स्क्रैच से कस्टम NeoPixel के छल्ले !: 8 कदम (चित्रों के साथ)

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:22

NeoPixel के छल्ले, और सामान्य रूप से NeoPixels, सभी प्रकार के निर्माताओं के लिए सबसे लोकप्रिय इलेक्ट्रॉनिक घटकों में से हैं। अच्छे कारण के लिए भी, किसी भी लोकप्रिय माइक्रोकंट्रोलर से एक पिन के साथ Adafruit किसी भी प्रोजेक्ट में भव्य LED और एनिमेशन जोड़ना बेहद आसान बनाता है।

दुर्भाग्य से वे काफी महंगे हैं, और Adafruit केवल चार आकार बेचता है। कई निर्माताओं को यह एहसास नहीं है कि NeoPixel केवल Adafruit की कुछ समान एलईडी चिप्स की ब्रांडिंग है, जिनका नाम क्रमशः WS2812, WS2811 और SK6812 है। सभी एडफ्रूट क्या यह चिप लेता है और इसे एक सर्किट बोर्ड पर रखता है, साथ में एक मोटी प्रीमियम चार्ज करता है। Adafruit के ऐसा करने में कुछ भी गलत नहीं है क्योंकि यह NeoPixels को सभी के लिए सुलभ बनाता है, लेकिन यदि कोई केवल स्वयं बोर्ड बनाता है तो कोई भी Adafruit के मॉडलों की लागत का लगभग 15% (24 के लिए) किसी भी आकार या डिज़ाइन के कस्टम आकार बना सकता है। एलईडी रिंग)($3)। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि वे आपकी जरूरत के किसी भी आकार के नहीं हो सकते हैं! इसके बावजूद, ऐसा नहीं लगता कि किसी ने ऐसा करने के लिए बिल्कुल कोई गाइड बनाया है।

इसलिए, जब मुझे अपने काम कर रहे सैमस आर्म तोप प्रोजेक्ट (जल्द ही आ रहा है) के लिए एक कस्टम कंपाउंड रिंग की आवश्यकता थी, तो मुझे लगा कि प्रक्रिया का दस्तावेजीकरण क्यों नहीं किया जाए।

इस ट्यूटोरियल में मैं आपको दिखाऊंगा कि मैंने यह कस्टम रिंग कैसे बनाई, और आप अपनी खुद की रिंग कैसे बना सकते हैं।

चरण 1: आपको क्या चाहिए:

विधि की परवाह किए बिना हमेशा आवश्यक:

• ws2128b एलईडी (नियोपिक्सल)
• 1uf कैप्स (प्रत्येक दो एलईडी के लिए 1) (तकनीकी रूप से वैकल्पिक)
• कंधे पर लगाई जाने वाली क्रीम
• फ्लक्स (अनुशंसित लेकिन वैकल्पिक)

हॉट एयर गन

यदि आप अपने बोर्ड को पेशेवर रूप से निर्मित करना चुनते हैं तो आपको बस इतना ही चाहिए। यदि, हालांकि, आप इसके बजाय टोनर ट्रांसफर विधि का उपयोग करके अपने बोर्ड का निर्माण करना चुनते हैं, तो आपको निम्नलिखित घटकों की भी आवश्यकता होगी। मैंने व्यक्तिगत रूप से टोनर ट्रांसफर विधि का उपयोग नहीं किया, हालांकि मेरी विधि इस ट्यूटोरियल के दायरे से बाहर है। मैं एक ट्यूटोरियल पोस्ट करने की योजना बना रहा हूं कि मैं वास्तव में कैसे पीसीबी बनाता हूं, इसलिए उसके लिए देखें!

घर का बना बोर्ड (टोनर ट्रांसफर मेथड):

• कॉपर क्लैड बोर्ड
• फ़ेरिक क्लोराइड
• पीसीबी पेपर
• लेजर प्रिंटर
• सोल्डर मास्क फिल्म (सोल्डर मास्क के लिए वैकल्पिक)
• यूवी स्रोत (सोल्डर मास्क के लिए वैकल्पिक)
• पारदर्शिता (सोल्डर स्टैंसिल के लिए वैकल्पिक)
• डरमेल वर्कस्टेशन

.यहां मेरी सभी फाइलें, डिप्ट्रेस लाइब्रेरी और मॉडल हैं।

उन लोगों के लिए जो यह सोच रहे हैं कि कीमत की तुलना कैसे खराब है, इसकी तुलना Adafruit 24 LED रिंग से करें, जिसकी कीमत $ 17 + शिपिंग है। प्रति LED लागत: Adafruit: 17/24 = $ 0.70। हाइपरियन: ७/१००=% ०.०७

अतिरिक्त लागत: एडफ्रूट: ($ 4) शिपिंग, हाइपरियन: $ 1 (कॉपर बोर्ड) + $ 0.50 (फेरिक क्लोराइड) (मुफ्त शिपिंग)

संपूर्ण: Adafruit: $21, HyperIon: $3.18

जैसा कि आप देख सकते हैं कि यह बहुत सस्ता है, 15% लागत। यहां तक कि अगर आप शिपिंग को अनदेखा करते हैं तो हाइपरआयन संस्करण केवल $ 3.18 पर आता है, $ 17 की तुलना में भारी लागत बचत।

चरण 2: पीसीबी डिजाइन भाग एक! एलईडी प्लेसमेंट

किसी भी NeoPixel आकार को बनाने में पहला कदम एल ई डी की नियुक्ति है। मैंने एक उपयोगी छोटा एक्सेल दस्तावेज़ बनाया है जिसका उपयोग आप किसी भी डिज़ाइन के लिए कर सकते हैं जिसे आप त्रिज्या का पालन करना चाहते हैं।

बस एल ई डी की संख्या, उस अंगूठी का प्रतिशत जिसे आप कवर करना चाहते हैं, और त्रिज्या इनपुट करें और यह स्वचालित रूप से स्थिति और कोण निर्देशांक उत्पन्न करता है जिसे आपको अपने एल ई डी रखना चाहिए। फिर आप सबसे लोकप्रिय डिपट्रेस, एक्सप्रेसपीसीबी, या ईगलपीसीबी में जा सकते हैं और अपने घटकों के गुणों में निर्देशांक सम्मिलित कर सकते हैं। मैंने व्यक्तिगत रूप से डिपट्रेस का उपयोग किया है और आप मेरे सभी घटकों और पुस्तकालयों को घटक अनुभाग में पा सकते हैं।

इस परियोजना के लिए मैंने ३४ और २४ मिलीमीटर त्रिज्या के दो छल्लों का उपयोग करना चुना। बाहरी त्रिज्या में 20 पिक्सेल थे और आंतरिक त्रिज्या में 6 थे।

*बोनस* यदि आप जिस सीएडी प्रोग्राम का उपयोग कर रहे हैं (जैसे डिपट्रेस) उसके केंद्र बिंदु से एक सर्कल की नियुक्ति की अनुमति नहीं देता है, तो अपने बाहरी त्रिज्या और अपने आंतरिक त्रिज्या के व्यास में दो रेखाएं खींचें। चौराहों को एक दूसरे के साथ संरेखित करें और इसे अपने मूल के रूप में फिर से परिभाषित करें। अब आपके पास पूरी तरह से गाढ़ा बोर्ड है!

चरण 3: पीसीबी डिजाइन भाग दो! रूटिंग और कैपेसिटर

आपका मुद्रित सर्किट बोर्ड बनाने का अगला चरण आपके एल ई डी के बीच आपके कनेक्शन बना रहा है। NeoPixels में प्रत्येक में एक डेटा-इनपुट पैड और एक डेटा-आउटपुट पैड होता है। पहले एक पिक्सेल के डेटा-आउट पिन से अगले पिक्सेल के डेटा-इन पिन तक जाने के लिए, जहां आप अपना इंटरफ़ेस पिन रखने की योजना बनाते हैं, उसके निकटतम पिक्सेल से शुरू होने वाली एक लंबी श्रृंखला बनाएं।

उसके बाद आपको पावर और ग्राउंड को रूट करना होगा। ऐसा करने के लिए मैं जो सबसे आसान तरीका लेकर आया हूं, वह है मंडलियों और अर्ध-वृत्तों के संयोजन का उपयोग करना, कुल मिलाकर चार, शक्ति और जमीन के बीच बारी-बारी से जब आप मूल से बाहर की ओर बढ़ते हैं। इससे एक छोटा "जम्पर" कनेक्शन बनाना आसान हो जाता है, जैसा कि एलईडी के बाद से हर बार मैन्युअल रूप से वायरिंग करने के लिए, दो बार किया जाता है। वृत्तों/अर्ध-वृत्तों के दो जोड़े तब एक साथ बाँधे जा सकते हैं, जो भी सबसे सुविधाजनक हो। अंत में, एक तांबा डालना जोड़ा जाता है। यह अनिवार्य रूप से सभी अतिरिक्त स्थान को "ग्राउंड" से भरने का कारण बनता है, जिसमें घर पर निर्माण करना आसान होने सहित कई फायदे हैं।

आप दो एलईडी के प्रत्येक सेट के बीच बिजली और जमीन के बीच एक मोटे तौर पर.1uf संधारित्र स्थापित करना चाहेंगे। निर्माण प्रति एलईडी एक की सिफारिश करता है, हालांकि इसकी संभावना प्रति दो में से एक करेगी और वे मिलाप में समय ले रहे हैं। डिवाइस की कार्यक्षमता के लिए ये आवश्यक नहीं हैं, वे केवल एल ई डी के जीवनकाल में सुधार करते हैं, इसलिए यदि आवश्यक हो तो उन्हें अनदेखा किया जा सकता है।

चरण 4: मुद्रित सर्किट बोर्ड नक़्क़ाशी

इस चरण को पूरा करने के लिए आपके पास दो विकल्प हैं:

व्यावसायिक विनिर्माण:

यदि आपने कभी पीसीबी नहीं बनाया है और ऐसा करने के लिए कौशल हासिल करने में कोई दिलचस्पी नहीं है, तो मैं यही सलाह दूंगा। अपने बोर्ड को पेशेवर रूप से निर्मित करने से इस परियोजना की कठिनाई उच्च मध्यवर्ती से शुरुआती तक जाती है। आपके बोर्ड को उच्च गुणवत्ता की गारंटी दी जाएगी, एक सोल्डर मास्क के साथ आएगा, और यहां तक कि एक सोल्डर स्टैंसिल के साथ भी आ सकता है।

घर का बना पीसीबी:

यह उन लोगों के लिए विकल्प है जो वास्तव में अपने कौशल में सुधार करना चाहते हैं और अपनी व्यक्तिगत क्षमताओं को बढ़ाना चाहते हैं। यह उन लोगों के लिए भी विकल्प है जो उच्च गति वाले प्रोटोटाइप में हैं और जो वास्तव में लागत कम कर रहे हैं। मेरे अपने पीसीबी बनाने की क्षमता पिछले कुछ वर्षों में मेरे सबसे बड़े लाभों में से एक रही है और मैं इसे रुचि रखने वाले किसी भी व्यक्ति को दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं। मैंने पीसीबी बनाने के लिए अपना खुद का तरीका विकसित किया है (यह कैसे करना है के लिए मेरा चैनल देखें) जो इस ट्यूटोरियल के दायरे से थोड़ा बाहर है और ऐसे उपकरणों की आवश्यकता है जो अधिकांश शुरुआती खर्च नहीं कर सकते। इसलिए, इसके बजाय मैं प्रेसएन'पील नामक उत्पाद का उपयोग करके टोनर ट्रांसफर विधि की सलाह देता हूं। यह काफी आसान है और आपको केवल एक ही उपकरण की आवश्यकता होगी जो जरूरी नहीं कि सभी के पास एक सस्ता लेजर प्रिंटर हो। अधिक जानकारी के लिए क्लैक्ट्रोनिक्स-यूके का ट्यूटोरियल देखें!

मूल प्रक्रिया इस प्रकार है:

1. अपने कॉपर कैड बोर्ड को साफ करें।
2. एक लेज़र प्रिंटर का उपयोग करके अपने डिज़ाइन को पील एन 'स्टिक पर प्रिंट करें।
3. अपने कॉपर बोर्ड पर पील एन' स्टिक से डिज़ाइन को आयरन करें
4. बोर्ड को फेरिक क्लोराइड में उकेरने तक रखें।
5. टोनर को साफ करें

सोल्डर मास्क (वैकल्पिक):

एक सोल्डर मास्क एक ऐसा आवरण होता है जो आपके बोर्ड को सभी जगहों पर सुरक्षित रखता है लेकिन जहां सोल्डर को जाने की आवश्यकता होती है। इससे मिलाप करना थोड़ा आसान हो जाता है लेकिन इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि बोर्ड के तपस्वियों में नाटकीय रूप से सुधार होता है। यदि आपने अपना बोर्ड निर्मित नहीं करवाया है तो आप एक जोड़ना चाह सकते हैं, लेकिन यह कड़ाई से आवश्यक नहीं है। व्यक्तिगत रूप से मुझे यह प्रक्रिया अविश्वसनीय रूप से आसान लगती है और इसकी अत्यधिक अनुशंसा करते हैं। फिर से, मैं केवल मूल प्रक्रिया पर जा रहा हूँ ताकि आप जान सकें कि आप क्या कर रहे हैं। अधिक जानकारी के लिए cpenich का ट्यूटोरियल देखें!

प्रक्रिया इस प्रकार है:

1. पारदर्शिता के एक टुकड़े पर अपने बोर्ड पैड डिज़ाइन को प्रिंट करें।
2. अपने नक़्क़ाशीदार बोर्ड पर सोल्डर मास्क फिल्म को छीलकर चिपका दें।
3. फिल्म को तब तक आयरन/लैमिनेट करें जब तक वह अच्छी तरह चिपक न जाए।
4. बोर्ड के साथ पारदर्शिता संरेखित करें और नीचे टेप करें।
5. फिल्म को यूवी स्रोत के सामने उजागर करें (नेल पॉलिश ड्रायर काम करते हैं)
6. अनएक्सपोज़्ड पैड्स को साफ़ करें
7. ठीक होने तक एक्सपोज करें।

चरण 5: मिलाप पेस्ट स्टैंसिल! (वैकल्पिक)

यदि आपके पास लेजर कटर तक पहुंच है, तो अपने आप को एक सोल्डर पेस्ट स्टैंसिल बनाने पर विचार करें। वे आपको प्रत्येक व्यक्तिगत पिन पर धीरे-धीरे सोल्डर पेस्ट की एक थपकी लगाने के थकाऊ प्रयास से बचने की अनुमति देते हैं। बस पैड डिज़ाइन को अपने लेज़र कटर सॉफ़्टवेयर में लोड करें और इसे प्रिंटर पारदर्शिता के एक टुकड़े से काट लें। मैंने यह भी पाया है कि एक लेमिनेटर शीट भी ठीक उसी तरह काम करती है। यह अविश्वसनीय रूप से अच्छी तरह से काम करता है और लगभग पेशेवर संस्करणों की तरह ही मोटी परत बनाता है। मेरी राय में वे वास्तव में कहीं बेहतर हैं क्योंकि वे लचीले और पारदर्शी हैं, जिससे उन्हें स्टेनलेस स्टील संस्करणों की तुलना में उपयोग करना बहुत आसान हो जाता है।

मैं इस पद्धति के साथ आने वाला नहीं था, लेकिन मैंने अभी तक किसी को भी इसे ऑनलाइन दस्तावेज करते हुए नहीं देखा है, जो मुझे आश्चर्यजनक लगता है।

चरण 6: बोर्ड को आकार देना

बोर्ड को अपने अंतिम आकार में लाने के लिए आपको डरमेल कटऑफ व्हील के साथ जितना हो सके सुरक्षित रूप से काटकर शुरू करना चाहिए। मैंने एक कार्डबोर्ड बॉक्स के ऊपर ब्लेड के साथ क्षैतिज रूप से एक डरमेल वर्कस्टेशन सेटअप का उपयोग किया, जैसा कि एक अस्थायी टेबल देखा गया था।

फिर आप केंद्रीय छेद को बाहर निकालना शुरू कर सकते हैं। अपने ड्रेमेल के लिए आपके पास सबसे बड़ी ड्रिल बड़ी का उपयोग करें और धीरे-धीरे "स्विस पनीर" का उपयोग करें जब तक कि आप पीसने वाले बिट में फिट होने के लिए एक बड़ा पर्याप्त खंड काट न लें। फिर आप बोर्ड को उसके अंतिम आकार में लाने के लिए उस पीस बिट का उपयोग कर सकते हैं।

जिस तरह से बोर्ड खोदता है, बोर्ड के किनारे के चारों ओर सिर्फ फाइबरग्लास की एक पतली अंगूठी होती है, इससे पहले कि आप उस बिंदु पर पीसें, तांबे का अंतिम शेष बिट निकल जाएगा। जब तांबे की आखिरी बिट रिलीज होती है तो वह पीसती नहीं है। उस चिन्ह पर भरोसा करके यह आपको एक बहुत ही सुसंगत और गोलाकार टुकड़ा बनाने की अनुमति देता है (यह मानते हुए कि आपने नक़्क़ाशी को गड़बड़ नहीं किया जैसे मैंने किया और पैटर्न को एक दीवार के बहुत करीब रख दिया)। इसी तरह बाहरी व्यास को समाप्त करें।

आपको 5v और ग्राउंड कनेक्शन में डेटा के लिए छेद भी ड्रिल करने चाहिए। एक छोटा डरमेल बिट (.7mm) इसके लिए बहुत अच्छा काम करता है।

चरण 7: सोल्डरिंग

मेरी राय में यह उस व्यक्ति के लिए एक महान परियोजना है जो सीखना चाहता है कि सतह माउंट सोल्डरिंग में कैसे आना है। सभी महत्वपूर्ण घटक बड़े, गर्मी प्रतिरोधी हैं, और पैड एक दूसरे से बहुत दूर हैं। यह वास्तव में गड़बड़ करना बहुत मुश्किल है और नन्हे छोटे घटकों के साथ गड़बड़ किए बिना सतह माउंट सोल्डरिंग में विश्वास पैदा करने का एक शानदार तरीका है।

अपने NeoPixels को अपने बोर्ड पर मिलाने के लिए आपको सबसे पहले एक सिरिंज या स्टैंसिल का उपयोग करके प्रत्येक पैड में एक नन्हा, छोटी मात्रा में मिलाप पेस्ट जमा करना होगा। यदि आपके पास एक स्टैंसिल है तो टोस्ट पर मक्खन की एक पतली परत की तरह स्टैंसिल के चारों ओर सोल्डर पेस्ट की एक बूँद फैलाएं जब तक कि सभी पैड ढक न जाएं। आपको उतनी जरूरत नहीं है जितनी आप सोचेंगे, बस फैलते रहें।

आगे आप अपने घटकों को अपने बोर्ड पर रखना चाहेंगे। जब तक प्रत्येक पैड मिलाप के अपने प्रासंगिक बूँद को छू रहा है तब तक आप काफी करीब हैं। सोल्डर पेस्ट में यह जादुई गुण होता है जहां जब यह पिघला हुआ होता है तो यह वास्तव में घटक को लगभग हर बार अपनी जगह पर खींच लेता है।

यदि आप अपने सोल्डरिंग कौशल के बारे में बहुत असुरक्षित हैं तो आप या तो 0603 कैपेसिटर को एक बड़े प्रारूप में बदल सकते हैं या उन्हें पूरी तरह से छोड़ सकते हैं। वे NeoPixel के जीवनकाल को बढ़ाते हैं, लेकिन जब तक आप इसे प्रकाश स्रोत के रूप में उपयोग नहीं कर रहे हैं, तब तक इसकी संभावना नहीं है कि आप कभी भी एक जलते हुए देखेंगे। ऐसा कहा जा रहा है कि मैं दृढ़ता से अनुशंसा करता हूं कि आप उन्हें स्थापित करें, क्योंकि कौशल के लिए मूल्यवान है।

वास्तव में सोल्डरिंग के संदर्भ में, यह आसान नहीं हो सकता। बस अपने बोर्ड को गर्म हवा की बंदूक से पहले से गरम करने में लगभग दो मिनट बिताएं, फिर क्षेत्र के अनुसार अधिक भारी क्षेत्र पर ध्यान केंद्रित करें जब तक कि सब कुछ फिर से न हो जाए। आप बता सकते हैं कि यह कब रिफ्लो हुआ है क्योंकि मिलाप पतला हो जाता है और आमतौर पर घटक जगह में थोड़ा "विगल" करता है।