DIY PCB LED Ring Light do mikroskopów!: 6 kroków (ze zdjęciami)

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

Wróciłem i tym razem wystawiłem na próbę moje umiejętności projektowania plansz!

W tej instrukcji pokazuję, jak zaprojektowałem własne światło pierścieniowe mikroskopu i kilka wyzwań, które napotkałem po drodze. Kupiłem drugi mikroskop do użytku elektronicznego i w przeciwieństwie do mojego pierwszego nie był wyposażony w światło pierścieniowe. Po szybkim wyszukiwaniu w Google odkryłem, że dobre oświetlenie pierścieniowe jest trochę drogie prawie bez powodu, może po prostu nie szukałem we właściwym miejscu, ale po prostu nie byłem zadowolony z cen. Nie mogłem zmusić się do zapłacenia nawet 30 dolarów za światło z powodu tego, co to jest. Mam na myśli to, że to w zasadzie tylko latarka, dlaczego tak dużo kosztują? Po uświadomieniu sobie, że nie chcę kupować, pomyślałem, że fajnie będzie zrobić to sam! Uwielbiam projektować płytki i lutować, a także zabawne projekty, więc spróbujmy! Moje światło ma 48 jasnych białych/miękkożółtych diod LED, które można włączać w grupach lub wszystkie naraz i ściemniać. To naprawdę przydatna przystawka, z której może skorzystać każdy mikroskop! Ten projekt pokazuje, jak przydatne są prototypowe płytki PCB, ponieważ popełniłem kilka błędów przy pierwszym projekcie i musiałem wysłać drugą partię z aktualizacjami. Mogłoby to być bardzo kosztowne, gdybym założył, że wszystko jest w porządku i zamówiłem dziesiątki desek za pierwszym razem, ale omówimy to po drodze! Koniecznie sprawdź plik PDF, aby uzyskać wyraźniejsze obrazy schematu. Ten projekt jest sponsorowany przez JLC PCB, sprawdź ich stronę internetową i obejrzyj mój film, aby uzyskać więcej informacji na temat ich usług!

Kieszonkowe dzieci

Wszystko co potrzebne do tej tablicy znajdziesz w załączonych plikach

Krok 1: Obejrzyj film obejmujący całą konstrukcję i postępuj zgodnie z instrukcjami, aby uzyskać więcej informacji

Staram się podnosić wartość produkcyjną moich projektów, więc wszelkie porady i konstruktywna krytyka są mile widziane! To dla mnie tylko hobby, ale chcę być lepszy i zobaczyć, dokąd mogę:)

Krok 2: Pierwszy projekt

Moim celem podczas tworzenia tego było uzyskanie bardzo jasnego i kompaktowego światła pierścieniowego z kilkoma dodatkowymi funkcjami. Chciałem przełączać 1 z 4 grup diod led pojedynczo lub wszystkie naraz. Może nie jest to pożądana funkcja dla wszystkich, ale chciałem rzucić światło pod pewnymi kątami, aby inaczej oświetlić obiekty w określonych zastosowaniach i fotografii. Obwody sterujące pochłonęły sporą ilość nieruchomości na mojej małej płytce w rozmiarze eagle freemium, ale to tylko sprawiło, że było fajniej to rozgryźć.

Pomysł na kontrolowanie diod led w pierwszym projekcie był naprawdę prosty, ale dzięki mojej niecierpliwości znalazłem się naprawiając niektóre problemy i dodając funkcje do drugiego projektu, ale zagłębimy się w to więcej w kilku krokach. 48 diod jest w grupach po 12 składających się z 3 zestawów diod równolegle z 4 szeregowo. Każda grupa jest sterowana przez tranzystor, a tranzystor jest sterowany wysokim sygnałem z licznika dekad, który przesuwa swoje wyjścia w oparciu o ręczne (przyciskowe) wejście zegara. Są 4 grupy diod, ale potrzebujemy 5 wyjść licznika dekad, aby włączyć 1-4 i 5, aby włączyć wszystkie. Każda baza tranzystora jest połączona z wyjściem, które umożliwia jej włączenie. Jak wykorzystać 5. wyjście, aby włączyć wszystkie diody LED bez konfliktu z innymi grupami, gdy są aktywowane samodzielnie? Diody! Piąte wyjście licznika jest połączone z 4 diodami z ich anodami równolegle i katodami biegnącymi do każdej bazy tranzystora. Dzięki temu możemy aktywować wszystkie tranzystory naraz bez wyciekania prądu do innych baz, gdy 1 z 4 grup jest aktywowana samodzielnie. 48 diod LED wymaga zasilania 12 V (4 diody w szeregu x3v=12v), a obwód sterujący wymaga napięcia 5 V, więc używamy zasilacza 12 V i dodajemy regulator liniowy 5 V, aby obniżyć napięcie do zasilania obwodów sterujących. Po zlutowaniu wszystkiego nie zadziałało poprawnie:(. Na początku byłem zmartwiony, ale zdałem sobie sprawę, że zwykle jest to część procesu projektowania płyt. Wymyślasz pomysł, robisz go, znajdujesz problemy i je naprawiam. Ja nauczyłem się nigdy nie oczekiwać, że coś zadziała za pierwszym razem, a robiąc to, gdy coś działa za pierwszym razem, jestem naprawdę zaskoczony, ale to wszystko jest częścią procesu. Możesz się zastanawiać, dlaczego zaprojektowałem wszystko za pomocą części smd, a odpowiedź jest prosta. Używam darmowej wersji eagle'a, utknąłem z maksymalnym wymiarem deski i nie może być większy niż to, co wymyśliłem, więc wszystko musi istnieć na desce, która mierzy 90 mm, z brakującym ogromnym kawałkiem środek, który pozostawia nam bardzo małą powierzchnię o szerokości 18mm. Gdybym użył ledów przelotowych, musiałbym trasować wokół wyprowadzeń, a to zajęłoby zdecydowanie za dużo czasu. Może jednak w przyszłości?Przy okazji trasowanie wytrawień na kole było zabawne.

Krok 3: Pierwsze błędy projektowe i modyfikacje niezbędne do działania

Po rozwiązaniu problemu z pierwszym projektem zdałem sobie sprawę, że było zbyt wiele błędów, aby zostawić je w spokoju. Błędy są następujące;

• Pin włączania zegara dla licznika dekad nie był podłączony do masy, co oznaczało, że nie będzie taktował
• Sekwencja zegara została zepsuta z powodu pominięcia Q3 na schemacie
• Tranzystory z dwoma pakietami nie lubiły się ze sobą dobrze bawić
• Diody połączone szeregowo z rezystorem bazy tranzystora nie przepuszczały wystarczającego prądu do aktywacji tranzystorów.

W celu wykonania prac projektowych zamieniłem tranzystory z podwójną obudową na pojedyncze, przesunąłem pozycję katody diody tak, aby działała równolegle z rezystorem bazowym i naprawiłem błędy w obwodzie sterującym. Użyłem bardzo cienkiego drutu miedzianego do uruchomienia wszystkich moich wytrawiaczy modowych. Po tym, jak miałem działającą planszę, załadowałem wszystkie poprawki z powrotem do Eagle na drugą rundę!

Krok 4: Projekt 2 z dodatkowymi funkcjami

Po rozwiązaniu wszystkich problemów z pierwszym projektem poszedłem dalej i dodałem zewnętrzny ściemniacz za pomocą wspólnego ściemniacza anodowego PWM, który kupiłem od amazon. Pierwszy projekt nie miał funkcji ściemniania, a płyta była zbyt zatłoczona, aby dodać do niej więcej, więc poeksperymentowałem z tanią amazon i stwierdziłem, że to załatwiło sprawę! Zamiast wiązać wszystkie diody led wysoko do 12 V, są teraz powiązane wysoko z sygnałem PWM, który jest dodaną podkładką na płycie. W moim filmie opisuję ściemniacz.

Oprócz ściemniacza dodałem rezystory do grup ledów i rezystory pulldown do bazy tranzystorów na wszelki wypadek. Na razie nie są używane, ale lepiej niż żałować i dodałem dotykowy przełącznik do płyty zamiast montować ją na zewnątrz. Pierwotnie zamierzałem użyć obudowy, ale po zobaczeniu, jak kompaktowy jest, porzuciłem ten pomysł w rundzie 2. Przylutowałem wszystkie diody, a następnie wszystkie inne części, przetestowałem i zadziałało! Tak jak powinno! Jest też bardzo jasny! Jeśli naprawdę chcesz przetestować swoją cierpliwość, śmiało przylutuj ręcznie łącznie 96 delikatnych diod led. Uwielbiają się topić, jeśli lutujesz je o sekundę za długo. Zauważ, że r7-r10 nie mają wymienionych wartości, użyłem rezystorów 100 omów, ale ta wartość może się zmieniać w zależności od potrzeb. Zauważ, że r11-r14 nie mają wartości, ponieważ nie są używane. Zauważ, że c2 i c3 mają na liście nieprawidłowe wartości. Skończyło się na tym, że użyłem czapek 16 uf, a nie 0,1 uf. (wszystkie nasadki smd i rezystory to 0805)

Krok 5: Zarząd działa. Co teraz?

Teraz nadszedł czas, aby go zamontować. W tym celu użyłem dwóch gwintowanych prętów łączących i śrub radełkowanych. Pomysł zapożyczyłem z innych lamp.

Podrapałem pręty dystansowe łącznika i użyłem dwuskładnikowej żywicy epoksydowej, aby przykleić je do płyty. Jeśli powrócę do tego projektu w przyszłości, być może zaplanuję montaż na poziomie deski.

Krok 6: To okład

Tak, wyczyściłem produkt końcowy dużą ilością alkoholu. Podczas montażu i testu użyłem dużo kalafonii i powinienem był długo sprzątać, ale byłem zbyt rozproszony, aby to zadziałało. Mam szczerą nadzieję, że podobało ci się to instruktażowe tak samo jak ja. Gdybym miał zrobić wersję 3 tego projektu, dodałbym odciążenie przewodu zasilającego, poświęć trochę czasu na zaimplementowanie własnego ściemniacza w płytce i lepiej rozplanuj mocowanie. Poza tym jestem naprawdę podekscytowany tym, jak to się potoczyło i tak, może to być dziwna droga, aby przejąć samo kupowanie, ale wiele osób nie zdaje sobie sprawy, jak zabawne i satysfakcjonujące jest po prostu ZROBIĆ TO SAMODZIELNIE. W końcu miałem wystarczająco dużo części na 3 lub więcej kompletnych desek, co okazuje się być tańsze niż kupowanie trzech. Jeśli planujesz zrobić to sam, skorzystaj z jlcpcb.com dla swojego zamówienia. Otrzymasz 5 profesjonalnych plansz z wybranym kolorem już za 2 dolary!

Dziękuję, że dotarłeś tak daleko i jeśli podobał Ci się ten projekt, śledź mnie tutaj i na moim kanale YouTube! Do zobaczenia następnym razem!

youtube-

jlcpcb-