بطاقة عمل دوت ماتريكس: 8 خطوات (بالصور)

2024 مؤلف: John Day | [email protected]. آخر تعديل: 2024-01-30 07:42

إذا لم تكن بطاقة عمل المصباح اليدوي الخاصة بي متطورة بما يكفي بالنسبة لك ، فماذا عن بطاقة بها شاشة عرض رسومية كاملة يمكن تخصيصها لعدد من رسائل التمرير؟ يمكن تصنيع هذا الجهاز بكميات تكلفته حوالي 5 دولارات ، ويكون أغلى قليلاً إذا كنت تصنع القليل منها. لن أمزح أن هذا تصميم سهل الصنع - لا تجربه إلا إذا كانت لديك مهارات لحام جيدة جدًا وبعض الخبرة في مجال الإلكترونيات. بعض المكونات هنا أصغر من حبات الأرز ، لذا سيكون من المفيد أن تتمتع ببصر جيد أيضًا! مثل بطاقة المصباح ، فهي دليل على المفهوم أكثر من كونها شيئًا يمكنك إنتاجه بكميات كبيرة ، ولكنها على الأقل قد تعطيك فكرة عما يمكن تحقيقه ، وأين قد تكون بطاقات العمل في غضون بضع سنوات فقط.

الخطوة 1: حول التصميم

هذا هو نوع البطاقة الذي يناسب الأعمال التجارية عالية التقنية ، أو أولئك الذين شاركوا في عقود عالية القيمة ، حيث تكون الصورة المبتكرة مهمة للغاية. لن أقترح أبدًا أنها ستحل محل بطاقة العمل التقليدية ، ولكن لإثارة إعجاب هذا العميل المحتمل المهم للغاية ، سيكون هناك أكثر من بضع شركات يسعدها إنفاق بضعة دولارات إضافية. مثل بطاقة المصباح ، الهدف هو تصميم بطاقة عمل لا يستطيع الناس التخلص منها! التصميم بسيط جدًا حقًا لما يفعله - مصفوفة من 5x15 LEDs ، متصلة بشريحة واحدة "PIC" متحكم. عدد قليل من المقاومات والمفاتيح يكمل التصميم (تخطيطي متوفر أدناه). من خلال الاحتفاظ بالمتحكم الدقيق في وضع السكون ما لم يتم الضغط على الأزرار ، يمكن أن تدوم البطارية عدة سنوات ، ولا تزال تسمح ببضعة آلاف من عرض رسائلك.

الخطوة الثانية: ما تحتاجه

• بطارية CR2032 واحدة (حصلت عليها مقابل حوالي 16 سنتًا على موقع ئي باي عندما اشتريت 100)
• حامل بطارية CR2032 واحد (استخدمت الجزء 18-3780 من www.rapidonline.com. يكلف هذا حوالي 14 سنتًا بكميات 100 - هذه نوع شائع من الحامل يجب أن تكون قادرًا على العثور عليه في أماكن مثل www.mouser.com إذا كنت على الجانب الآخر من المحيط الأطلسي بالنسبة لي!)
• واحد PIC16F57 (رمز الطلب 1556188 من www.farnell.com - هذه تكلفة 66 سنتًا لكل منها بكميات تزيد عن 100 - مرة أخرى ، يمكنك العثور عليها على www.mouser.com)
• أربعة مفاتيح تثبيت سطحية (الجزء 78-1130 من www.rapidonline.com بسعر 20 سنتًا لكل منها)
• بعض المقاومات والمكثفات المتنوعة في حزمة تثبيت السطح "0805" - ستحتاج إلى مقاومات 5x100 أوم ، ومقاومات 2x10k ، ومقاوم 1x47k ، ومكثف 1x47p ، ومكثف 1x100n - أي من الموردين المذكورين أعلاه لا يفعلون ذلك ، وهم لا يكلفون شيئًا تقريبًا!
• 75x "0603" LEDS - ساطعة قدر الإمكان ، ورخيصة قدر الإمكان! لقد استخدمت العنصر 72-8742 بسعر 6 سنتات لكل من Rapid ، ولكن مرة أخرى ، يجب أن تكون قادرًا على الحصول عليها من الموردين الآخرين. من حيث الكمية ، يمكنك تخفيضها إلى حوالي 3 سنتات لكل منها.
• بعض الشريط اللاصق الرغوي على الوجهين يكون أكثر سمكًا قليلاً من البطارية التي تستخدمها - كان سمك لي 4.5 مم)
• لوحة دوائر مطبوعة (PCB) للمشروع - تعليمات إنتاج لوحة خاصة بك خارج نطاق هذه المقالة ، ولكن قد تحقق بعض النجاح مع تقنية الحديد أو التصوير الفوتوغرافي (تقنيتي المفضلة). يمكنك العثور على إرشادات حول كيفية صنع لوحات الدوائر المطبوعة الخاصة بك في مكان آخر على التعليمات والمواقع الأخرى. يتم نسخ تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور أدناه في ملف PDF إذا كنت تريد أن تجرب بنفسك.

ستحتاج أيضًا إلى مكواة لحام (بالإضافة إلى لحام) ، وسكين قطع ، وبعض الرذاذ اللاصق ، وطريقة لطباعة الجزء الأمامي من بطاقتك - يمكنك استخدام الليزر الملون أو النافثة للحبر. لقد طبعت على فيلم شفاف OHP. ستحتاج أيضًا إلى طريقة لبرمجة وحدة التحكم الدقيقة PIC. أستخدم PICKit2 وهو رقم الجزء 579-PG164120 من www.mouser.com ، ومتوفر بحوالي 35 دولارًا. يمكن دفع شريط من دبابيس PCB مقاس 5 × 0.1 بوصة (مثل 22-0510 من Rapid) إلى المبرمج ليكون بمثابة واجهة مع اللوحة.

الخطوة الثالثة: اللحام يبدأ

قم بلحام المكونات على السبورة ، بدءًا من الأصغر أولاً (راجع الصور). يعتبر زوج من الملقط مفيدًا هنا - عن طريق وضع نقطة من اللحام على وسادة ، ثم إعادة صهرها أثناء وضع المقاومات أو المكثفات بالملاقط ، يمكنك إضافة هذه المكونات الصغيرة بدقة. لا يهم الطريقة التي تسير بها هذه المكونات ، ولكن الأمر يتعلق بالموافقة المسبقة عن علم (التي يجب أن تقرأ مع الكتابة بالطريقة الصحيحة كما هو موضح في هذه الصور) ، ويجب أيضًا وضع مصابيح LED بالطريقة الصحيحة. من الصعب معرفة الاتجاه الذي يجب أن تدور حوله باستخدام مصابيح LED - يجب أن يكون التوصيل العلوي هو الموجب (أو "الأنود"). يمكنك معرفة ذلك من خلال الرجوع إلى ورقة البيانات الخاصة بمؤشر LED - عادةً ما يتم تمييز أحد هذين العميلين المحتملين بطريقة ما. تتمثل الطريقة الأسهل في بعض الأحيان في اختبار أحدها عن طريق توصيل سلكين ببطارية صغيرة بجهد 1.5 فولت ، ثم لمس الخيوط الموجودة في نهايات مصابيح LED - إذا كان هذا هو الطريق الصحيح ، يجب أن ترى توهجًا ، ولكن إذا كنت تستخدم بطارية واحدة بجهد 1.5 فولت ، فستكون باهتة للغاية ، لذا سيتعين عليك مراقبتها بعناية. مرة أخرى ، لا يوجد برنامج تعليمي حول اللحام ضمن نطاق هذه المقالة - لقد حذرتك من أن هذا ليس مشروعًا مبتدئًا ، لذلك لا تجعل هذا المشروع هو أول مشروع لك في اللحام المثبت على السطح! لاحظ أن مصابيح LED ملحومة مبدئيًا فقط على الرصاص السفلي - سنستخدم بعض الأسلاك لاحقًا لتوصيل خيوطها العليا.

الخطوة 4: لوحة مخصصة مزدوجة الجوانب

ضع بعض الشرائط الدقيقة من `` الشريط غير المرئي '' لأسفل على طول آثار PCB العمودية بجوار كل عمود من مصابيح LED - سيؤدي ذلك إلى إيقاف الأسلاك التي نحن على وشك اللحام بها ، وبعد ذلك ، قم بلحام بعض الأسلاك النحاسية الدقيقة على طول الجزء العلوي من كل صف من المصابيح ، للوصول إلى المقاوم كما في الصورة. لاحظ أنك ستحتاج إلى أربعة أسلاك فقط - لن تكون هناك حاجة إلى السلك العلوي إذا كنت تستخدم تخطيط ثنائي الفينيل متعدد الكلور الوارد في هذه المقالة ، لأنه يستخدم تتبع ثنائي الفينيل متعدد الكلور لتوصيل المكونات.

الخطوة الخامسة: البرمجة

الخطوة التالية هي وضع برنامج الاتصال في الشريحة. إذا كنت قد اشتريت مبرمج PIC Kit 2 ، فإنه يحتوي على كل ما تحتاجه معه. قم بتنزيل ملف MatrixCode.zip من هذه الصفحة ، وقم بفك ضغطه ووضعه في دليل في مكان ما على جهاز الكمبيوتر الخاص بك - ثم من داخل MPLAB IDE ، انتقل إلى قائمة "المشروع" ، وحدد "فتح" ، وانتقل إلى "الرئيسي". asm ". قم بتغيير الرسائل المخزنة (حول السطر 115 في الكود) إلى تفاصيل الاتصال الخاصة بك بدلاً من تفاصيل الاتصال الخاصة بي (!) - يتم توضيح الرسائل بسلسلة من '1s و' 0 - يعني الرقم '1' أن مؤشر LED قيد التشغيل. إذا نظرت عن كثب ، فسترى اسمي مكتوبًا بعلامة 1. (قد تحتاج إلى إدارة رأسك 90 درجة لترى هذا!) لديك الحرية الكاملة في صنع شخصياتك أو رموزك ، لذلك يمكنك ، على سبيل المثال ، رسم متحرك بسيط لسيارة تتحرك إلى اليسار إذا أردت. لاحظ أن هناك أربع رسائل - واحدة لكل زر - ستحتاج إلى تحديد طول كل رسالة من خلال تحديد عدد الأعمدة التي تتناولها في تعريفات 'MSG1LEN، MSG2LEN …'. انتقل إلى قائمة "المشروع" مرة أخرى ، وحدد "Quickbuild" - تحقق من عدم وجود أخطاء ، ومن ثم تصبح جاهزًا للبرمجة. أستخدم أسلوبًا بسيطًا لإدخال شريط مقطوع مكون من 5 دبابيس من شريط من دبابيس رأس 0.1 بوصة في المبرمج ، ثم مجرد لمس 5 دبابيس أثناء البرمجة. هذا أمر صعب بعض الشيء ، ولكن مثل المسح أو دورة البرنامج لا يستغرق الأمر أكثر من ثانية أو نحو ذلك ، ويمكن التحكم فيه تمامًا. يجب أن يتماشى السهم الموجود على طرف طرف المبرمج مع الدبوس العلوي لـ PCB (ليس كما هو موضح في هذه الصورة - WHOOPS!) إذا كنت تقوم بالتجربة ، فإن الأمر يستحق قم بلحام الشريط المكون من 5 دبابيس على اللوحة حتى تنتهي من التغييرات. عندما تكون جاهزًا للبرمجة ، سيتعين عليك استخدام الأداة المساعدة "PICKIT2" المنفصلة المرفقة مع المبرمج ، لسبب ما ، لا يعمل MPLAB IDE دعم برمجة PIC16F57 مباشرة. للقيام بذلك ، تحتاج إلى تحديد عائلة PICs ("الخط الأساسي") ، والجزء المحدد (16F57) ، قبل تحميل ملف Hex الذي تم إنشاؤه في الخطوة السابقة ، ثم أخيرًا برمجة الشريحة إذا نجح كل شيء ، يجب أن تكون قادرًا على إدخال البطارية (posi tive side) ، واضغط على أحد الأزرار لرؤية رسالتك تتحرك على طول!

الخطوة 6: الإنهاء

لتغليف النموذج الأولي ، قمت بتطبيق شريط رغوي مزدوج الوجه على اللوحة ، وقلبته رأسًا على عقب ، ثم قطعت الزائد. ثم قمت بعد ذلك بطباعة التراكب الرسومي على ورقة شفافية OHP. من خلال قلب الورقة وإرفاق ملصق طابعة أبيض ، يمكنك الحصول على الرموز الواضحة على الشفافية لتظهر باللون الأبيض. لقد أرفقت أيضًا ورقة من مادة البولي بروبيلين السميكة (مصنوعة كغطاء للوثائق الملزمة) بالتراكب باستخدام بعض الرذاذ اللاصق قبل إرفاقها بالجزء الأمامي من البطاقة وتقليم الفائض. إذا أردت استخدام نفس الرسم الخاص بي ، فهو متاح أيضًا في هذه الصفحة كملف PDF.

الخطوة 7: المنتج النهائي

المنتج النهائي مبين أدناه. يمكنك الآن الاسترخاء ، المحتوى الذي لديك بطاقة العمل الأكثر تقدمًا في العالم (على الأقل حتى أقوم بإعداد البطاقة التالية التي سيكون لها شاشة OLED ملونة!)

الخطوة الثامنة: المستقبل

إذا أنتجت هذه تجاريًا ، فمن المحتمل أن أقوم بتغيير بعض الأشياء. أولاً ، سأغير خلية CR2032 إلى CR2016 لأن هذا أرق ، ثم أدرجها في مساحة مقطوعة في PCB. باستخدام مكونات صغيرة الحجم ، من المحتمل أن يتم تقليل سمك البطاقة إلى حوالي 1/8 من البوصة (بدلاً من 1/4 بوصة الحالية). باستخدام بعض بطاريات الأغشية الرقيقة الجديدة ، قد يكون من الممكن صنع بطاقة مرنة ، وإن كان ذلك بسعر أعلى. سوف يؤدي تراكب مطبوع باحتراف واستبدال مخصص لشريط الرغوة إلى رؤية البطاقات مجمعة بسرعة أكبر ، وتبدو أكثر نعومة أيضًا. بالطبع سيتم تصنيع ثنائي الفينيل متعدد الكلور بشكل احترافي أيضًا ، ويتم ملؤه بواسطة روبوت `` اختيار المكان ووضعه '' للسماح بالتجميع بسرعة أكبر. بعد ذلك ، أود العمل على إصدار عالي الدقة باستخدام شاشة OLED ملونة - فكر في الصور والرسوم المتحركة. السماء هي الحد الأقصى - يمكن وضع أي إلكترونيات تقريبًا في بطاقات العمل - الروابط اللاسلكية ، والمقاطع الصوتية الصوتية - إذا كان أي شخص مهتمًا باستخدام هذه الأفكار أو غيرها من الأفكار ذات الصلة تجاريًا ، فأخبرني بذلك - يمكنك الوصول إلي على info @ lightboxtechnology. com. في الجزء السفلي من هذه الصفحة قمت بتضمين ملف Eagle PCB لهذا المشروع. كن حذرًا من أنه إصدار مختلف قليلاً عن الإصدار الموضح في هذه التعليمات ، لذلك لن يكون مفيدًا كثيرًا ما لم تكن على دراية بـ Eagle ويسعدك إجراء بعض التعديلات لاستخدامك الخاص. التغييرات الرئيسية هي أنه على الوجهين (لا حاجة إلى مجموعة الشريط / الأسلاك في الخطوة 4) ، ونوع المفتاح له أثر مختلف قليلاً ، وأنا أستخدم نمطًا مختلفًا لتركيب البطارية. (بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في تجربته ، قمت بحفر ثقب 20 مم في وسط PCB ، ثم استخدمت قطعتين قطريتين من سلك الزنبرك على جانبي اللوحة للاحتفاظ بالبطارية ، لصنع بطاقة نهائية أرق بكثير).