EFM8BB1 Triangles de llum cinètica: 14 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:11

Em va inspirar a fer-los després de veure els triangles lleugers de Nanoleaf a la botiga, però em va descoratjar veure que cada rajola costava vint dòlars. Em vaig proposar fer un producte equivalent, però mantenir el preu per rajola al voltant de tres a quatre dòlars. Aquest projecte no està complet, ja que encara necessito fer els PCB del controlador, però actualment tinc 50 fitxes muntades i funcionant.

He vist altres projectes que intenten replicar aquest producte, però cap que he vist fins ara permet connectar cap rajola en QUALSEVOL direcció, cosa que permet dissenys més complexos i una fàcil reordenació.

Aquest és el meu primer instructable, si us plau, deixeu un comentari si teniu cap pregunta.

Subministraments

Cada fitxa requereix:

• 1 microxip EFM8BB10F8G-A-QFN20 (Digikey)
• 9 LEDs WS2812E (LCSC)
• 1 regulador de tensió AMS1117 5.0v (LCSC)
• 1 regulador de voltatge AMS1117 3,3v (LCSC)
• 1 díode SOD-123 1N4148 (LCSC)
• 1x resistència 1050 8050 (LCSC)
• Condensador ceràmic (LCSC) de 11x 0,1uf 8050
• Condensadors electrolítics de 2x 10uf 16v de muntatge superficial (LCSC)
• 1x PCB personalitzat (JLCPCB)
• 12x TE Connectivity 2329497-2 Dits de molla PCB per a tancament
• 1x PCB enllaçador

El controlador (en curs) requereix:

• 1x ESP32 DevKit-C
• Alimentació 1x 12V
• 1 x DC-DC stepdown (per alimentar l'ESP32)
• 1x resistència de 10K ohm
• 1x díode 1n4148
• 2 botons SPST (LCSC)

Eines:

• Soldador
• Forn de reflux
• Impressora 3D (per al recinte)
• Programador EDU J-link
• Decapadors / talladors de filferro / filferro variat (per fer arnès de programació)
• Pinces de punta fina per al muntatge
• Targeta de PVC en blanc per escampar pasta de soldadura
• Pasta de soldadura sense plom o sense plom

Pas 1: demaneu PCB

El PCB de rajoles es va dissenyar a EasyEDA i es va enviar a JLCPCB per a la seva fabricació. Vaig demanar 50 PCB perquè en realitat era més barat demanar-ne 50 que demanar-ne només 10. El PCB es va dividir en 3 peces per reduir els costos de producció.

He utilitzat les opcions de producció de

• 1,6 mm de gruix
• Acabat superficial HASL
• 1 oz de coure
• Màscara de soldadura blanca

He sabut que podeu enllaçar les vostres comandes JLCPCB i LCSC, de manera que només pagueu l'enviament una vegada, però no he pogut esbrinar-ho. Vaig utilitzar l’opció d’enviament més barata i els dos paquets van arribar a les dues setmanes posteriors a la data de la comanda.

El disseny està enllaçat aquí

Pas 2: prepareu l’àrea de treball

Col·loqueu un dels PCB de rajoles sobre una taula que no us importi embrutar-vos i enganxeu altres dos PCB al costat per mantenir-lo al seu lloc, com la imatge anterior. A continuació, enganxeu la plantilla amb cinta Kapton i assegureu-vos que els forats estan alineats amb els coixinets exposats al PCB.

Pas 3: enganxar de soldadura

Afegiu pasta de soldadura a la part superior de la plantilla. He utilitzat això. Esteneu la pasta de soldadura al voltant de la plantilla amb una targeta de crèdit antiga o alguna cosa similar. Assegureu-vos que els petits forats del microxip s’omplin també.

Abans d’aixecar la plantilla cap amunt, intenteu tornar a obtenir la quantitat d’excés de pasta a la targeta de repartiment per tornar-la a utilitzar si feu més d’un mosaic (això costa $$$)

Aixequeu la plantilla aixecant amb cura una cantonada i pelant la cinta. Un cop aixequeu una zona cap amunt, intenteu no tornar-la a baixar, ja que podria tacar una mica de la pasta.

El vostre PCB ara hauria de semblar a la imatge anterior.

Pas 4: Muntatge

Després de tornar a reflotar el PCB, separeu els costats de la rajola doblegant i trencant les pestanyes que mantenen els diferents costats al seu lloc. A continuació, elimineu l'excés de PCB que quedi trencant les pestanyes perquè sigui més fàcil d'encaixar al recinte imprès.

A continuació, cerqueu els dos costats amb la lletra "B" i soldeu els 7 coixinets laterals junts. El costat restant només pot anar d’una manera i soldar-ho també.

La rajola hauria de ser semblant a les imatges anteriors.

Pas 7: connecteu la rajola muntada al programador

ABANS DE CONNECTAR LA TEULA AL JLINK, OBRIU EL COMANDANT JLINK I TIPUSEU "alimentació permanent" PER HABILITAR LA SORTIDA DE 5V

J-Link Commander s'inclou al paquet de programari i documentació disponible aquí

Cada mosaic té una capçalera no poblada just a sobre del microxip etiquetat com a Depuració. Aquesta capçalera exposa la interfície de programació C2 que és compatible amb el Segger J-Link. Faig servir la versió EDU perquè és idèntica a les versions de preu més alt, però no es pot utilitzar per a productes comercials, que no pertanyen. Vaig demanar la meva a SparkFun per 72 dòlars inclòs l'enviament.

El pin 1 del connector és l'únic amb un coixinet quadrat a la placa.

Pas 8: prepareu IDE i creeu un programa binari de microprogramari

Descarregueu Simplicity Studio 4 des d’aquí i instal·leu-lo. Inicieu la sessió o registreu-vos per obtenir un compte de Silicon Labs per accedir a la cadena d’eines EFM8. A continuació, descarregueu el codi del projecte des d’aquí i importeu-lo a l’IDE. A continuació, feu clic a la icona de martell a la barra d'eines i creeu el projecte.

Hauríeu de rebre un missatge de finalització de la compilació. Si apareix un missatge que us demana que introduïu una clau de llicència per al compilador Keil, feu clic a Omet (o podeu activar-lo si voleu, és gratuït)

Pas 9: pengeu el microprogramari

Feu clic al botó de la barra d'eines que sembla un segell sobre un xip "Programador Flash". A continuació, cerqueu el fitxer.hex incorporat i seleccioneu-lo. Feu clic a "Programa" i accepteu els termes de la llicència ED-J-Link. A continuació, assegureu-vos que no rebeu cap missatge d'error i que els leds del tauler haurien d'estar il·luminats de blanc blanc per fer-vos saber que s'ha programat correctament.

Pas 10: Prova de PCB (opcional)

Per a aquest pas, haureu d’habilitar el port COM virtual del vostre J-Link obrint el configurador J-Link i escollint el programador adjunt.

Connecteu la línia "DAT" des d'un dels costats de la rajola fins al circuit adjunt a les fotos anteriors.

Obriu un monitor sèrie amb 112500 baud 8N1 i utilitzeu aquestes ordres

• 0x08 0xFF 0xFF 0x00 0xFF 0x0A
  • 0x08 és l'ordre "defineix el color"
  • 0xFF és "totes les fitxes"
  • 0xFF 0x00 0xFF és el color
  • 0x0A és un personatge de nova línia

Ara la rajola hauria de ser de color porpra. Si no, comproveu que el díode estigui cablejat correctament i torneu-ho a provar.

Pas 11: Recinte d'impressió 3D

Vaig dissenyar el recinte perquè s’emmotllés per injecció originalment per estalviar temps en lloc d’imprimir en 3D cada fitxa, però quan el cost de només 50 recintes va ser de 6.000 dòlars, vaig decidir en contra d’aquesta idea. El recinte es va dissenyar a Inventor 2021 i té dues parts, una base i un difusor superior. La base té forats als laterals per permetre connectar les rajoles amb els connectors PCB (enllaçats a continuació) o els cables. Si seguiu la ruta d’utilitzar els connectors PCB, en necessitareu 12 per mosaic per permetre que els PCB es connectin entre si.

Si no teniu accés a una impressora 3D, podeu mostrar l’enginyeria que hi ha darrere d’aquestes rajoles fent una escultura cinètica i enllaçant les rajoles amb fil de coure. Assegureu-vos que els cables no s’escurcin.

Vaig imprimir 20 recintes i vaig comprovar que aquestes rajoles s’imprimeixen fins a 150 mm / s sense una degradació significativa de la qualitat, cosa que permet reduir el 60% del temps d’impressió.

M'he oblidat de fer fotos d'aquest pas, però només heu de col·locar el PCB complet a la base i encendre la part superior.

Pas 12: Connexió de rajoles

El PCB d'enllaç de rajoles està disponible aquí. Aquestes ranures a les caixes i utilitzen aquests connectors. Assegureu-vos que els dos costats s’alineen.

Pas 13: controlador

El programari del controlador està en procés i s’actualitzarà aquí. Seguiu el diagrama esquemàtic per connectar el vostre ESP32 a un dels mosaics. Carregueu el programari mitjançant PlatformIO i connecteu-vos al punt d'accés WiFi perquè els mosaics es connectin al vostre WiFi.

Pas 14: Fet

Munteu les rajoles de la manera que vulgueu, he posat cercles a la part posterior del recinte perquè es posi cinta adhesiva.

Gaudeix-ne! Deixa un comentari si tens cap pregunta.

Subcampiona del Lighting Challenge