पिक्सेलपैड इंडियन: प्रोग्रामेबल इलेक्ट्रॉनिक बैज: 11 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:20

PixelPad ATmega32U4 माइक्रोकंट्रोलर पर आधारित एक इलेक्ट्रॉनिक विकास बैज है और इसमें कई अंतर्निहित विशेषताएं हैं। पीसीबी कला भारतीय संस्कृति, कला और रेखाचित्रों से प्रेरित है। PixelPad का उपयोग करके, आप या तो इसे Adafruit Playground Express या LilyPad जैसे पहनने योग्य विकास बोर्ड के रूप में उपयोग कर सकते हैं, या आप इसे इलेक्ट्रॉनिक बैज के रूप में उपयोग कर सकते हैं!

PixelPad की विशेषताएं नीचे देखी जा सकती हैं!

पीसीबी कला और बोर्ड की रूपरेखा तैयार करने के लिए मैंने कई भारतीय सांस्कृतिक और आध्यात्मिक कलाओं और चित्रों का अध्ययन किया। बहुत सारे शोध और झुकाव के बाद, मैंने Adobe Illustrator का उपयोग करके एक PCB आर्ट डिज़ाइन किया।

चरण 1: विचार

जब मैंने इलेक्ट्रॉनिक बैज बनाने का फैसला किया, तो मैं कई विचारों से गुजरा। इससे मुझे भ्रम होता है कि मुझे किसके डिजाइन की जरूरत है, सचमुच मैं एक विचार के साथ नहीं रहता। इसके बजाय मैं विचारों को तेजी से बदल रहा हूं। तो मैंने क्या किया, मैंने डिज़ाइन किए गए बैज में उन विशेषताओं को सूचीबद्ध किया जो मैं चाहता था। तो यहां वे मानदंड हैं जिन्हें मैंने विचार स्पार्किंग प्रक्रिया में सूचीबद्ध किया है।

• न्यूनतम डिजाइन
• आकार में कॉम्पैक्ट
• डिजाइन पहनने योग्य अनुकूल होना चाहिए
• पर्याप्त I/O पिनआउट प्राप्त करें
• बैटरी चालित होना चाहिए
• अच्छी एल ई डी रखें जो किसी उपयोगी चीज़ के लिए प्रोग्राम करने योग्य हो सकती हैं
• एक संस्कृति या कला का प्रतिनिधित्व करें

किसी न किसी सूची के माध्यम से जाने के बाद, मैंने यह खोजना शुरू किया कि मुझे पिक्सेलपैड के लिए कौन सा माइक्रोकंट्रोलर, एलईडी का उपयोग करने की आवश्यकता है। कला के लिए एक अच्छा विषय खोजना मेरे लिए बहुत जटिल है, आप इसे सही जानते हैं? मेरे पास वह कौशल नहीं है!

चरण 2: माइक्रोकंट्रोलर और नियोपिक्सल एलईडी

मैंने बैज डिज़ाइन के लिए Atmega32U4 माइक्रोकंट्रोलर का उपयोग करने का निर्णय लिया। यह USB सपोर्ट के साथ आता है और 12Mbit/s और 1.5Mbit/s तक डेटा ट्रांसफर दरों को सपोर्ट करता है। इसे HID डिवाइस के रूप में भी इस्तेमाल किया जा सकता है। इसलिए, मैं ATmega32U4 के साथ MCU के रूप में अटका रहा। आप निश्चित रूप से इस परियोजना से जुड़ी डेटाशीट की जांच कर सकते हैं।

मैंने 12 NeoPixel LED का उपयोग किया क्योंकि प्रत्येक एलईडी पता करने योग्य हो सकती है और RGB रंगों को नियंत्रित करने के लिए एक एकल डेटा पिन की आवश्यकता होती है। इसलिए, मैंने NeoPixels के साथ रहने का फैसला किया।

चरण 3: ऑटोडेस्क ईगल का उपयोग करके योजनाबद्ध डिजाइनिंग

मैंने अपने सभी पीसीबी को डिजाइन करने के लिए ऑटोडेस्क ईगल सीएडी का इस्तेमाल किया। मैंने ईगल में सर्किट स्कैमैटिक्स डिजाइन करना शुरू किया। योजनाबद्ध में मैंने जिन मुख्य घटकों का उपयोग किया है, उन्हें नीचे समझाया गया है।

• माइक्रोकंट्रोलर को बिजली देने के लिए 3.3V 500ma बिजली की आपूर्ति के लिए MIC5219B
• ली-पो / ली-आयन बैटरी प्रबंधन के लिए एमसीपी७३८३१
• I2C RTC के लिए DS1307Z
• WS2812 5050 आरजीबी एलईडी
• ATmega32U4 को बाहरी रूप से देखने के लिए 8Mhz रेज़ोनेटर
• आईएसपी कनेक्शन के लिए 2×3 एसएमडी पिन हैडर
• एसएमडी रीसेट पुश बटन

चरण 4: बोर्ड डिजाइनिंग

योजनाबद्ध डिजाइनिंग के बाद, मैंने प्रिंटेड सर्किट बोर्ड (पीसीबी) डिजाइन करना शुरू किया। सबसे पहले, मैंने सभी घटकों को उस क्रम में रखा जो मैं चाहता था। फिर हवा के तारों को मैन्युअल रूप से रूट करना शुरू किया। मैंने ट्रेस के लिए न्यूनतम ट्रेस चौड़ाई 8mils का उपयोग किया। बोर्ड का डिज़ाइन दो-परत पीसीबी के लिए है। समग्र आयाम 66 x 66 मिमी है। आप इस प्रोजेक्ट के अंत में संलग्न डिज़ाइन फ़ाइलें और Gerber फ़ाइलें पा सकते हैं।

चरण 5: बोर्ड को पीसीबी कला आयात करें

बोर्ड को पीसीबी कला आयात करें

मैंने Adobe Illustrator में PCB आर्ट डिज़ाइन किया है। इस भाग को करने के लिए आप किसी भी वेक्टर डिजाइनिंग सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं। आप या तो इलस्ट्रेटर का उपयोग कर सकते हैं या इंकस्केप जैसे ओपनसोर्स के साथ चिपके रह सकते हैं। मैंने बहुत सारे डिज़ाइन की कोशिश की और अंत में, मैंने इसे अपेक्षित डिज़ाइन के अनुरूप बनाया। कला को डिजाइन करने के बाद आप इसे 8-बिट बीएमपी प्रारूप के रूप में सहेज सकते हैं। फिर ईगल में, आपको कला को किसी भी सिल्क्सस्क्रीन परत पर आयात करने की आवश्यकता होती है। मैंने नाम परत का इस्तेमाल किया। मुझे घटक परत नहीं चाहिए इसलिए मैंने नाम हटा दिए और डिज़ाइन को रखने के लिए परत का उपयोग किया। डिज़ाइन आयात करने के लिए नीचे दिए गए चरणों का पालन करें:

शीर्ष पर, आप यूएलपी आइकन ढूंढ सकते हैं, आइकन पर क्लिक करके आपको यूएलपी चुनने के लिए पॉपअप विंडो मिलती है। आयात-बीएमपी की खोज तब आयात-बीएमपी यूएलपी खोलती है।

फिर आपको जिस बीएमपी फ़ाइल की आवश्यकता है और जिस परत को आप रखना चाहते हैं और माप आदि को मापना चाहते हैं … का चयन करें और ठीक पर क्लिक करें। उसके बाद, आपको उस डिज़ाइन को PCB डिज़ाइन में रखना होगा जहाँ आप चाहते थे।

ध्यान दें: डिजाइन काले और सफेद रंग में होना चाहिए

मैंने PCB के 3D मॉडल को देखने के लिए Autodesk Fusion 360 का उपयोग किया, मैंने आयाम परत के लिए बोर्ड की रूपरेखा तैयार करने के लिए Fusion 360 का भी उपयोग किया। आप निश्चित रूप से फ्यूजन 360 और ईगल एकीकरण का लाभ उठा सकते हैं।

चरण 6: विनिर्माण के लिए Gerber फ़ाइल निर्यात करना

दुनिया भर में किसी भी निर्माता से पीसीबी के निर्माण के लिए, आपको उन्हें भेजी गई Gerber फ़ाइल की आवश्यकता होती है। ईगल में Gerber फ़ाइल बनाना बहुत आसान है। आप नीचे दिए गए चरणों का पालन कर सकते हैं।

ईगल के दाईं ओर, आप मैन्युफैक्चरिंग टैब पा सकते हैं। विनिर्माण टैब पर क्लिक करें आप विनिर्माण के लिए पीसीबी की प्रदान की गई छवि देख सकते हैं। उसी विंडो में CAM बटन पर क्लिक करें।

प्रत्येक परत को एक फ़ोल्डर में सहेजें और फ़ोल्डर को ज़िप प्रारूप में संपीड़ित करें।

चरण 7: पीसीबी विनिर्माण

चीन में बहुत सारी PCB निर्माण सेवाएँ हैं जो 10 PCB के लिए $5 जितनी सस्ती हैं। मैं व्यक्तिगत रूप से PCBWAY की अनुशंसा करता हूं कि वे अच्छी गुणवत्ता वाले PCB प्रदान करते हैं और ग्राहक सेवा सहायता बहुत बढ़िया है।

चरण 8: घटक एकत्रित करना

पीसीबी को डिलीवरी के तरीके के हिसाब से आने में दो हफ्ते लगते हैं। इस बीच, मैंने परियोजना के लिए आवश्यक घटकों को एकत्र करना शुरू कर दिया। मेरे पास पहले से ही कुछ घटक हैं, इसलिए मैंने शेष घटकों को विभिन्न स्रोतों से खरीदा। लेकिन मैंने सभी घटकों को स्टोर का लिंक दे दिया है।

चरण 9: घटकों को मिलाप करना

पीसीबी और घटकों दोनों के आने के बाद। मैंने घटकों को टांका लगाना शुरू कर दिया। सोल्डरिंग के लिए माइक्रो टिप के साथ वेलर We51 सोल्डरिंग स्टेशन का उपयोग करना। ०८०५ एसएमडी पैकेज नवागंतुकों के लिए सोल्डरिंग के लिए थोड़ा कठिन है, लेकिन कुछ घटकों को मिलाने के बाद आप लोग इसके अभ्यस्त हो जाएंगे। मैंने हॉट एयर रीवर्क स्टेशन का भी इस्तेमाल किया लेकिन यह जरूरी नहीं है। माइक्रोकंट्रोलर को सोल्डर करते समय सावधान रहें और अन्य IC, IC को ज़्यादा गरम न करें।

मैंने अतिरिक्त मिलाप प्रवाह से पीसीबी को साफ करने के लिए एक पीसीबी सफाई समाधान का भी उपयोग किया।

चरण 10: पिक्सेलपैड भारतीय बोर्ड की प्रोग्रामिंग

मैंने पीसीबी के सभी घटकों को मिलाया। Arduino IDE का उपयोग करके बोर्ड को प्रोग्राम करने के लिए पहले हमें बोर्ड में एक उपयुक्त Atmega32u4 बूटलोडर को बर्न करना होगा। मैंने अपने बोर्ड के लिए स्पार्कफुन प्रो माइक्रो बोर्ड के बूटलोडर का उपयोग किया। बूटलोडर को जलाने के लिए आपको ISP प्रोग्रामर की आवश्यकता है या आप ISP प्रोग्रामर के रूप में Arduino बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं। मैं स्वयं एक USBTiny ISP प्रोग्रामर बनाता हूं, मेरे USBTinyISP प्रोग्रामर पेज पर जाता हूं।

Pixelpad Indian को कनेक्ट करते समय, पावर एलईडी जलेगी। मैंने बोर्ड मैनेजर से स्पार्कफुन प्रो माइक्रो बोर्ड को चुना और प्रोग्रामर विंडो से USBTiny ISP को प्रोग्रामर के रूप में चुना। फिर बर्न बूटलोडर पर क्लिक करें। जलने में थोड़ा समय लगेगा। बूटलोडर को जलाने के बाद, यह माइक्रो यूएसबी केबल के माध्यम से प्रोग्राम करने के लिए तैयार है। मैंने NeoPixel LED और RTC का उपयोग करके एनालॉग क्लॉक टाइम दिखाने के लिए एक बेसिक स्केच बनाया। लाल एलईडी घंटे दिखाती है और नीली एलईडी मिनट दिखाती है।

चरण 11: कार्य वीडियो

मुझे आशा है कि आप लोगों को यह परियोजना पसंद आएगी!

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