Cincin NeoPixel Kustom Dari Awal!: 8 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Cincin NeoPixel, dan NeoPixels secara umum, adalah salah satu komponen elektronik paling populer untuk semua jenis pembuat. Untuk alasan yang baik juga, dengan satu pin dari mikrokontroler populer Adafruit membuat penambahan LED dan animasi cantik ke proyek apa pun menjadi sangat mudah.

Sayangnya harganya agak mahal, dan Adafruit hanya menjual empat ukuran. Yang tidak disadari oleh banyak pembuat adalah NeoPixel hanyalah merek Adafruit dari beberapa chip LED identik yang masing-masing diberi nama WS2812, WS2811 dan SK6812. Semua Adafruit tidak mengambil chip dan meletakkannya di papan sirkuit, pengisian premium yang besar dan kuat di sampingnya. Tidak ada yang salah dengan Adafruit melakukan ini karena membuat NeoPixels dapat diakses oleh semua orang, tetapi jika seseorang hanya membuat papan sendiri, seseorang dapat membuat bentuk khusus dari berbagai ukuran atau desain dengan biaya sekitar 15% dari biaya model Adafruit (untuk 24 cincin LED)($3). Lebih penting lagi, mereka tidak bisa menjadi ukuran yang Anda butuhkan! Meskipun begitu, sepertinya tidak ada yang membuat panduan persis untuk melakukan ini.

Jadi, ketika saya membutuhkan cincin majemuk khusus untuk proyek Samus Arm Cannon saya yang sedang bekerja (segera hadir), saya pikir mengapa tidak mendokumentasikan prosesnya.

Dalam tutorial ini saya akan menunjukkan kepada Anda bagaimana saya membuat cincin kustom ini, dan bagaimana Anda bisa membuatnya sendiri.

Langkah 1: Yang Anda Butuhkan:

Selalu Diperlukan Terlepas dari Metode:

• ws2128b LED (NeoPixels)
• 1uf Caps (1 untuk setiap dua LED) (secara teknis opsional)
• pasta solder
• Fluks (disarankan tetapi opsional)

Pistol Udara Panas

Jika Anda memilih untuk membuat papan Anda diproduksi secara profesional, itu saja yang Anda butuhkan. Namun, jika Anda memilih untuk membuat papan menggunakan metode transfer toner, Anda juga memerlukan komponen berikut. Saya pribadi tidak menggunakan metode transfer toner, namun metode saya berada di luar cakupan tutorial ini. Saya berencana untuk memposting tutorial tentang bagaimana tepatnya saya membuat PCB, jadi berhati-hatilah!

Papan Buatan Sendiri (Metode Transfer Toner):

• Papan Berpakaian Tembaga
• Besi klorida
• Kertas PCB
• Printer laser
• Solder Mask Film (Opsional untuk Solder Mask)
• Sumber UV (Opsional untuk Solder Mask)
• Transparansi (Opsional untuk Stensil Solder)
• Stasiun Kerja Dremel

. Berikut adalah semua file saya, perpustakaan diptrace, dan model.

Bagi mereka yang bertanya-tanya bagaimana perbandingan harganya, bandingkan dengan cincin Adafruit 24 LED yang berharga $17+pengiriman. Biaya per LED: Adafruit: 17/24= $0,70. HyperIon: 7/100= %0.07

Biaya Tambahan: Adafruit: ($4) Pengiriman, Hyperion: $1 (papan tembaga) + $0,50 (Ferric Chloride) (pengiriman gratis)

Total: Adafruit: $21, HyperIon: $3,18

Seperti yang Anda lihat, itu jauh lebih murah, 15% biayanya. Bahkan jika Anda mengabaikan pengiriman, versi HyperIon hanya menghasilkan $3,18, penghematan biaya yang sangat besar dibandingkan dengan $17.

Langkah 2: Desain PCB Bagian Satu! Penempatan LED

Langkah pertama dalam membuat bentuk NeoPixel adalah penempatan LED. Saya membuat dokumen excel kecil yang berguna yang dapat Anda gunakan untuk desain apa pun yang ingin Anda ikuti radiusnya.

Cukup masukkan jumlah LED, persentase cincin yang ingin Anda tutupi, dan jari-jarinya dan secara otomatis menghasilkan koordinat posisi dan sudut tempat Anda harus menempatkan LED Anda. Anda kemudian dapat masuk ke DipTrace, ExpressPCB, atau EaglePCB yang paling populer dan memasukkan koordinat di properti komponen Anda. Saya pribadi menggunakan DipTrace dan Anda dapat menemukan semua komponen dan pustaka saya di bagian komponen.

Untuk proyek ini saya memilih menggunakan dua cincin dengan radius 34 dan 24 milimeter. Jari-jari luar memiliki 20 piksel dan jari-jari dalam memiliki 6.

*Bonus* Jika program CAD yang Anda gunakan (seperti DipTrace) tidak mengizinkan penempatan lingkaran dengan titik pusatnya, gambar dua garis melintasi diameter radius luar dan radius dalam Anda. Sejajarkan persimpangan satu sama lain dan definisikan ulang itu sebagai asal Anda. Sekarang Anda memiliki papan yang sangat konsentris!

Langkah 3: Desain PCB Bagian Kedua! Perutean dan Kapasitor

Langkah selanjutnya dalam membuat papan sirkuit cetak Anda adalah membuat koneksi antara LED Anda. NeoPixels masing-masing memiliki satu pad input data dan satu pad output data. Pertama, buat rantai panjang yang dimulai dengan piksel yang paling dekat dengan tempat Anda berencana menempatkan pin antarmuka, mulai dari pin data keluar satu piksel ke pin data masuk piksel berikutnya.

Setelah itu Anda harus merutekan daya dan ground. Metode termudah yang saya buat untuk melakukan ini adalah dengan menggunakan kombinasi lingkaran dan setengah lingkaran, total empat, bergantian antara kekuatan dan tanah saat Anda bergerak keluar dari titik asal. Ini membuatnya mudah untuk membuat koneksi "jumper" kecil seperti yang dilakukan secara manual setiap kabel sejak LED bersama-sama, dua kali. Kedua pasang lingkaran/setengah lingkaran kemudian dapat diikat menjadi satu dengan cara yang paling nyaman. Akhirnya, tuang tembaga ditambahkan. Ini pada dasarnya hanya menyebabkan semua ruang ekstra diisi oleh "tanah", yang memiliki banyak keuntungan termasuk lebih mudah dibuat di rumah.

Anda juga ingin memasang satu kapasitor kira-kira.1uf antara daya dan ground di antara setiap rangkaian dua LED. Pabrikan merekomendasikan satu per LED namun kemungkinan satu per dua akan berhasil dan mereka memakan waktu untuk menyolder. Ini tidak diperlukan untuk fungsionalitas perangkat, mereka hanya meningkatkan masa pakai LED, sehingga dapat diabaikan jika diperlukan.

Langkah 4: Etsa Papan Sirkuit Cetak

Untuk menyelesaikan langkah ini, Anda memiliki dua opsi:

Manufaktur Profesional:

Jika Anda belum pernah membuat PCB dan tidak tertarik untuk mendapatkan keterampilan untuk melakukannya, inilah yang saya sarankan. Dengan membuat papan Anda diproduksi secara profesional, kesulitan proyek ini berubah dari menengah ke atas hingga pemula. Papan Anda akan dijamin berkualitas tinggi, dilengkapi dengan topeng solder, dan bahkan mungkin dilengkapi dengan stensil solder.

PCB buatan sendiri:

Ini adalah pilihan bagi mereka yang benar-benar ingin meningkatkan keterampilan mereka dan meningkatkan kemampuan pribadi mereka. Ini juga merupakan pilihan bagi mereka yang menyukai prototyping kecepatan tinggi dan yang benar-benar memotong biaya rendah. Kemampuan untuk membuat PCB saya sendiri telah menjadi salah satu keuntungan terbesar saya selama bertahun-tahun dan saya sangat merekomendasikannya kepada siapa saja yang tertarik. Saya telah mengembangkan metode saya sendiri untuk membuat PCB (lihat saluran saya untuk mengetahui cara melakukannya) yang sedikit di luar cakupan tutorial ini dan membutuhkan peralatan yang kebanyakan pemula tidak mampu membelinya. Oleh karena itu, saya merekomendasikan metode transfer toner menggunakan produk bernama PressN'Peel. Ini cukup mudah dan satu-satunya peralatan yang Anda perlukan yang belum tentu dimiliki semua orang adalah printer laser murah. Lihat tutorial clacktronics-uk untuk lebih jelasnya!

Proses dasarnya adalah sebagai berikut:

1. Bersihkan papan cad tembaga Anda.
2. Cetak desain Anda ke Peel n' Stick menggunakan printer laser.
3. Setrika desain dari Peel n' stick ke papan tembaga Anda
4. Tempatkan papan dalam besi klorida sampai tergores.
5. Bersihkan toner

Masker Solder (Opsional):

Masker solder adalah penutup yang melindungi papan Anda di semua tempat tetapi di mana solder harus pergi. Ini membuatnya sedikit lebih mudah untuk menyolder tetapi yang lebih penting secara dramatis meningkatkan para petapa papan. Jika Anda tidak membuat papan Anda, Anda mungkin ingin menambahkannya, tetapi itu tidak sepenuhnya diperlukan. Secara pribadi saya menemukan proses ini sangat mudah dan sangat merekomendasikannya. Sekali lagi, saya hanya akan membahas proses dasar sehingga Anda tahu apa yang Anda hadapi. Lihat tutorial cpeniche untuk lebih jelasnya!

Prosesnya adalah sebagai berikut:

1. Cetak desain papan papan Anda ke selembar transparansi.
2. Kupas dan tempelkan film topeng solder ke papan terukir Anda.
3. Setrika/laminasi film sampai menempel dengan baik.
4. Sejajarkan transparansi dengan papan dan rekatkan.
5. Paparkan film ke sumber UV (pengering cat kuku berfungsi)
6. Bersihkan bantalan yang tidak terpapar
7. Paparan sampai sembuh.

Langkah 5: Stensil Tempel Solder! (OPSIONAL)

Jika Anda memiliki akses ke pemotong laser, pertimbangkan untuk membuat sendiri stensil pasta solder. Mereka memungkinkan Anda untuk menghindari upaya yang membosankan untuk perlahan-lahan meletakkan setetes pasta solder pada setiap pin individu. Cukup muat desain pad ke dalam perangkat lunak pemotong laser Anda dan potong dari bagian transparansi printer. Saya juga menemukan bahwa lembaran laminator bekerja dengan baik. Ini bekerja dengan sangat baik dan menghasilkan lapisan yang hampir setebal versi profesional. Menurut pendapat saya mereka sebenarnya jauh lebih unggul karena fleksibel dan transparan, membuatnya jauh lebih mudah digunakan daripada versi stainless steel.

Saya bukan orang yang menemukan metode ini tetapi saya belum melihat siapa pun yang mendokumentasikannya secara online, yang menurut saya mengejutkan.

Langkah 6: Pembentukan Papan

Untuk membawa papan ke bentuk akhirnya, Anda harus mulai dengan memotong sebanyak yang Anda bisa dengan aman menggunakan roda pemotong dremel. Saya menggunakan pengaturan stasiun kerja dremel secara horizontal dengan bilah di atas kotak kardus sebagai gergaji meja darurat.

Anda kemudian dapat mulai mengebor lubang tengah. Gunakan bor terbesar yang Anda miliki untuk dremel Anda dan perlahan-lahan "keju Swiss" di sekitar Anda sampai Anda memotong bagian yang cukup besar untuk digerinda. Anda kemudian dapat menggunakan mata gerinda itu untuk membawa papan ke bentuk akhirnya.

Cara papan mengetsa ada cincin tipis hanya dari fiberglass di sekitar tepi papan, Tepat sebelum Anda menggiling ke titik itu, sisa tembaga terakhir akan terlepas. Saat bagian terakhir dari pelepasan tembaga tidak menggiling lagi. Dengan mengandalkan tanda itu, Anda dapat membuat potongan yang sangat konsisten dan melingkar (dengan asumsi Anda tidak mengacaukan etsa seperti yang saya lakukan dan meletakkan pola terlalu dekat ke dinding). Selesaikan diameter luar dengan cara yang sama.

Anda juga harus mengebor lubang untuk koneksi data, 5v, dan ground. Sedikit dremel kecil (0,7mm) sangat cocok untuk ini.

Langkah 7: Menyolder

Menurut pendapat saya ini adalah proyek yang bagus untuk orang yang ingin belajar cara masuk ke penyolderan pemasangan permukaan. Semua komponen penting berukuran besar, tahan panas, dan bantalan berjarak berjauhan satu sama lain. Ini sebenarnya sangat sulit untuk dikacaukan dan merupakan cara yang bagus untuk membangun kepercayaan diri pada penyolderan pemasangan permukaan tanpa harus dipusingkan dengan komponen kecil yang mungil.

Untuk menyolder NeoPixels Anda ke papan Anda, pertama-tama Anda harus menyetor sedikit pasta solder ke setiap bantalan menggunakan jarum suntik atau stensil. Jika Anda memiliki stensil, cukup oleskan gumpalan pasta solder di sekitar stensil seperti lapisan tipis mentega pada roti panggang sampai semua bantalannya tertutup. Anda tidak perlu sebanyak yang Anda kira, teruslah menyebar.

Selanjutnya Anda akan ingin menempatkan komponen Anda di papan Anda. Selama setiap bantalan menyentuh gumpalan solder yang relevan maka Anda cukup dekat. Pasta solder memiliki sifat ajaib ini di mana ketika berubah menjadi cair, ia benar-benar menarik komponen ke tempatnya hampir setiap saat.

Jika Anda terlalu tidak yakin dengan keterampilan menyolder Anda, Anda dapat mengubah kapasitor 0603 ke format yang lebih besar atau melewatkannya sama sekali. Mereka meningkatkan umur NeoPixel tetapi kecuali jika Anda menggunakan ini sebagai sumber cahaya, kemungkinan Anda tidak akan pernah melihatnya terbakar. Karena itu saya sangat menyarankan Anda menginstalnya, hanya karena keterampilan itu berharga untuk dimiliki.

Dalam hal menyolder, itu tidak bisa lebih mudah. Cukup habiskan sekitar dua menit untuk memanaskan papan Anda dengan pistol udara panas, lalu fokuskan lebih banyak area demi area hingga semuanya mengalir kembali. Anda dapat mengetahui kapan itu telah mengalir kembali karena solder berubah menjadi mengkilap dan biasanya komponen tersebut sedikit "bergoyang" pada tempatnya.