PixelPad Indian: badge elettronico programmabile: 11 passaggi

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:01

PixelPad è un badge di sviluppo elettronico basato su un microcontrollore ATmega32U4 e viene fornito con molte funzionalità integrate. L'arte del PCB è ispirata alla cultura, alle arti e ai disegni indiani. Usando PixelPad, puoi usarlo come scheda di sviluppo indossabile come Adafruit Playground Express o LilyPad, oppure puoi usarlo come badge elettronico!

Le caratteristiche di PixelPad possono essere viste di seguito!

Ho attraversato molte arti e dipinti culturali e spirituali indiani per progettare l'arte del PCB e il contorno della scheda. Dopo molte ricerche e inclinazioni, ho progettato un'arte PCB utilizzando Adobe Illustrator.

Passaggio 1: l'idea

Quando ho deciso di costruire un badge elettronico, avevo molte idee. Questo mi ha portato a confusione riguardo a quale devo progettare, letteralmente non mi attengo a un'idea. invece di cambiare rapidamente le idee. Quindi quello che ho fatto è stato elencare le caratteristiche che volevo nel badge che sto progettando. Quindi, ecco i criteri che ho elencato nel processo di creazione di idee.

• Design minimalista
• Dimensioni compatte
• Il design dovrebbe essere indossabile
• Avere abbastanza pinout I/O
• Deve essere alimentato a batteria
• Avere buoni LED che possono essere programmati per qualcosa di utile
• Rappresenta una cultura o un'arte

Dopo aver esaminato l'elenco approssimativo, ho iniziato a cercare quale Microcontrollore, LED devo utilizzare per il Pixelpad. Trovare un buon tema per l'arte è troppo complicato per me, lo sai vero? Non ho quell'abilità!

Passaggio 2: il microcontrollore e i LED Neopixel

Ho deciso di utilizzare il microcontrollore Atmega32U4 per il design del badge. Viene fornito con supporto USB e supporta velocità di trasferimento dati fino a 12 Mbit/s e 1,5 Mbit/s. Può essere utilizzato anche come dispositivo HID. Quindi, ho bloccato con ATmega32U4 come MCU. Puoi sicuramente controllare la scheda tecnica che ho allegato a questo progetto.

Ho usato 12 LED NeoPixel perché ogni led può essere indirizzato e un singolo pin dati necessario per controllare i colori RGB. Quindi, ho deciso di restare con NeoPixels.

Passaggio 3: progettazione di schemi utilizzando Autodesk Eagle

Ho usato Autodesk Eagle CAD per progettare tutti i miei PCB. Ho iniziato a progettare il circuito Schematics in Eagle. I componenti principali che ho usato negli schemi sono spiegati di seguito.

• MIC5219B per un alimentatore da 3,3 V 500 mA per alimentare il microcontrollore
• MCP73831 per la gestione della batteria Li-Po/Li-Ion
• DS1307Z per un RTC I2C
• WS2812 5050 LED RGB
• Risonatore da 8Mhz per il clock esterno dell'ATmega32U4
• Intestazione pin SMD 2×3 per connessione ISP
• Pulsante di ripristino SMD

Passaggio 4: progettazione della scheda

Dopo la progettazione degli schemi, ho iniziato a progettare il circuito stampato (PCB). Per prima cosa, ho posizionato tutti i componenti nell'ordine che volevo. Quindi ha iniziato a instradare manualmente i fili dell'aria. Ho usato una larghezza minima della traccia di 8mils per le tracce. Il design della scheda è per un PCB a due strati. la dimensione complessiva è 66 x 66 mm. Puoi trovare i file di progettazione e i file Gerber allegati alla fine di questo progetto.

Passaggio 5: importa la grafica del PCB sulla scheda

Importa PCB Art sulla scheda

Ho progettato la grafica del PCB in Adobe Illustrator. Puoi utilizzare qualsiasi software di progettazione vettoriale per eseguire questa parte. Puoi usare un illustratore o attenersi a uno opensource come Inkscape. Ho provato un sacco di design e alla fine sono arrivato al design previsto. Dopo aver progettato la grafica, puoi salvarla come formato BMP a 8 bit. Quindi in Eagle, devi importare l'arte su qualsiasi livello di serigrafia. Ho usato il livello del nome. Non voglio il livello dei componenti, quindi ho cancellato i nomi e ho usato il livello per posizionare il disegno. per importare il disegno seguire i passaggi seguenti:

In alto, puoi trovare l'icona ULP, facendo clic sull'icona si apre la finestra popup per selezionare l'ULP. La ricerca per import-BMP apre quindi l'import-Bmp ULP.

Quindi seleziona il file BMP di cui hai bisogno e il livello che desideri posizionare e ridimensionare le misurazioni ecc … e fare clic su OK. Dopodiché, devi posizionare il design nel design del PCB dove desideri.

NB: il design dovrebbe essere in bianco e nero

Ho utilizzato Autodesk Fusion 360 per visualizzare il modello 3D del PCB, ho anche utilizzato Fusion 360 per progettare il contorno della scheda per il livello delle dimensioni. Puoi sicuramente sfruttare il vantaggio dell'integrazione di Fusion 360 e Eagle.

Passaggio 6: esportazione del file Gerber per la produzione

Per produrre il PCB di qualsiasi produttore in tutto il mondo, è necessario che venga inviato loro il file Gerber. Generare il file Gerber in Eagle è semplicissimo. Puoi seguire i passaggi seguenti.

Sul lato destro di Eagle, puoi trovare la scheda Produzione. Fare clic sulla scheda di produzione per visualizzare l'immagine renderizzata del PCB per la produzione. Nella stessa finestra cliccare sul pulsante CAM.

Salva ogni livello in una cartella e comprimi la cartella in un formato zip.

Passaggio 7: produzione PCB

Ci sono molti servizi di produzione di PCB in Cina a un prezzo di $ 5 per 10 PCB. Consiglio personalmente PCBWAY Forniscono PCB di buona qualità e l'assistenza clienti è eccezionale.

Passaggio 8: raccolta dei componenti

I PCB impiegano due settimane per arrivare secondo il metodo di consegna. Nel frattempo, ho iniziato a raccogliere i componenti necessari per il progetto. Ho già alcuni componenti, quindi ho acquistato i componenti rimanenti da diverse fonti. Ma ho dato a tutti i componenti il link al negozio.

Passaggio 9: saldatura dei componenti

Dopo essere arrivati sia i PCB che i componenti. Ho iniziato a saldare i componenti. utilizzando una stazione di saldatura weller we51 con una micro punta per la saldatura. il pacchetto 0805 SMD è un po' difficile da saldare per i nuovi arrivati, ma voi ragazzi ci sarete abituati dopo aver saldato alcuni componenti. Ho anche utilizzato una stazione di rilavorazione ad aria calda ma non è necessaria. Fare attenzione durante la saldatura del microcontrollore e altri circuiti integrati non surriscaldare i circuiti integrati.

Ho anche usato una soluzione detergente per PCB per pulire il PCB dal flusso di saldatura in eccesso.

Passaggio 10: programmazione della scheda indiana Pixelpad

Ho saldato tutti i componenti sul PCB. Per programmare la scheda utilizzando prima l'IDE Arduino, è necessario masterizzare un bootloader Atmega32u4 appropriato sulla scheda. Ho usato il bootloader della scheda micro Sparkfun pro per la mia scheda. Per masterizzare il bootloader di cui hai bisogno è un programmatore ISP oppure puoi utilizzare una scheda Arduino come programmatore ISP. Costruisco io stesso un programmatore USBTiny ISP, visita la mia pagina del programmatore USBTinyISP.

Quando si collega Pixelpad Indian, il LED di alimentazione si accende. Ho scelto la scheda Sparkfun Pro Micro dal gestore della scheda e ho selezionato l'ISP USBTiny come programmatore dalla finestra del programmatore. Quindi fare clic sul bootloader di masterizzazione. Ci vorrà un po' di tempo per bruciare. Dopo aver masterizzato il bootloader, è pronto per la programmazione tramite il cavo micro USB. Ho realizzato uno schizzo di base per mostrare l'ora di un orologio analogico utilizzando i LED NeoPixel e l'RTC. I LED rossi mostrano le ore e il LED blu mostra i minuti.

Passaggio 11: video di lavoro

Spero che questo progetto vi piaccia!

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