Wizytówka z ekranem dotykowym: 8 kroków (ze zdjęciami)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Z wykształcenia jestem inżynierem mechanikiem, ale dzięki wieloletnim projektom obejmującym obwody i mikrokontrolery rozwinąłem również umiejętności w zakresie elektrotechniki i programowania. Ponieważ pracodawcy będą oczekiwać, że mam umiejętności w zakresie inżynierii mechanicznej ze względu na mój dyplom, postanowiłem zrobić wizytówkę, która zaprezentuje moje umiejętności EE i programowania. Rozważałem szereg opcji, od specjalnie zaprojektowanej płytki drukowanej z moim nazwiskiem i danymi kontaktowymi oraz kilkoma przydatnymi tabelami referencyjnymi, po płytkę z tym i małym obwodem latarki LED, ale ostatecznie wybrałem najbardziej dopracowane rozważałem opcję, czyli wizytówkę z Arduino i ekranem dotykowym, który pozwalałby komuś przewijać różne informacje o mnie. Jest wprawdzie bardzo skomplikowany i kosztowny jak na wizytówkę, ale z możliwych projektów, które rozważałem, jest z pewnością najfajniejszy, a także najprzyjemniejszy do zaprojektowania i wykonania.

Krok 1: Wymagane części i materiały

Składniki:

Karta MicroSD (opcjonalnie, załadowałem swoje CV i portfolio na kartę MicroSD włożoną do ekranu LCD)

Niestandardowa tablica nośna

Kołki nagłówka

Ekran dotykowy Adafruit (P/N 2478)

Adafruit Pro Trinket 3.3V (P/N 2010)

Adafruit Push Button Power Control Board (P/N 1400)

Deska plecaka Adafruit Li-Ion/Li-Poly (P/N 2124)

Bateria Adafruit 150 mAh LiPo (P/N 1317)

Chwilowy przycisk Adafruit (P/N 3105)

Rezystor 2X 1.2K Ohm SMT 0805

1X Rezystor 220 Ohm SMT 0805

Materiały/narzędzia:

Szczypce do cięcia po przekątnej

Narzędzia do ściągania izolacji

Kabel microUSB

99% alkohol izopropylowy

Silikonowa powłoka konformalna

Pasta lutownicza

Pędzle

Stacja przeróbkowa na gorące powietrze

Lutownica

Krok 2: Projektowanie i produkcja PCB płytki nośnej

Tablica nośna została zaprojektowana w AutoDesk EAGLE i wyprodukowana przez firmę OSHPark. Niestety nie udało mi się stworzyć schematu obwodu wraz z projektem PCB, więc załączyłem plik.brd z EAGLE, aby płytkę można było łatwo zaimportować do EAGLE i edytować i / lub produkować.

Krok 3: Zlecenie budowy

Ponieważ niektóre komponenty po zainstalowaniu ograniczają dostęp do innych obszarów karty, zastosowałem określoną kolejność konstrukcji:

1. Przylutuj rezystory do montażu powierzchniowego.

2. Przylutuj płytki drukowane Adafruit.

3. Przycisk zasilania lutowania.

4. Przylutuj piny nagłówka ekranu LCD do płyty nośnej (nie lutuj jeszcze ekranu do pinów nagłówka).

5. Namocz PCB w 99% alkoholu izopropylowym i zetrzyj topnik. Przed kontynuowaniem poczekaj, aż PCB całkowicie wyschnie.

6. Przyklej i przylutuj akumulator Li-Ion.

7. Pomaluj silikonową powłokę konformalną po obu stronach PCB.

8. Przylutuj ekran LCD do kołków nagłówka. Usuń topnik z tych nowo lutowanych połączeń za pomocą bawełnianego wacika nasączonego 99% alkoholem izopropylowym.

9. Pomaluj silikonową powłokę konformalną na złączach lutowanych ekranu LCD i wzdłuż krawędzi płytki drukowanej ekranu LCD.

10. Naładuj i zaprogramuj kartę.

Krok 4: Lutowanie rezystorów do montażu powierzchniowego

Karta wykorzystuje rezystory 2x 1.2KOhm 0805 SMT (RB1 i RB2) podłączone jako dzielnik napięcia, dzięki czemu Arduino może mierzyć napięcie baterii i rezystor ograniczający prąd 1x 220 Ohm (RLED) dla niebieskiej diody LED w przycisku zasilania. Lutowałem je pastą lutowniczą nakładaną na pady lutownicze i stację lutowniczą na gorące powietrze, ale jest też możliwość lutowania za pomocą lutownicy i standardowego lutu.

Krok 5: Lutowanie płytek Adafruit do płytki nośnej

Chciałem, aby karta wyglądała jak najlepiej, więc starałem się wyeliminować wszelkie ostre punkty lub krawędzie w ostatecznym projekcie. Aby połączyć płytki drukowane Adafruit z płytką nośną, zastosowałem technikę, którą nazywam "nitowaniem lutowniczym", a nie zwykłe piny nagłówka. Aby połączyć płytki ze sobą, umieściłem bok płytki drukowanej Adafruit bez komponentów równo z płytą nośną i przytrzymałem ją wyrównaną za pomocą kołków rozgałęźnych tymczasowo włożonych przez niektóre przelotki. Niektóre z przelotek są pozbawione pinów nagłówka, dzięki czemu można je ze sobą zlutować. Podgrzewając przelotkę na jednej z płytek za pomocą lutownicy i nakładając lut, aż przejdzie przez obie płytki, płytki są połączone zarówno fizycznie, jak i elektrycznie, bez ostrych pinów wystających z obu stron.

Krok 6: Lutowanie elementów przewlekanych

Użyłem ukośnych frezów do cięcia, aby wyciąć wszelkie szpilki z otworami przelotowymi równo przed lutowaniem, dzięki czemu złącze lutowane jest gładkim kopcem, a nie tradycyjnym kolczastym „wulkanem”.

Krok 7: Usuwanie topnika i nakładanie silikonowej powłoki konformalnej

Aby usunąć topnik, zmoczyłem płytkę w 99% alkoholu izopropylowym po przylutowaniu wszystkich elementów innych niż ekran i akumulator Li-Ion, a następnie za pomocą pędzla wyczyściłem pozostały topnik. Następnie pomalowałem na desce silikonową powłokę konformalną. Nie jest to absolutnie konieczne, ale czułem, że poprawiło to dopasowanie i wykończenie karty oraz zapewniło jej pewną ochronę przed zwarciem wodnym i elektrycznym. Płytka nośna musi zostać pokryta przed przylutowaniem ekranu, ponieważ nie ma możliwości uzyskania dostępu do płytki po przylutowaniu ekranu.

Krok 8: Programowanie / projektowanie interfejsu użytkownika

Interfejs jest tak prosty, jak to tylko możliwe, z ekranu dotykowego, ale pokazuje, że mam przynajmniej trochę doświadczenia w kodowaniu. Ekran wprowadzający pojawia się po zakończeniu ładowania systemu i prowadzi do ekranu z 5 opcjami do wyboru. Prowadzą do ekranów z różnymi fragmentami istotnych informacji o mnie, a także do ekranu z informacjami o systemie, które mówią o tym, skąd mam różne komponenty, mają wyświetlacz pokazujący pozostałą moc i wskazują port ładowania i MicroSD Gniazdo karty. Ponieważ nie musiałem używać żadnej z funkcji ekranu LCD, które wymagają karty zainstalowanej w gnieździe karty MicroSD, umieściłem swoje CV i portfolio na karcie MicroSD w gnieździe, aby moje pełne informacje były dostępne na wizytówce.