EFM8BB1 Kinetic Light Triangles: 14 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:54

Saya terinspirasi untuk membuat ini setelah saya melihat segitiga cahaya Nanoleaf di toko, tetapi saya kecewa melihat bahwa setiap ubin berharga dua puluh dolar! Saya mulai membuat produk yang setara, tetapi menjaga harga per ubin sekitar tiga hingga empat dolar. Proyek ini belum selesai, karena saya masih perlu membuat PCB pengontrol, tetapi saat ini saya memiliki 50 ubin yang dirakit dan berfungsi.

Saya telah melihat proyek lain yang mencoba mereplikasi produk ini, tetapi tidak ada yang saya lihat sejauh ini memungkinkan ubin apa pun untuk dihubungkan ke arah APAPUN, memungkinkan desain yang lebih kompleks dan penataan ulang yang mudah.

Ini adalah Instruksi pertama saya, silakan tinggalkan komentar jika Anda memiliki pertanyaan!

Perlengkapan

Setiap ubin membutuhkan:

• 1x EFM8BB10F8G-A-QFN20 microchip (Digikey)
• 9x WS2812E LED (LCSC)
• 1x AMS1117 5.0v pengatur tegangan (LCSC)
• 1x AMS1117 3.3v pengatur tegangan (LCSC)
• 1x SOD-123 1N4148 dioda (LCSC)
• 1x 10k 8050 resistor (LCSC)
• 11x 0.1uf 8050 kapasitor keramik (LCSC)
• 2x 10uf 16v permukaan mount kapasitor elektrolitik (LCSC)
• 1x PCB kustom (JLCPCB)
• 12x TE Konektivitas 2329497-2 PCB Spring Fingers untuk enklosur
• 1x Penghubung PCB

Pengontrol (sedang berlangsung) membutuhkan:

• 1x ESP32 DevKit-C
• 1x 12V catu daya
• 1x DC-DC stepdown (untuk menyalakan ESP32)
• 1x 10K ohm resistor
• 1x 1n4148 dioda
• 2x tombol tekan SPST (LCSC)

Peralatan:

• Besi solder
• Oven reflow
• Printer 3D (untuk enklosur)
• Programmer EDU J-link
• Penari telanjang / pemotong / berbagai macam kawat (untuk membuat harness pemrograman)
• Pinset berujung halus untuk perakitan
• Kartu PVC kosong untuk menyebarkan pasta solder
• Pasta solder bertimbal atau bebas timah

Langkah 1: Pesan PCB

PCB ubin dirancang di EasyEDA dan dikirim ke JLCPCB untuk fabrikasi. Saya memesan 50 PCB karena sebenarnya lebih murah untuk memesan 50 daripada memesan hanya 10. PCB dibagi menjadi 3 bagian untuk menekan biaya produksi.

Saya menggunakan opsi produksi dari

• Ketebalan 1.6mm
• Permukaan akhir HASL
• 1oz tembaga
• topeng solder putih

Saya telah mendengar bahwa Anda dapat menautkan pesanan JLCPCB dan LCSC Anda sehingga Anda hanya membayar pengiriman sekali, tetapi saya tidak dapat mengetahuinya. Saya menggunakan opsi pengiriman termurah dan kedua paket datang dalam waktu dua minggu sejak tanggal pemesanan.

Desainnya ditautkan di sini

Langkah 2: Siapkan Area Kerja

Tempatkan salah satu PCB Tile di atas meja Anda tidak keberatan menjadi kotor dan rekatkan dua PCB lain di sebelahnya untuk menahannya seperti gambar di atas. Kemudian, rekatkan stensil dengan selotip Kapton dan pastikan lubangnya sejajar dengan bantalan yang terbuka pada PCB.

Langkah 3: Pasta Solder

Tambahkan pasta solder ke bagian atas stensil. Saya menggunakan ini. Sebarkan pasta solder di sekitar stensil menggunakan kartu kredit lama atau yang serupa. Pastikan lubang kecil untuk microchip juga terisi.

Sebelum Anda mengangkat stensil, cobalah untuk mendapatkan pasta berlebih sebanyak mungkin kembali ke kartu spreader untuk digunakan kembali jika Anda membuat lebih dari satu ubin (barang ini mahal $$$)

Angkat stensil dengan hati-hati mengambil salah satu sudut dan lepaskan selotipnya. Setelah Anda mengangkat area ke atas, cobalah untuk tidak meletakkannya kembali karena bisa mengotori beberapa pasta.

PCB Anda sekarang akan terlihat seperti gambar di atas.

Langkah 4: Perakitan

Setelah mengalirkan kembali PCB, pisahkan sisi-sisi ubin dengan menekuk dan mematahkan tab yang menahan sisi-sisi yang berbeda pada tempatnya. Kemudian, ampelas sisa PCB yang tersisa dengan memecahkan tab sehingga lebih mudah dipasang di wadah yang dicetak.

Kemudian, temukan kedua sisi dengan huruf "B" dan solder semua 7 bantalan sisi bersama-sama. Satu sisi yang tersisa hanya bisa masuk dengan satu cara dan menyoldernya juga.

Ubin akan terlihat seperti gambar di atas.

Langkah 7: Hubungkan Ubin Rakitan ke Programmer

SEBELUM MENGHUBUNGKAN TILE KE JLINK, BUKA JLINK COMMANDER DAN KETIK "power on perm" UNTUK MENGAKTIFKAN OUTPUT 5V

J-Link Commander termasuk dalam paket Perangkat Lunak dan Dokumentasi yang tersedia di sini

Setiap ubin memiliki header yang tidak berpenghuni tepat di atas microchip berlabel Debug. Header ini memperlihatkan antarmuka pemrograman C2 yang kompatibel dengan Segger J-Link. Saya menggunakan versi EDU karena identik dengan versi dengan harga lebih tinggi, tetapi tidak dapat digunakan untuk produk komersial, yang tidak termasuk dalam versi ini. Saya memesan milik saya dari SparkFun seharga $ 72 termasuk pengiriman.

Pin 1 pada konektor adalah satu-satunya dengan bantalan persegi pada PCB.

Langkah 8: Siapkan IDE & Bangun Biner Firmware

Unduh Simplicity Studio 4 dari sini dan instal. Masuk atau daftar akun Silicon Labs untuk mendapatkan akses ke rantai alat EFM8. Kemudian, unduh kode proyek dari sini dan impor ke IDE. Kemudian, klik ikon palu di bilah alat dan bangun proyek.

Anda harus mendapatkan pesan Build Finished. Jika sebuah pesan muncul meminta Anda untuk memasukkan kunci lisensi untuk kompiler Keil, cukup klik lewati (atau Anda dapat mengaktifkannya jika Anda mau, gratis)

Langkah 9: Unggah Firmware

Klik tombol di bilah alat yang terlihat seperti cap di atas chip "Flash Programmer". Kemudian, telusuri file.hex bawaan dan pilih itu. Klik "Program" dan terima persyaratan Lisensi EDU J-Link. Kemudian, pastikan Anda tidak mendapatkan pesan kesalahan dan led di papan harus menyala putih redup untuk memberi tahu Anda bahwa itu berhasil diprogram.

Langkah 10: (Opsional) Uji PCB

Untuk langkah ini, Anda harus mengaktifkan port Virtual COM pada J-Link Anda dengan membuka J-Link Configurator dan memilih programmer yang terlampir.

Hubungkan garis "DAT" dari salah satu sisi ubin ke sirkuit yang terpasang pada foto di atas.

Buka monitor serial dengan 112500 baud 8N1 dan gunakan perintah ini

• 0x08 0xFF 0xFF 0x00 0xFF 0x0A
  • 0x08 adalah perintah "setel warna"
  • 0xFF adalah "semua ubin"
  • 0xFF 0x00 0xFF adalah warnanya
  • 0x0A adalah karakter baris baru

Ubin sekarang harus berwarna ungu. Jika tidak, periksa kembali apakah dioda terhubung dengan benar dan coba lagi.

Langkah 11: Kandang Pencetakan 3D

Saya merancang enklosur agar awalnya dicetak dengan injeksi untuk menghemat waktu alih-alih mencetak 3D setiap ubin, tetapi ketika biaya untuk hanya 50 enklosur menjadi $6000, saya memutuskan untuk menolak gagasan itu. Enklosur dirancang pada Inventor 2021 dan memiliki dua bagian, dasar dan diffuser atas. Basis memiliki lubang di sisi untuk memungkinkan ubin dihubungkan dengan konektor PCB (ditautkan di bawah) atau kabel. Jika Anda menggunakan rute menggunakan PCB konektor, Anda memerlukan 12 di antaranya per ubin untuk memungkinkan PCB terhubung bersama.

Jika Anda tidak memiliki akses ke printer 3D, Anda dapat memamerkan teknik di balik ubin ini dengan membuat patung kinetik dan menghubungkan ubin dengan kawat tembaga. Pastikan saja kabelnya tidak korslet!

Saya mencetak 20 lampiran dan saya menemukan bahwa ubin ini mencetak dengan baik hingga 150mm/dtk tanpa penurunan kualitas yang signifikan, yang memungkinkan pengurangan waktu pencetakan sekitar 60%.

Saya lupa memotret langkah ini, tetapi Anda cukup meletakkan PCB yang sudah jadi di alasnya dan pasang bagian atasnya.

Langkah 12: Menghubungkan Ubin

PCB penghubung ubin tersedia di sini. Slot ini ke dalam selungkup dan menggunakan konektor ini. Pastikan kedua sisinya sejajar.

Langkah 13: Pengontrol

Perangkat lunak pengontrol sedang dalam proses dan akan diperbarui di sini. Ikuti diagram skema untuk menghubungkan ESP32 Anda ke salah satu ubin. Unggah perangkat lunak menggunakan PlatformIO dan sambungkan ke hotspot WiFi agar ubin terhubung ke WiFi Anda.

Langkah 14: Selesai

Pasang ubin dengan cara apa pun yang Anda pilih, saya telah meletakkan lingkaran di bagian belakang selungkup untuk menempelkan selotip.

Menikmati! Tinggalkan komentar jika Anda memiliki pertanyaan.

Runner Up dalam Tantangan Pencahayaan