PCB con luce ad anello LED fai-da-te per microscopi!: 6 passaggi (con immagini)

2024 Autore: John Day | [email protected]. Ultima modifica: 2024-01-30 10:02

Sono tornato e questa volta ho messo alla prova le mie capacità di progettazione di tavole!

In questo tutorial ti mostro come ho progettato la mia luce ad anello per microscopio e alcune sfide che ho incontrato lungo il percorso. Ho comprato un secondo microscopio per l'elettronica e, a differenza del mio primo, non era dotato di una luce ad anello. Dopo una rapida ricerca su google ho scoperto che le buone luci ad anello sono un po 'costose quasi senza motivo, forse non stavo guardando nel posto giusto ma non ero soddisfatto dei prezzi. Non potevo permettermi di pagare nemmeno 30 dollari per una luce a causa di quello che è. Voglio dire che fondamentalmente è solo una luce flash, perché costano così tanto? Dopo aver realizzato che non volevo comprarne uno, ho pensato che sarebbe stata una cosa divertente da fare da me! Adoro progettare schede e saldare, oltre a progetti divertenti, quindi proviamoci! La mia luce è dotata di 48 led luminosi bianco/giallo tenue che possono essere accesi in gruppi o tutti in una volta e possono essere dimmerati. È un accessorio davvero utile di cui qualsiasi microscopio può beneficiare! Questo progetto mostra quanto siano utili i PCB prototipo poiché ho finito per fare alcuni errori con il primo progetto e ho dovuto inviare un secondo lotto con gli aggiornamenti. Questo avrebbe potuto essere molto costoso se avessi pensato che tutto andasse bene e avessi ordinato dozzine di tavole la prima volta, ma esamineremo tutto lungo la strada! Assicurati di controllare il PDF per immagini più chiare dello schema. Questo progetto è sponsorizzato da JLC PCB, controlla il loro sito Web e guarda il mio video per ulteriori informazioni sui loro servizi!

Forniture

Tutto il necessario per questa tavola può essere trovato nei file allegati

Passaggio 1: guarda il video che copre l'intera build e segui i passaggi per ulteriori informazioni

Sto cercando di aumentare il valore della mia produzione per i miei progetti, quindi qualsiasi consiglio e critica costruttiva è ben accetto! Questo è solo un hobby per me, ma voglio migliorare e vedere dove può andare:)

Passaggio 2: primo progetto

Il mio obiettivo durante la realizzazione era quello di avere una luce ad anello molto luminosa e compatta con alcune funzionalità aggiuntive. Volevo attivare 1 dei 4 gruppi di led uno alla volta o tutti contemporaneamente. Questa potrebbe non essere una caratteristica desiderabile per tutti, ma volevo proiettare la luce a determinate angolazioni per illuminare gli oggetti in modo diverso per determinate applicazioni e fotografie. Il circuito di controllo ha consumato una discreta quantità di spazio sulla mia piccola scheda di dimensioni freemium eagle, ma questo ha reso più divertente da capire.

L'idea di controllare i led nel primo progetto era davvero semplice, ma grazie alla mia impazienza mi sono ritrovato a risolvere alcuni problemi e ad aggiungere funzionalità per il secondo progetto, ma lo approfondiremo in pochi passaggi. I 48 led sono a gruppi di 12 composti da 3 set di led in parallelo con 4 in serie. Ogni gruppo è controllato da un transistor e il transistor è controllato da un segnale alto proveniente da un contatore di decadi che sposta le sue uscite in base a un ingresso di clock manuale (pulsante). Ci sono 4 gruppi di led ma abbiamo bisogno di 5 uscite contatore decadi per accendere 1-4 e il 5° per accenderli tutti. Ogni base a transistor è collegata a un'uscita che ne consente l'accensione. Come utilizziamo la 5a uscita per accendere tutti i led senza entrare in conflitto con altri gruppi quando attivati da soli? Diodi! La quinta uscita del contatore è collegata a 4 diodi con i loro anodi in parallelo e i loro catodi in esecuzione su ciascuna base del transistor. Questo ci permette di attivare tutti i transistor contemporaneamente senza che la corrente si diffonda in altre basi quando 1 dei 4 gruppi viene attivato da solo. I 48 led richiedono un'alimentazione a 12 volt (4 led in serie x3v=12v) e il circuito di controllo richiede 5 volt quindi usiamo un'alimentazione a 12 volt e aggiungiamo un regolatore lineare da 5 volt per far cadere la tensione per alimentare i circuiti di controllo. Dopo aver saldato tutto, non ha funzionato correttamente:(. All'inizio ero deluso, ma mi sono reso conto che questo di solito fa parte del processo durante la progettazione delle schede. Ti viene un'idea, la realizzi, trovi i problemi e li risolvi. I ho imparato a non aspettarmi mai che qualcosa funzioni prima prova e così facendo quando qualcosa funziona prima prova sono davvero sorpreso, ma fa tutto parte del processo. Forse ti starai chiedendo perché ho progettato tutto usando parti smd e la risposta è semplice. Sto usando la versione gratuita di eagle Sono bloccato con una dimensione massima della tavola e non può essere più grande di quella che mi è venuta in mente, quindi tutto deve esistere su una tavola che misura 90 mm con un grosso pezzo mancante nel centrale che ci lascia con una superficie molto piccola di 18 mm di larghezza. Se usassi led con foro passante, dovrei instradare intorno ai cavi e ciò richiederebbe troppo tempo. Forse in futuro però? A proposito, instradare le incisioni su un cerchio era divertente.

Passaggio 3: primi errori di progettazione e modifiche necessarie per farlo funzionare

Dopo aver risolto il problema del primo progetto, mi sono reso conto che c'erano troppi errori per lasciar perdere. Gli errori sono i seguenti;

• Il pin di abilitazione dell'orologio per il contatore delle decadi non era collegato a terra, il che significava che non avrebbe funzionato
• La sequenza dell'orologio è stata incasinata a causa del salto di Q3 nello schema
• Ai transistor a doppio pacchetto non piaceva giocare bene tra loro
• I diodi in serie con il resistore di base del transistor non lasciavano passare abbastanza corrente per attivare i transistor.

Per far funzionare il progetto ho sostituito i transistor a doppio pacchetto con quelli a pacchetto singolo, ho spostato la posizione del catodo del diodo in modo che funzioni in parallelo con il resistore di base e ho corretto gli errori con il circuito di controllo. Ho usato un filo di rame molto sottile per eseguire tutte le mie incisioni mod. Dopo aver avuto una scheda di lavoro, ho caricato tutte le correzioni in eagle per il round 2!

Passaggio 4: Progetta 2 con funzionalità aggiuntive

Dopo aver affrontato tutti i problemi con il primo progetto, sono andato avanti e ho aggiunto un dimmer esterno utilizzando un dimmer PWM ad anodo comune che ho acquistato su Amazon. Il primo design mancava di una funzione dimmer e la scheda era troppo affollata per aggiungerne altro, quindi ho sperimentato con un Amazon economico e ho scoperto che ha funzionato! Invece di legare tutti i led in alto a 12v, ora sono legati in alto al segnale PWM che è un pad aggiuntivo sulla scheda. Copro di più il dimmer nel mio video.

Oltre al dimmer ho aggiunto resistori ai gruppi led e resistori pulldown alla base dei transistor come misura "just in case". Al momento non vengono utilizzati, ma è meglio prevenire che curare e ho aggiunto un interruttore tattile alla scheda invece di montarla esternamente. L'intento originariamente era quello di utilizzare una custodia, ma dopo aver visto quanto fosse compatto ho abbandonato l'idea nel round 2. Ho saldato tutti i led accesi, seguiti da tutte le altre parti e l'ho testato e ha funzionato! Proprio come dovrebbe! È anche molto luminoso! Se vuoi davvero mettere alla prova la tua pazienza, vai avanti e salda a mano un totale di 96 fragili led. Amano sciogliersi se impieghi anche solo un secondo di troppo per saldarli. Nota che r7-r10 non ha valori elencati, ho usato resistori da 100 ohm ma questo valore potrebbe cambiare a seconda delle tue esigenze. Nota che r11-r14 non hanno valori perché non vengono utilizzati. Nota che c2 e c3 hanno i valori errati elencati. Ho finito per usare i caps 16uf non 0.1uf. (tutti i condensatori e le resistenze smd sono 0805)

Passaggio 5: il consiglio funziona. Ora cosa?

Ora è il momento di renderlo montabile. Per fare questo ho usato due aste di accoppiamento filettate e viti a testa zigrinata. Ho preso in prestito l'idea da altre luci.

Ho graffiato le aste distanziatrici dell'accoppiatore e ho usato resina epossidica in due parti per farle aderire alla tavola. Se dovessi rivisitare questo progetto in futuro, potrei pianificare la montatura a livello della scheda.

Passaggio 6: questo è un involucro

Sì, ho pulito il prodotto finale con molto alcol. Durante il montaggio e il test ho usato molta colofonia e avrei dovuto pulire a lungo ma ero troppo distratto nel farlo funzionare. Spero davvero che ti sia piaciuto questo tutorial tanto quanto ho fatto io a realizzarlo. Se dovessi realizzare una versione 3 di questo progetto, aggiungerei un pressacavo per il cavo di alimentazione, mi prenderei il tempo necessario per implementare il mio dimmer nella scheda e pianificare meglio il supporto. A parte questo, sono davvero entusiasta di come sia andata a finire e sì, potrebbe essere stato un percorso strano per prendere il sopravvento solo acquistandone uno, ma molte persone non si rendono conto di quanto sia divertente e gratificante farlo da soli. Alla fine avevo abbastanza parti per 3 o più schede complete, il che risulta essere più economico rispetto all'acquisto di tre. Se hai intenzione di farlo da solo, assicurati di utilizzare jlcpcb.com per il tuo ordine. Riceverai 5 tavole professionali con la tua scelta di colore per soli 2 dollari!

Grazie per essere arrivato fino a questo punto e se ti è piaciuto questo progetto assicurati di seguirmi qui e sul mio canale youtube! Ci vediamo la prossima volta!

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