PixelPad India: Lencana Elektronik yang Dapat Diprogram: 11 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:55

PixelPad adalah lencana pengembangan elektronik berdasarkan mikrokontroler ATmega32U4 dan dilengkapi dengan banyak fitur bawaan. Seni PCB terinspirasi oleh budaya, seni, dan gambar India. Menggunakan PixelPad, Anda dapat menggunakannya sebagai papan pengembangan yang dapat dikenakan seperti Adafruit Playground Express atau LilyPad, atau Anda dapat menggunakannya sebagai lencana elektronik!

Fitur-fitur PixelPad bisa dilihat di bawah ini!

Saya pergi melalui banyak seni dan lukisan budaya dan spiritual India untuk merancang seni PCB dan garis besar papan. Setelah banyak penelitian dan kecenderungan, saya merancang seni PCB menggunakan Adobe Illustrator.

Langkah 1: Idenya

Ketika saya memutuskan untuk membuat lencana elektronik, saya melewati banyak ide. Itu membuat saya bingung tentang mana yang perlu saya desain, Secara harfiah saya tidak berpegang pada ide. bukannya saya cepat mengubah ide-ide. Jadi yang saya lakukan adalah, saya mencantumkan fitur yang saya inginkan di lencana yang sedang saya rancang. Jadi, inilah kriteria yang saya cantumkan dalam proses pencetusan ide.

• Desain minimalis
• Kompak dalam ukuran
• Desainnya harus ramah untuk dipakai
• Memiliki cukup pinout I/O
• Harus bertenaga baterai
• Memiliki LED yang bagus yang dapat diprogram untuk sesuatu yang bermanfaat
• Mewakili budaya atau seni

Setelah melalui daftar kasar, saya mulai mencari Mikrokontroler, LED mana yang perlu saya gunakan untuk Pixelpad. Menemukan tema yang bagus untuk seni terlalu rumit bagi saya, Anda tahu itu kan? Saya tidak memiliki keterampilan itu!

Langkah 2: Mikrokontroler & LED Neopiksel

Saya memutuskan untuk menggunakan mikrokontroler Atmega32U4 untuk desain lencana. Muncul dengan dukungan USB dan mendukung kecepatan transfer data hingga 12Mbit/s dan 1.5Mbit/s. Hal ini juga dapat digunakan sebagai perangkat HID. Jadi, saya terjebak dengan ATmega32U4 sebagai MCU. Anda pasti dapat memeriksa lembar data yang saya lampirkan pada proyek ini.

Saya menggunakan 12 LED NeoPixel karena setiap led dapat dialamatkan dan satu pin Data diperlukan untuk mengontrol warna RGB. Jadi, saya memutuskan untuk tetap menggunakan NeoPixels.

Langkah 3: Perancangan Skema Menggunakan Autodesk Eagle

Saya menggunakan Autodesk Eagle CAD untuk mendesain semua PCB saya. Saya mulai merancang Skema rangkaian di Eagle. Komponen utama yang saya gunakan dalam skema dijelaskan di bawah ini.

• MIC5219B untuk catu daya 3.3V 500mA untuk memberi daya pada mikrokontroler
• MCP73831 untuk manajemen baterai Li-Po / Li-Ion
• DS1307Z untuk I2C RTC
• WS2812 5050 RGB LED
• Resonator 8Mhz untuk clock ATmega32U4 secara eksternal
• 2 × 3 SMD pin header untuk koneksi ISP
• Tombol tekan reset SMD

Langkah 4: Perancangan Papan

Setelah merancang skema, saya mulai mendesain papan sirkuit tercetak (PCB). Pertama, saya menempatkan semua komponen dalam urutan yang saya inginkan. Kemudian mulai merutekan kabel udara secara manual. Saya menggunakan lebar jejak minimal 8mil untuk jejak. Desain papan adalah untuk PCB dua lapis. dimensi keseluruhan adalah 66 x 66 mm. Anda dapat menemukan file desain dan file Gerber terlampir di akhir proyek ini.

Langkah 5: Impor Seni PCB ke Papan

Impor Seni PCB ke Papan

Saya mendesain seni PCB di Adobe Illustrator. Anda dapat menggunakan perangkat lunak desain vektor apa pun untuk melakukan bagian ini. Anda dapat menggunakan ilustrator atau tetap menggunakan opensource seperti Inkscape. Saya mencoba banyak desain dan pada akhirnya, saya berhasil mencapai desain yang diharapkan. Setelah mendesain seni, Anda dapat menyimpannya sebagai format BMP 8-bit. Kemudian di Eagle, Anda perlu mengimpor seni ke lapisan layar sutra apa pun. Saya menggunakan lapisan nama. Saya tidak ingin lapisan komponen jadi saya menghapus nama dan menggunakan lapisan untuk menempatkan desain. untuk mengimpor desain ikuti langkah-langkah di bawah ini:

Di bagian atas, Anda dapat menemukan ikon ULP, dengan mengklik ikon tersebut Anda mendapatkan jendela sembulan untuk memilih ULP. Pencarian untuk impor-BMP kemudian membuka ULP impor-Bmp.

Kemudian pilih file BMP yang Anda butuhkan dan lapisan yang ingin Anda tempatkan dan skala pengukuran dll… dan klik OK. Setelah itu, Anda perlu menempatkan desain di desain PCB di tempat yang Anda inginkan.

NB: Desain harus dalam warna hitam dan putih

Saya menggunakan Autodesk Fusion 360 untuk melihat model 3D dari PCB, saya juga menggunakan Fusion 360 untuk mendesain garis luar papan untuk lapisan dimensi. Anda pasti dapat menggunakan keuntungan integrasi Fusion 360 dan Eagle.

Langkah 6: Mengekspor File Gerber untuk Manufaktur

Untuk membuat PCB dari produsen mana pun di seluruh dunia, Anda memerlukan file Gerber yang dikirimkan kepada mereka. Menghasilkan file Gerber di Eagle sangat mudah. Anda dapat mengikuti langkah-langkah di bawah ini.

Di sisi kanan Eagle, Anda dapat menemukan tab Manufaktur. Klik pada tab manufaktur Anda dapat melihat gambar yang diberikan dari PCB untuk manufaktur. Di jendela yang sama, klik tombol CAM.

Simpan setiap lapisan ke dalam folder dan kompres folder ke dalam format zip.

Langkah 7: Pembuatan PCB

Ada banyak layanan manufaktur PCB di China dengan harga murah seperti $5 untuk 10 PCB. Saya pribadi merekomendasikan PCBWAY Mereka memberikan PCB berkualitas baik dan dukungan layanan pelanggan luar biasa.

Langkah 8: Pengumpulan Komponen

PCB membutuhkan waktu dua minggu untuk tiba sesuai dengan metode pengiriman. Sementara itu, saya mulai mengumpulkan komponen yang diperlukan untuk proyek tersebut. Saya sudah memiliki beberapa komponen, jadi saya membeli komponen yang tersisa dari sumber yang berbeda. Tapi saya telah memberikan semua komponen tautan ke toko.

Langkah 9: Menyolder Komponen

Setelah sampai baik PCB maupun komponennya. Saya mulai menyolder komponen. menggunakan stasiun solder we51 yang lebih baik dengan ujung mikro untuk menyolder. paket smd 0805 agak susah disolder buat pemula tapi kalian akan terbiasa setelah beberapa komponen disolder. Saya juga menggunakan stasiun pengerjaan ulang udara panas tetapi tidak perlu. Hati-hati saat menyolder mikrokontroler dan IC lainnya jangan sampai IC terlalu panas.

Saya juga menggunakan larutan pembersih PCB untuk membersihkan PCB dari fluks solder berlebih.

Langkah 10: Pemrograman Pixelpad Indian Board

Saya menyolder semua komponen pada PCB. Untuk memprogram board menggunakan Arduino IDE terlebih dahulu kita perlu membakar bootloader Atmega32u4 yang sesuai ke board. Saya menggunakan bootloader papan mikro Sparkfun pro untuk papan saya. Untuk Membakar bootloader yang Anda butuhkan adalah programmer ISP atau Anda dapat menggunakan board Arduino sebagai programmer ISP. Saya membangun programmer ISP USBTiny sendiri, kunjungi halaman programmer USBTinyISP saya.

Saat menghubungkan Pixelpad Indian, LED daya akan menyala. Saya memilih papan Sparkfun Pro Micro dari manajer papan dan memilih ISP USBTiny sebagai pemrogram dari jendela pemrogram. Kemudian klik bakar bootloader. Ini akan membutuhkan sedikit waktu untuk membakar. Setelah membakar bootloader, siap untuk memprogram melalui kabel micro USB. Saya membuat sketsa dasar untuk menunjukkan waktu jam analog menggunakan LED NeoPixel dan RTC. LED merah menunjukkan jam dan LED biru menunjukkan menit.

Langkah 11: Video Kerja

Saya harap kalian menyukai proyek ini!

UNDUH FILE PROYEK DARI HALAMAN GITHUB SAYA