MagicCube - Dotknij, aby zmienić kolor: 6 kroków (ze zdjęciami)

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

Projekty Fusion 360 »

Witam na mojej pierwszej instrukcji. Mam nadzieję, że możesz wykonać wszystkie kroki. Jeśli są jakieś pytania, zapytaj, a dodam treść do instrukcji.

Ideą tego projektu było zbudowanie i rozwinięcie małej kostki z efektem specjalnym jako prezentu na Boże Narodzenie. Wszyscy członkowie mojej rodziny dostali jeden z nich i byli naprawdę szczęśliwi, że go dostali.

Krok 1: Koncepcja i materiały

Koncepcja została zainspirowana innym projektem. Sama kostka powinna mieć niewielki rozmiar, w sumie to 39mm^3.

Moim ustawieniem był dostępny interfejs do ładowania kostki. Najpopularniejszym obecnie jest micro USB.

Dodano czujnik LIS3DH do pomiaru kranów (użyłem go w innym projekcie, więc jestem z nim zaznajomiony).

Chcę mieć fizyczny włącznik/wyłącznik.

Postanowiono również użyć niektórych diod LED WS2812b, są one łatwe w użyciu i dają ładne światło.

Istnieje teraz możliwość zdobycia pełnego zestawu lub zmontowanej płytki drukowanej przez Tindie, jeśli nie masz umiejętności lub

narzędzia do lutowania i drukowania tego projektu.

Wydruki otworów są drukowane za pomocą PLA z das Filament

Drukarki to Ender 2 i Ender 3 pro.

Lista materiałów jest długa, bo wymieniam każdy rezystor. Prawie wszystkie części to części SMD.

Potrzebne narzędzia:

• lutownica
• drukarka 3d
• komputer z Arduino IDE
• USBTinyISP (To lub to są testowane)
• Klej
• Pistolet na gorące powietrze lub mały piec rozpływowy
• pasta lutownicza

Zestawienie materiałów:

• 1x PCB PCBway lub zmontowana PCB
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• Kryształ Digikey 16 MHz
• 1x Digikey LIS3DH
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED zielony (0603) Digikey
• 1x LED pomarańczowy (0603) Digikey
• 1x Bateria ze złączem Molex Picoblade (503035 lub 303035 lub 603030)
• 1x TP5400 Aliexpress
• 1x Digikey TLV70233
• 1x Port Micro USB Digikey
• 1x przełącznik suwakowy Digikey
• 1x złącze molex 2p Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x 4, 7uH cewka (3015) Digikey
• 1x dioda SS32 Digikey
• 2x tranzystor BSS138 Digikey
• Rezystor 7x 10k Ohm (0603)
• 4x nasadka 1uF (0603)
• 7x nasadka 100nF (0603)
• 4x czapka 22uF (0805)
• 2x nasadka 10uF (0805)
• 1x 4, 7uF Tantalcap (3216A)
• 1x rezystor 330 Ohm (0603)
• 1x rezystor 500k Ohm (0603)
• Rezystor 3x 5k Ohm (0603)

Kiedy zdecydujesz się użyć adaptera do programowania, potrzebujesz również pinów pogo.

Coś takiego: szpilki Pogo

Średnica powinna wynosić 2 mm, a długość 3 mm. Następnie pasują do otworów i idealnie łączą się z płytką drukowaną.

Krok 2: Etui z nadrukiem 3D

Obudowa została zaprojektowana w Autodesk Fusion360. Zrobiłem tam wszystkie kroki, obudowę, projekt adaptera do pinów pogo, a także podstawowy kształt PCB!

W Fusion360 i Eagle dostępna jest fajna funkcja eksportu i współpracy, dzięki czemu możesz pobierać i przesyłać zmiany PCB z jednego programu do drugiego.

Dowiedz się, jak to działa, oglądając film z YouTube:

Kształt PCB Fusion360

Wybieram ustawienia drukowania, aby mieć mniej do zrobienia, gdy sprawa jest drukowana. Wszystko zostało zaprojektowane tak, aby mieć niewielkie wsparcie i dobrej jakości wydruk. Tylko włącznik zasilania potrzebuje wsparcia, ale jest naprawdę mały. Lepiej wydrukować to z Brimem.

• Warstwa 0.15
• Grubość ścian 2
• Wypełnienie 20%

Krok 3: Układ PCB

Układ PCB nie ma dużej złożoności. Wszystkie kroki zostały wykonane w Autodesk Eagle.

Istnieje kilka podstawowych modułów opartych na:

• ATmega328P oparty na Arduino Nano
• Dwa tranzystory BSS138 do zmiany poziomu
• Trzy diody LED WS2812b
• Zarządzanie baterią i obwód zasilania
• akcelerometr
• możliwość wlutowania na płytkę pinhead 3x1 do połączenia szeregowego

Krok 4: Lutowanie

Kiedy lutujesz to za pomocą pieca rozpływowego, znacznie łatwiej jest zrobić szablon lub go kupić. W przeciwnym razie spędzisz dużo czasu na nakładaniu pasty lutowniczej na pady. Zaleca się użycie pieca rozpływowego.

Proszę używać pasty lutowniczej niskotemperaturowej, ponieważ diody LED mogą ulec uszkodzeniu w wysokich temperaturach. To była dla mnie ciężka lekcja, a przelutowywanie tych diod nie sprawia wielkiej frajdy.

Jak nałożyć pastę lutowniczą na płytki drukowane?

Również tutaj jest przydatny film z youtube: Jak nakładać pastę lutowniczą

Po nałożeniu pasty lutowniczej należy umieścić części we właściwym miejscu. Zauważyłem, że znacznie łatwiej jest umieścić części, mając układ z wartościami części. Więc zrobiłem płytkę z wartościami części i możesz ją pobrać. Jeśli część nie jest jasna, proszę pozwól mi teraz.

LED7 = zielony

LED3 = zielony

LED4 = pomarańczowy

Podczas umieszczania układów scalonych zadbaj o oznaczenia opakowań! Niewłaściwy sposób lutowania może uszkodzić płytę i komponenty!

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Po lutowaniu w piecu rozpływowym należy przylutować 4 punkty mocowania portu micro USB, w przeciwnym razie pęknie i może uszkodzić ślady PCB.

Krok 5: Programowanie tablicy

Do tego kroku potrzebujesz:

• USBTinyISP
• Przewody i lutownica
• Szpilki Pogo (opcjonalnie)
• Drukowany w 3D adapter do programowania (opcjonalnie)
• IDE Arduino

Aby zaprogramować Atmegę na pcb, potrzebujesz programatora USBTinyISP. Programowanie mikrokontrolera jest możliwe tylko za pomocą interfejsu ISP. Na płytce nie ma konwertera USB na szeregowy, więc programowanie za pomocą portu micro USB nie jest możliwe.

W dolnej części płytki drukowanej znajdują się podkładki testowe z różnymi oznaczeniami interfejsu ISP. Są teraz dwie opcje, przylutowanie przewodów do tych padów lub użycie pogo-pinów do połączenia z nimi.

W moim przypadku użyłem kilku szpilek pogo, ponieważ zbudowałem więcej niż jeden. Adapter, który można znaleźć w pliku.stl, aby wydrukować i uzyskać odpowiednie pozycje dla pinów pogo.

Po podłączeniu programatora poprzez interfejs ISP do płytki można uruchomić Arduino IDE.

UWAGA: Mikrokontroler nie pojawi się jako port szeregowy w Arduino IDE

Zmodyfikuj ustawienia swojej tablicy w narzędziach:

• Wybierz "Arduino Nano" jako swoją płytkę Arduino
• Nie wybieraj żadnego portu!
• Zmień programator na „USBtinyISP”

Zapraszamy do obejrzenia zdjęć.

Teraz jesteś gotowy do programowania ATmega!

1. Płonący bootloader
2. Programowanie

Najpierw musisz nagrać bootloader. Ten krok spali bezpieczniki i pozwoli mikrokontrolerowi zapamiętać, kto to jest. W tym celu wybierz w Arduino IDE pod "narzędzia" -> "Burn Bootloader".

W tym czasie dioda LED7 na PCB powinna migać. Po udanym wypaleniu dioda LED miga ze stałą częstotliwością. Gratulacje, Twoja tablica jest gotowa.

Krok 6: Montaż i funkcje

Złożenie

Po wydrukowaniu wszystkich części i pomyślnym zaprogramowaniu płytki drukowanej można złożyć kostkę. Do tego kroku potrzebujesz kleju. Ze względu na mały rozmiar eksperymentowała z połączeniami zatrzaskowymi, ale do Świąt Bożego Narodzenia nie starczyło mi czasu. Decyzja o sklejeniu tego również była w porządku.

Do montażu proszę spojrzeć na zdjęcia. Pokazują również każdy krok.

1.) Połącz baterię z płytką PCB, czasami łatwiej jest najpierw włożyć baterię do podstawy.

2.) Włóż płytkę PCB do podstawy. Płytka pasuje tylko w jednej pozycji, więc nie ma możliwości jej niewłaściwego umieszczenia. Płytkę można przykleić gorącym klejem, wtedy akcelerometr pracuje lepiej, bo PCB nie klekocze.

3.) Włóż przełącznik suwakowy. Aby sprawdzić, czy przełącznik jest prawidłowo zamontowany, można go włączać i wyłączać.

4.) Nanieś trochę kleju na krawędź podstawy, która będzie wewnątrz kostki. Uważaj, aby nie przykleić przełącznika suwakowego. Nie potrzebujesz dużo kleju.

5.) Połącz bazę i Lightcube razem i gdy klej wysycha, połóż na nim coś ciężkiego.

6.) Gdy klej wyschnie, naładuj baterię i ciesz się:)

Funkcje

Gdy klej wyschnie i możesz używać swojej kostki, oto podstawowe funkcje:

• Ładowanie - pomarańczowa dioda LED podczas ładowania
• Ładowanie - zielona dioda LED po zakończeniu ładowania
• Przesuń przełącznik, aby włączyć/wyłączyć MagicCube
• Dotknij raz, aby zmienić kolor
• Stuknij dwukrotnie, aby wyłączyć diody LED
• Możesz dotknąć stołu lub biurka, na którym stoi MagicCube
• baw się dobrze

Drugie miejsce w konkursie Make it Glow 2018