللحام (اختياري لقناع اللحام)
• مصدر الأشعة فوق البنفسجية (اختياري لقناع اللحام)
• الشفافية (اختياري لاستنسل اللحام)
• محطة عمل دريميل

إليك جميع ملفاتي ، ومكتبات diptrace ، والنماذج.

بالنسبة لأولئك الذين يتساءلون كيف يقارن السعر بشكل سيء بحلقة Adafruit 24 LED التي تكلف 17 دولارًا + الشحن التكلفة لكل LED: Adafruit: 17/24 = 0.70 دولار. HyperIon: 7/100 = 0.07٪

التكاليف الإضافية: Adafruit: (4 دولارات) الشحن ، Hyperion: 1 دولار (لوح نحاسي) + 0.50 دولار (كلوريد الحديديك) (شحن مجاني)

المجموع: Adafruit: 21 دولارًا ، HyperIon: 3.18 دولارًا

كما ترى أنها أرخص بكثير ، تكلفة 15٪. حتى إذا تجاهلت الشحن ، فإن إصدار HyperIon يصل إلى 3.18 دولار فقط ، وهو ما يمثل توفيرًا هائلاً في التكلفة مقارنة بـ 17 دولارًا.

الخطوة 2: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور - الجزء الأول! وضع LED

الخطوة الأولى في إنشاء أي شكل من أشكال NeoPixel هي وضع المصابيح. لقد أنشأت مستند Excel مفيدًا صغيرًا يمكنك استخدامه لأي تصميم تريد اتباعه.

ما عليك سوى إدخال عدد مصابيح LED ، والنسبة المئوية للحلقة التي تريد تغطيتها ، ونصف القطر ، ويقوم تلقائيًا بإنشاء إحداثيات الموضع والزاوية التي يجب أن تضع بها مصابيح LED الخاصة بك. يمكنك بعد ذلك الانتقال إلى DipTrace أو ExpressPCB أو EaglePCB الأكثر شيوعًا وإدراج الإحداثيات في خصائص المكونات الخاصة بك. لقد استخدمت DipTrace شخصيًا ويمكنك العثور على جميع المكونات والمكتبات الخاصة بي في قسم المكونات.

بالنسبة لهذا المشروع ، اخترت استخدام حلقتين نصف قطرهما 34 و 24 ملم. كان نصف القطر الخارجي 20 بكسل ونصف القطر الداخلي 6.

* المكافأة * إذا كان برنامج CAD الذي تستخدمه (مثل DipTrace) لا يسمح بوضع دائرة بنقطة مركزها ، ارسم خطين عبر قطر نصف القطر الخارجي ونصف القطر الداخلي. قم بمحاذاة التقاطعات مع بعضها البعض وأعد تعريف ذلك على أنه أصلك. الآن لديك لوحة متحدة المركز تمامًا!

الخطوة 3: تصميم ثنائي الفينيل متعدد الكلور - الجزء الثاني! التوجيه والمكثفات

الخطوة التالية في صنع لوحة الدوائر المطبوعة هي إجراء اتصالاتك بين مصابيح LED الخاصة بك. يحتوي كل من NeoPixels على لوحة إدخال بيانات واحدة ولوحة إخراج بيانات واحدة. قم أولاً بإنشاء سلسلة طويلة تبدأ بالبكسل الأقرب إلى المكان الذي تخطط لوضع دبابيس الواجهة الخاصة بك فيه ، والانتقال من دبوس إخراج البيانات لبكسل واحد إلى دبوس إدخال البيانات الخاص بالبكسل التالي.

بعد ذلك ستحتاج إلى توجيه القوة والأرض. أسهل طريقة توصلت إليها للقيام بذلك هي استخدام مجموعة من الدوائر وأشباه الدوائر ، أربعة في المجموع ، بالتناوب بين القوة والأرض وأنت تتحرك للخارج من الأصل. هذا يجعل من السهل إنشاء اتصال "وصلة مرور" صغير كما هو مناسب لتوصيل الأسلاك يدويًا كل منذ LED معًا ، مرتين. يمكن بعد ذلك ربط زوجين من الدوائر / أنصاف الدوائر معًا بالطريقة الأكثر ملاءمة. أخيرًا ، يضاف صب النحاس. يؤدي هذا بشكل أساسي إلى ملء كل المساحة الإضافية "بالأرض" ، والتي لها مزايا متعددة بما في ذلك سهولة التصنيع في المنزل.

ستحتاج أيضًا إلى تثبيت مكثف واحد تقريبًا.1 فائق التوهج بين الطاقة والأرض بين كل مجموعة من اثنين من مصابيح LED. توصي الشركة المصنعة بواحد لكل LED ، ولكن من المحتمل أن يتم استخدام واحد لكل اثنين ويستغرق وقتًا طويلاً في اللحام. هذه ليست ضرورية لوظيفة الجهاز ، فهي تعمل ببساطة على تحسين العمر الافتراضي لمصابيح LED ، بحيث يمكن تجاهلها إذا لزم الأمر.

الخطوة 4: النقش على لوحة الدوائر المطبوعة

لإكمال هذه الخطوة لديك خياران:

التصنيع المهني:

إذا لم تكن قد صنعت ثنائي الفينيل متعدد الكلور مطلقًا ولا تهتم باكتساب المهارة للقيام بذلك ، فهذا ما أوصي به. من خلال تصنيع اللوحة الخاصة بك بشكل احترافي ، فإن صعوبة هذا المشروع تنتقل من المستوى المتوسط إلى المستوى المبتدئ. سيضمن لوحتك أن تكون عالية الجودة ، وتأتي مع قناع لحام ، وقد تأتي مع استنسل لحام.

ثنائي الفينيل متعدد الكلور محلي الصنع:

هذا هو الخيار لأولئك الذين يرغبون حقًا في تحسين مهاراتهم وتعزيز قدراتهم الشخصية. إنه أيضًا خيار لأولئك الذين يعملون في النماذج الأولية عالية السرعة والذين يخفضون التكاليف حقًا. كانت القدرة على صنع مركبات ثنائي الفينيل متعدد الكلور الخاصة بي واحدة من أكبر مزاياي على مر السنين وأنا أوصي بها بشدة لأي شخص مهتم. لقد طورت أسلوبي الخاص لصنع ثنائي الفينيل متعدد الكلور (انظر قناتي لمعرفة كيفية القيام بذلك) وهو خارج نطاق هذا البرنامج التعليمي قليلاً ويتطلب معدات لا يستطيع معظم المبتدئين تحمل تكلفتها. لذلك ، أوصي بدلاً من ذلك بطريقة نقل الحبر باستخدام منتج يسمى PressN'Peel. إنها سهلة إلى حد ما ، والمعدات الوحيدة التي ستحتاجها والتي ليس بالضرورة أن يكون لدى الجميع هي طابعة ليزر رخيصة. تحقق من البرنامج التعليمي clacktronics-uk لمزيد من التفاصيل!

العملية الأساسية هي كما يلي:

1. نظف لوح النحاسي النحاسي.
2. اطبع تصميمك على Peel n 'Stick باستخدام طابعة ليزر.
3. قم بكي التصميم من Peel n 'stick على السبورة النحاسية
4. ضع اللوح في كلوريد الحديديك حتى يتم حفره.
5. نظف مسحوق الحبر

قناع اللحام (اختياري):

قناع اللحام هو غطاء يحمي اللوح الخاص بك في جميع الأماكن ولكن حيث يحتاج اللحام إلى الذهاب. هذا يجعل اللحام أسهل قليلاً ولكن الأهم من ذلك أنه يحسن بشكل كبير من زهد السبورة. إذا لم يتم تصنيع اللوحة الخاصة بك ، فقد ترغب في إضافة واحدة ، ولكن هذا ليس ضروريًا تمامًا. أنا شخصياً أجد هذه العملية سهلة للغاية وأوصي بها بشدة. مرة أخرى ، سأنتقل إلى العملية الأساسية فقط حتى تعرف ما الذي ستدخل فيه. تحقق من البرنامج التعليمي cpeniche لمزيد من التفاصيل!

هذه العملية هي على النحو التالي:

1. اطبع تصميم لوح الألواح على قطعة من الشفافية.
2. قشر وألصق فيلم قناع اللحام على السبورة المحفورة.
3. قم بكي / صفيح الفيلم حتى يلتصق جيدًا.
4. قم بمحاذاة الشفافية مع السبورة وقم بالشريط اللاصق.
5. تعريض الفيلم لمصدر للأشعة فوق البنفسجية (تعمل مجففات طلاء الأظافر)
6. نظف اللاصقات غير المكشوفة
7. فضح حتى الشفاء.

الخطوة 5: استنسل لصق اللحام! (اختياري)

إذا كان لديك وصول إلى قاطع الليزر ، ففكر في تصنيع استنسل معجون اللحام بنفسك. إنها تسمح لك بتجنب الجهد الشاق المتمثل في وضع القليل من معجون اللحام ببطء على كل دبوس فردي. ما عليك سوى تحميل تصميم الوسادة في برنامج القاطع بالليزر وقصه من قطعة من شفافية الطابعة. لقد وجدت أيضًا أن ورقة تغليف تعمل أيضًا. يعمل هذا بشكل جيد للغاية وينتج طبقة تقريبًا بنفس سمك الإصدارات الاحترافية. في رأيي ، إنها في الواقع أفضل بكثير لأنها مرنة وشفافة ، مما يجعلها أسهل بكثير في الاستخدام من إصدارات الفولاذ المقاوم للصدأ.

لم أكن الشخص الذي توصل إلى هذه الطريقة ولكن لم أر أي شخص يوثقها عبر الإنترنت ، وهو ما أجده مفاجئًا.

الخطوة 6: تشكيل اللوحة

لإحضار اللوحة إلى شكلها النهائي ، يجب أن تبدأ بقطع قدر ما تستطيع بأمان باستخدام عجلة قطع dremel. لقد استخدمت إعداد محطة عمل dremel أفقيًا مع الشفرة فوق صندوق من الورق المقوى كمنشار مؤقت للطاولة.

يمكنك بعد ذلك البدء في حفر الفتحة المركزية. استخدم أكبر مثقاب لديك لجهاز dremel الخاص بك و "الجبن السويسري" ببطء في طريقك حتى تقطع قسمًا كبيرًا بما يكفي لتناسب قطعة الطحن. يمكنك بعد ذلك استخدام لقمة الطحن هذه لإعادة اللوحة إلى شكلها النهائي.

الطريقة التي يتم بها حفر اللوحة هي عبارة عن حلقة رقيقة من الألياف الزجاجية فقط حول حافة اللوحة ، مباشرة قبل أن تطحن إلى هذه النقطة ، سيتم إطلاق الجزء الأخير المتبقي من النحاس. عندما لا يتم طحن آخر قطعة من النحاس بعد الآن. من خلال الاعتماد على هذه العلامة ، فإنه يسمح لك بعمل قطعة متسقة ودائرية للغاية (بافتراض أنك لم تفسد النقش كما فعلت ووضعت النموذج قريبًا جدًا من الحائط). قم بإنهاء القطر الخارجي بنفس الطريقة.

يجب عليك أيضًا حفر ثقوب البيانات في اتصالات 5 فولت والأرضية. تعمل بتات dremel الصغيرة (.7 مم) بشكل رائع لهذا الغرض.

الخطوة 7: اللحام

في رأيي ، يعد هذا مشروعًا رائعًا لشخص يريد أن يتعلم كيفية الدخول في عملية لحام السطح. جميع المكونات المهمة كبيرة الحجم ، ومقاومة للحرارة ، والوسادات متباعدة عن بعضها البعض. من الصعب جدًا الفوضى وهي طريقة رائعة لبناء الثقة في لحام سطح التركيب دون الحاجة إلى العبث بمكونات صغيرة جدًا.

من أجل لحام NeoPixels على لوحتك ، تحتاج أولاً إلى إيداع كمية صغيرة جدًا من معجون اللحام في كل وسادة باستخدام حقنة أو استنسل. إذا كان لديك استنسل ، فقم ببساطة بنشر نقطة من معجون اللحام حول الاستنسل مثل طبقة رقيقة من الزبدة على الخبز المحمص حتى يتم تغطية جميع الفوط. أنت لا تحتاج بقدر ما تعتقد ، فقط استمر في الانتشار.

بعد ذلك ، سترغب في وضع مكوناتك على لوحك. طالما أن كل وسادة تلامس نقطة اللحام ذات الصلة ، فأنت قريب بما فيه الكفاية. يحتوي معجون اللحام على هذه الخاصية السحرية حيث أنه عندما يتحول إلى منصهر فإنه يسحب المكون في مكانه تقريبًا في كل مرة.

إذا كنت غير آمن للغاية بشأن مهاراتك في اللحام ، فيمكنك إما تغيير مكثفات 0603 إلى تنسيق أكبر أو تخطيها تمامًا. إنها تزيد من عمر NeoPixel ، لكن ما لم تكن تستخدم هذا كمصدر للضوء ، فمن غير المحتمل أن ترى أحدًا يحترق. ومع ذلك ، أوصي بشدة بتثبيتها ، ببساطة لأن المهارة ذات قيمة.

من حيث اللحام في الواقع ، لا يمكن أن يكون أسهل. ما عليك سوى قضاء حوالي دقيقتين في التسخين المسبق للوح الخاص بك بمسدس الهواء الساخن ثم التركيز بشكل أكبر على المنطقة حتى يتدفق كل شيء. يمكنك معرفة وقت إعادة تدفقه لأن اللحام يتحول إلى لمعان وعادة ما يقوم المكون "بالتذبذب" قليلاً في مكانه.