MagicCube - Tryck för att ändra färg: 6 steg (med bilder)

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:42

Fusion 360 -projekt »

Välkommen till min första instruerbara. Jag hoppas att du kan följa alla steg. Om det finns några frågor, fråga så lägger jag till innehållet i instruktionsboken.

Tanken med detta projekt var att bygga och utveckla en liten kub med specialeffekt som julklapp. Alla mina familjemedlemmar fick en av dessa och de var verkligen glada över att få en.

Steg 1: Koncept och material

Konceptet inspirerades av ett annat projekt. Själva kuben ska ha en liten storlek, totalt är den 39 mm^3.

Min inställning var ett tillgängligt gränssnitt för att ladda kuben. Vanligast är mikro -USB idag.

Lade till en LIS3DH -sensor för att mäta kranarna (jag använde den i ett annat projekt, så jag är bekant med den).

Jag vill ha en fysisk PÅ/AV -omkopplare.

Beslutade också att använda några WS2812b lysdioder, de är lätta att använda och ger fint ljus.

Det finns nu möjlighet att få ett komplett kit eller en monterad kretskort över Tindie, om du inte har kompetensen eller

verktyg för lödning och tryckning av detta projekt.

Håltrycken är tryckta med PLA från das Filament

Skrivarna är en Ender 2 och en Ender 3 pro.

Listan över material är lång, eftersom jag listar varje motstånd. Nästan alla delar är SMD -delar.

Verktyg du behöver:

• lödkolv
• 3d skrivare
• dator med Arduino IDE
• USBTinyISP (Detta eller detta testas)
• Lim
• Varmluftspistol eller liten flödesugn
• lödpasta

Materialförteckning:

• 1x PCB PCBway eller monterad PCB
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• 16 MHz kristall Digikey
• 1x LIS3DH Digikey
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED grön (0603) Digikey
• 1x LED orange (0603) Digikey
• 1x batteri med molex picoblade -kontakt (503035 eller 303035 eller 603030)
• 1x TP5400 Aliexpress
• 1x TLV70233 Digikey
• 1x Micro USB -port Digikey
• 1x skjutbrytare Digikey
• 1x molex 2p -kontakt Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x 4, 7uH induktor (3015) Digikey
• 1x SS32 -diod Digikey
• 2x BSS138 transistor Digikey
• 7x 10k Ohm motstånd (0603)
• 4x 1uF lock (0603)
• 7x 100nF lock (0603)
• 4x 22uF lock (0805)
• 2x 10uF lock (0805)
• 1x 4, 7uF Tantalcap (3216A)
• 1x 330 Ohm motstånd (0603)
• 1x 500k Ohm motstånd (0603)
• 3x 5k Ohm motstånd (0603)

När du bestämmer dig för att använda programmeringsadaptern behöver du också pogo-pins.

Något så här: Pogo Pins

Diameter bör vara 2 mm och längd 3 mm. Sedan passar de inuti hålen och ansluter perfekt till kretskortet.

Steg 2: 3D -tryckt fodral

Fodralet designades i Autodesk Fusion360. Jag gjorde alla steg där inne, huset, adapterdesignen för pogo -stiften och även den grundläggande formen på kretskortet!

Det finns en trevlig export- och samarbetsfunktion i Fusion360 och Eagle, så att du kan dra och driva dina ändringar av kretskortet från ett program till det andra.

Fick reda på hur detta fungerar genom att titta på en YouTube -video:

Fusion360 PCB -form

Jag väljer mina utskriftsinställningar för att ha mindre att göra när fodralet skrivs ut. Allt är utformat för att inte ha mycket stöd och utskrift av bra kvalitet. Bara strömbrytaren behöver lite stöd, men den är verkligen liten. Det är bättre att skriva ut det med Brim.

• Skikt 0,15
• Tjocklek på väggar 2
• Infill 20%

Steg 3: PCB-layout

PCB -layouten har inte en hög komplexitet. Alla steg gjordes med Autodesk Eagle.

Det finns några grundläggande moduler baserade på:

• ATmega328P baserat på en Arduino Nano
• Två BSS138 -transistorer för nivåväxling
• Tre WS2812b lysdioder
• Batterihantering och strömkrets
• accelerometern
• möjlighet att löda ett 3x1 stifthuvud på kortet för seriell anslutning

Steg 4: Lödning

När du lödar detta med en återflödningsugn är det mycket lättare att göra en stencil eller köpa den. Annars kommer du att lägga mycket tid på att lägga lödpastan på dynorna. Det rekommenderas att använda en återflödningsugn.

Använd lödpasta med låg temperatur, eftersom lysdioderna kan ta skada vid höga temperaturer. Det här var en hård lektion för mig och det är inte särskilt roligt att lösa dessa lysdioder.

Hur applicerar man lödpasta på kretskortet?

Här är också en användbar video från youtube: Hur man applicerar lodpasta

Efter applicering av lödpastan måste du placera delarna på rätt plats. Jag märkte att det är mycket lättare att placera delarna genom att ha en layout med delvärdena. Så jag gjorde kretskortet med delarnas värden och du kan ladda ner det. När en del inte är klar, låt mig nu.

LED7 = grön

LED3 = grön

LED4 = orange

Var noga med förpackningsmärkningen när du placerar IC: erna! Fel lödd kan skada din bräda och komponenter!

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Efter lödning i återflödesugn måste du löda de fyra fästpunkterna på mikro -USB -porten, annars går det sönder och kan skada dina PCB -spår.

Steg 5: Programmering av din styrelse

För detta steg behöver du:

• USBTinyISP
• Trådar och lödkolv
• Pogo Pins (tillval)
• 3D -tryckt adapter för programmering (tillval)
• Arduino IDE

För att programmera Atmega på kretskortet behöver du USBTinyISP -programmeraren. Det är bara möjligt att programmera mikrokontrollen med ISP -gränssnitt. Det finns ingen USB till serieomvandlare på kretskortet, så det är inte möjligt att programmera med mikro -USB -porten.

På PCB: s undersida kan du se testplattor med olika markeringar för ISP -gränssnittet. Det finns två alternativ nu, lödningstrådar till dessa dynor eller användning av pogo-pins för att ansluta till dem.

I mitt fall använde jag några pogo -stift eftersom jag bygger mer än en. Adaptern kan du hitta som en.stl -fil för att skriva ut och få rätt positioner för pogo -stiften.

Efter att du har anslutit programmeraren via ISP -gränssnittet till kretskortet kan du starta Arduino IDE.

OBS: Mikrokontrollern visas inte som en seriell port i Arduino IDE !

Ändra inställningarna på ditt kort under verktyg:

• Välj "Arduino Nano" som ditt Arduino -kort
• Välj inte någon port!
• Byt programmerare till "USBtinyISP"

Ta en titt på bilderna.

Nu är du redo att programmera ATmega!

1. Burning Bootloader
2. Programmering

Först måste du bränna startladdaren. Detta steg kommer att bränna säkringarna och låter mikrokontrollen komma ihåg vem det är. Välj detta i Arduino IDE under "verktyg" -> "Burn Bootloader".

Medan detta borde LED7 på kretskortet visa ett blinkande beteende. Efter lyckad bränning blinkar lysdioden med en fast frekvens. Grattis, din bräda är klar.

Steg 6: Montering och funktioner

Montering

När alla delar skrivs ut och kretskortet är programmerat framgångsrikt kan du montera kuben. För detta steg behöver du limet. På grund av den lilla storleken experimenterade den med snäpppassade leder, men jag hade inte tillräckligt med tid till jul. Beslutet att limma ihop det var också bra.

För montering, ta en titt på bilderna. De visar också varje steg.

1.) Anslut batteriet med kretskortet, ibland är det lättare att sätta in batteriet först i basen.

2.) Sätt in kretskortet i basen. Kretskortet passar bara i en position, så det finns ingen möjlighet att sätta det på fel sätt. Du kan fixa kretskortet med lite hett lim, än att accelerometern fungerar bättre, för det finns inget skramlande av kretskortet.

3.) Sätt i skjutreglaget. För att kontrollera om omkopplaren är korrekt monterad kan du slå på och av den.

4.) Ta lite lim till kanten av basen, som kommer att vara inuti kuben. Var noga med att inte limma skjutreglaget. Du behöver inte mycket lim.

5.) Anslut basen och Lightcube tillsammans och medan limmet torkar, lägg något tungt på det.

6.) När limmet har torkat, ladda batteriet och njut:)

Funktioner

När limmet är torkat och du kan använda din kub, här är de grundläggande funktionerna:

• Laddning - Orange LED under laddning
• Laddning - Grön lysdiod när laddningen är klar
• Skjut omkopplaren för att slå på/av MagicCube
• Tryck en gång för att ändra färg
• Tryck två gånger för att stänga av lysdioderna
• Du kan knacka på ett bord eller ett skrivbord där MagicCube står
• Ha så kul

Tvåa i Make it Glow Contest 2018