นามบัตรหน้าจอสัมผัส: 8 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:04

ฉันเป็นวิศวกรเครื่องกลตามระดับปริญญา แต่ฉันยังได้พัฒนาทักษะด้านวิศวกรรมไฟฟ้าและการเขียนโปรแกรมจากโครงการหลายปีที่เกี่ยวข้องกับวงจรและไมโครคอนโทรลเลอร์ เนื่องจากนายจ้างคาดหวังว่าฉันจะมีทักษะด้านวิศวกรรมเครื่องกลเนื่องจากวุฒิการศึกษาของฉัน ฉันจึงตัดสินใจทำนามบัตรที่จะแสดง EE และทักษะการเขียนโปรแกรมของฉัน ฉันพิจารณาตัวเลือกต่างๆ ตั้งแต่ PCB ที่ออกแบบเองซึ่งมีชื่อและข้อมูลติดต่อของฉัน รวมถึงตารางอ้างอิงที่มีประโยชน์ ไปจนถึง PCB ที่มีแผงวงจรนั้นและวงจรไฟฉาย LED เล็กๆ ติดอยู่ แต่สุดท้ายฉันก็เลือกสิ่งที่ซับซ้อนที่สุด ตัวเลือกที่ฉันกำลังพิจารณา ซึ่งเป็นนามบัตรที่มี Arduino และหน้าจอสัมผัสที่อนุญาตให้ผู้อื่นเลื่อนดูข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับฉัน เป็นที่ยอมรับว่ามีความซับซ้อนสูงและมีราคาแพงสำหรับนามบัตร แต่การออกแบบที่เป็นไปได้ที่ฉันคิดว่าเป็นสิ่งที่เจ๋งที่สุดและสนุกที่สุดในการออกแบบและสร้าง

ขั้นตอนที่ 1: อะไหล่และวัสดุที่จำเป็น

ส่วนประกอบ:

การ์ด MicroSD (ตัวเลือก ฉันโหลดประวัติย่อและพอร์ตโฟลิโอลงในการ์ด MicroSD ที่เสียบในหน้าจอ LCD)

คณะกรรมการผู้ให้บริการที่กำหนดเอง

หมุดส่วนหัว

อดาฟรุ้ตทัชสกรีน (P/N 2478)

อดาฟรุ๊ต โปร ไทรงเก็ต 3.3V (P/N 2010)

Adafruit ปุ่มกดเพาเวอร์แผงควบคุม (P/N 1400)

บอร์ดแบ็คแพ็ค Adafruit Li-Ion/Li-Poly (P/N 2124)

แบตเตอรี่ Adafruit 150 mAh LiPo (P/N 1317)

Adafruit ปุ่มกดชั่วขณะ (P/N 3105)

ตัวต้านทาน 2X 1.2K โอห์ม SMT 0805

1X ตัวต้านทาน 220 โอห์ม SMT 0805

วัสดุ/เครื่องมือ:

เครื่องตัดฟลัชแนวทแยง

เครื่องปอกสายไฟ

สายไมโครยูเอสบี

ไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ 99%

การเคลือบแบบซิลิโคน

วางประสาน

แปรง

สถานีปรับปรุงอากาศร้อน

หัวแร้ง

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบและการผลิต PCB ของบอร์ดผู้ให้บริการ

บอร์ดผู้ให้บริการได้รับการออกแบบใน AutoDesk EAGLE และผลิตโดย OSHPark น่าเสียดายที่ฉันสร้างแผนผังวงจรร่วมกับการออกแบบ PCB ไม่ได้ ดังนั้นฉันจึงแนบไฟล์.brd จาก EAGLE เพื่อให้นำเข้าบอร์ดใน EAGLE และแก้ไขและ/หรือผลิตได้อย่างง่ายดาย

ขั้นตอนที่ 3: คำสั่งก่อสร้าง

เนื่องจากส่วนประกอบบางอย่างจำกัดการเข้าถึงพื้นที่อื่นๆ ของการ์ดเมื่อติดตั้งแล้ว ฉันจึงทำตามลำดับการก่อสร้างที่เฉพาะเจาะจง:

1. ตัวต้านทานยึดพื้นผิวประสาน

2. บัดกรี Adafruit PCBs

3. ปุ่มเปิดปิดบัดกรี

4. บัดกรีหมุดส่วนหัวของหน้าจอ LCD เข้ากับบอร์ดผู้ให้บริการ (อย่าเพิ่งบัดกรีหน้าจอกับหมุดส่วนหัว)

5. แช่ PCB ในไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ 99% แล้วขัดฟลักซ์ออก ปล่อยให้ PCB แห้งสนิทก่อนดำเนินการต่อ

6. กาวและบัดกรีแบตเตอรี่ Li-Ion

7. ทาสีเคลือบซิลิโคนให้ทั่ว PCB ทั้งสองด้าน

8. ประสานหน้าจอ LCD เข้ากับหมุดส่วนหัว ขจัดฟลักซ์บนข้อต่อที่เพิ่งบัดกรีใหม่เหล่านี้โดยใช้สำลีชุบแอลกอฮอล์ไอโซโพรพิล 99%

9. ทาสีเคลือบซิลิโคนให้ทั่วข้อต่อบัดกรีของหน้าจอ LCD และตามขอบของ PCB ของหน้าจอ LCD

10. ชาร์จและตั้งโปรแกรมการ์ด

ขั้นตอนที่ 4: การบัดกรีตัวต้านทานการยึดพื้นผิว

การ์ดนี้ใช้ตัวต้านทาน SMT 2X 1.2KOhm 0805 (RB1 และ RB2) แบบมีสายเป็นตัวแบ่งแรงดันไฟฟ้า เพื่อให้ Arduino สามารถวัดแรงดันไฟฟ้าของแบตเตอรี่และตัวต้านทานจำกัดกระแสไฟ (RLED) 1X220 Ohm สำหรับ LED สีน้ำเงินในปุ่มเปิดปิด ฉันบัดกรีพวกมันโดยใช้แผ่นบัดกรีที่ใช้กับแผ่นบัดกรีและสถานีแก้ไขบัดกรีด้วยลมร้อน แต่ก็ยังสามารถบัดกรีโดยใช้หัวแร้งและหัวแร้งมาตรฐานได้เช่นกัน

ขั้นตอนที่ 5: บัดกรี Adafruit PCBs กับ Carrier Board

ฉันต้องการให้การ์ดมีรูปลักษณ์ที่สมบูรณ์ที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังนั้นฉันจึงพยายามกำจัดจุดหรือขอบที่คมชัดในการออกแบบขั้นสุดท้าย ในการเข้าร่วม Adafruit PCBs กับบอร์ดผู้ให้บริการ ฉันใช้เทคนิคที่เรียกว่า "การบัดกรีด้วยการเชื่อม" แทนที่จะเป็นหมุดส่วนหัวปกติ ในการรวม PCB เข้าด้วยกัน ฉันวางด้านข้างของ Adafruit PCB โดยไม่มีส่วนประกอบติดกับบอร์ดพาหะ และจัดตำแหน่งโดยใช้หมุดส่วนหัวที่เสียบผ่านจุดแวะผ่านรูบางส่วนชั่วคราว จุดแวะบางส่วนนั้นไม่มีหมุดส่วนหัวเพื่อให้สามารถบัดกรีเข้าด้วยกันได้ โดยการให้ความร้อนผ่าน PCB อันใดอันหนึ่งด้วยหัวแร้งและใช้บัดกรีจนไหลผ่าน PCB ทั้งสองแผ่น บอร์ดจะถูกเชื่อมเข้าด้วยกันทั้งทางกายภาพและทางไฟฟ้า โดยไม่มีหมุดแหลมที่ยื่นออกมาจากด้านใดด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 6: การบัดกรีส่วนประกอบผ่านรู

ฉันใช้คัตเตอร์ฟลัชแนวทแยงเพื่อตัดพินส่วนประกอบรูทะลุใด ๆ ก่อนทำการบัดกรี ดังนั้นรอยต่อประสานจึงกลายเป็นเนินเรียบมากกว่า "ภูเขาไฟ" ที่มีหนามแหลมแบบดั้งเดิม

ขั้นตอนที่ 7: การถอด Flux และทาซิลิโคน Conformal Coating

เพื่อเอาฟลักซ์ออก ฉันแช่บอร์ดในไอโซโพรพิลแอลกอฮอล์ 99% หลังจากที่ส่วนประกอบทั้งหมดนอกเหนือจากหน้าจอและแบตเตอรี่ Li-Ion บัดกรีแล้ว จากนั้นใช้แปรงทำความสะอาดฟลักซ์ที่เหลือ จากนั้นฉันก็ทาสีเคลือบซิลิโคนบนกระดาน ไม่จำเป็นอย่างยิ่ง แต่ฉันรู้สึกว่าการ์ดนี้มีความพอดีและการตกแต่งที่ดีขึ้น และให้การป้องกันจากน้ำและไฟฟ้าลัดวงจร ต้องเคลือบบอร์ดผู้ให้บริการก่อนที่จะบัดกรีหน้าจอเพราะจะไม่มีทางเข้าถึงบอร์ดได้เมื่อหน้าจอได้รับการบัดกรีแล้ว

ขั้นตอนที่ 8: การเขียนโปรแกรม / การออกแบบ UI

อินเทอร์เฟซนั้นเรียบง่ายเหมือนอินเทอร์เฟซหน้าจอสัมผัสเท่าที่จะทำได้ แต่แสดงให้เห็นว่าฉันมีประสบการณ์ในการเขียนโค้ดอย่างน้อยเล็กน้อย หน้าจอแนะนำจะปรากฏขึ้นเมื่อระบบโหลดเสร็จ และนำไปสู่หน้าจอที่มีตัวเลือกให้เลือก 5 ตัวเลือก พวกเขานำไปสู่หน้าจอที่มีข้อมูลที่เกี่ยวข้องกันเล็กน้อยรวมถึงหน้าจอที่มีข้อมูลระบบที่พูดถึงตำแหน่งที่ฉันได้รับส่วนประกอบต่าง ๆ มีหน้าจอแสดงพลังงานที่เหลืออยู่และชี้ให้เห็นพอร์ตการชาร์จและ MicroSD ช่องเสียบการ์ด. เนื่องจากฉันไม่จำเป็นต้องใช้ฟังก์ชันใดๆ ของหน้าจอ LCD ที่ต้องติดตั้งการ์ดในช่องเสียบการ์ด MicroSD ฉันจึงใส่ประวัติย่อและผลงานของฉันลงในการ์ด MicroSD ในช่องเพื่อให้ข้อมูลทั้งหมดของฉันอยู่ในนามบัตร