DIY LED Ring Light PCB สำหรับกล้องจุลทรรศน์!: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:05

ฉันกลับมาแล้ว และคราวนี้ฉันได้ทดสอบทักษะการออกแบบบอร์ดของฉันแล้ว!

ในคำแนะนำนี้ ฉันแสดงให้คุณเห็นว่าฉันออกแบบไฟวงแหวนด้วยกล้องจุลทรรศน์ของตัวเองอย่างไร และความท้าทายบางอย่างที่ฉันพบระหว่างทาง ฉันซื้อกล้องจุลทรรศน์ตัวที่สองเพื่อใช้กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ และไม่เหมือนกล้องจุลทรรศน์ตัวแรกของฉันที่ไม่มีไฟวงแหวน หลังจากการค้นหาโดย Google อย่างรวดเร็ว ฉันพบว่าไฟวงแหวนที่ดีนั้นค่อนข้างแพงโดยไม่มีเหตุผล บางทีฉันอาจไม่ได้มองหาจุดที่ถูกต้อง แต่ฉันแค่ไม่พอใจกับราคา ฉันไม่สามารถพาตัวเองไปจ่ายเงินแม้แต่ 30 ดอลลาร์สำหรับแสงเพราะสิ่งที่เป็นอยู่ ฉันหมายความว่าโดยพื้นฐานแล้วเป็นเพียงแสงแฟลชทำไมพวกเขาถึงมีราคาสูง? พอรู้ตัวว่าไม่อยากซื้อเลย นึกว่าจะสนุกซะอีก! ฉันชอบออกแบบบอร์ดและการบัดกรี รวมถึงโปรเจ็กต์สนุกๆ ลองทำดู! ไฟของฉันมีไฟ LED สีขาว/สีเหลืองอ่อน 48 ดวงที่สามารถเปิดเป็นกลุ่มหรือทั้งหมดในคราวเดียวและสามารถหรี่แสงได้ เป็นสิ่งที่แนบมาที่มีประโยชน์จริงๆที่กล้องจุลทรรศน์จะได้รับประโยชน์จาก! โปรเจ็กต์นี้จะแสดงให้คุณเห็นว่า PCB ต้นแบบมีประโยชน์เพียงใดในขณะที่ฉันทำผิดพลาดเล็กน้อยกับการออกแบบครั้งแรกและต้องส่งออกชุดที่สองพร้อมกับการอัปเดต นี่อาจมีราคาแพงมากหากฉันคิดว่าทุกอย่างเรียบร้อยดีและสั่งแผงหลายสิบแผ่นในครั้งแรก แต่เราจะตรวจสอบต่อไป! อย่าลืมตรวจสอบ PDF สำหรับภาพแผนผังที่ชัดเจนยิ่งขึ้น โครงการนี้ได้รับการสนับสนุนโดย JLC PCB ตรวจสอบเว็บไซต์และดูวิดีโอของฉันสำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับบริการของพวกเขา!

เสบียง

ทุกสิ่งที่จำเป็นสำหรับบอร์ดนี้สามารถพบได้ในไฟล์แนบ

ขั้นตอนที่ 1: ดูวิดีโอที่ครอบคลุมทั้งบิลด์และทำตามขั้นตอนเพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติม

ฉันกำลังพยายามเพิ่มมูลค่าการผลิตสำหรับโครงการของฉัน ยินดีต้อนรับคำแนะนำและคำวิจารณ์เชิงสร้างสรรค์! นี่เป็นเพียงงานอดิเรกสำหรับฉัน แต่ฉันต้องการที่จะดีขึ้นและดูว่ามันจะไปได้อย่างไร:)

ขั้นตอนที่ 2: การออกแบบครั้งแรก

เป้าหมายของฉันในการสร้างสิ่งนี้คือการมีไฟวงแหวนที่สว่างและกะทัดรัดมากพร้อมคุณสมบัติเพิ่มเติมบางอย่าง ฉันต้องการสลับ 1 ใน 4 กลุ่มของไฟ LED ทีละตัวหรือทั้งหมดพร้อมกัน นี่อาจไม่ใช่คุณสมบัติที่ทุกคนพึงปรารถนา แต่ฉันต้องการฉายแสงในมุมหนึ่งเพื่อให้วัตถุสว่างแตกต่างกันสำหรับการใช้งานและการถ่ายภาพบางประเภท วงจรควบคุมกินพื้นที่จำนวนพอสมควรบนกระดานขนาดเท่านกอินทรีย์ฟรีเมียมของฉัน แต่นั่นทำให้สนุกมากขึ้นที่จะคิดออก

แนวคิดในการควบคุมไฟ LED ในการออกแบบครั้งแรกนั้นเรียบง่ายจริงๆ แต่ด้วยความไม่อดทนของฉัน ฉันพบว่าตัวเองกำลังแก้ไขปัญหาบางอย่างและเพิ่มคุณสมบัติสำหรับการออกแบบที่สอง แต่เราจะเจาะลึกลงไปอีกในไม่กี่ขั้นตอน ไฟ LED 48 ดวงอยู่ในกลุ่ม 12 ดวงประกอบด้วยชุดไฟ LED 3 ชุดขนานกับชุด 4 ชุด แต่ละกลุ่มถูกควบคุมโดยทรานซิสเตอร์และทรานซิสเตอร์ถูกควบคุมโดยสัญญาณสูงจากตัวนับทศวรรษที่เปลี่ยนเอาต์พุตตามอินพุตนาฬิกาแบบแมนนวล (ปุ่ม) มีไฟ LED 4 กลุ่ม แต่เราต้องการเอาต์พุตตัวนับ 5 ทศวรรษเพื่อเปิดใช้ 1-4 และลำดับที่ 5 เพื่อเปิดใช้งานทั้งหมด ฐานทรานซิสเตอร์แต่ละตัวจะผูกติดกับเอาท์พุตซึ่งช่วยให้สามารถเปิดเครื่องได้ เราจะใช้เอาต์พุตที่ 5 เพื่อเปิดไฟ LED ทั้งหมดโดยไม่ขัดแย้งกับกลุ่มอื่นได้อย่างไรเมื่อเปิดใช้งานด้วยตัวเอง ไดโอด! เอาต์พุตที่ 5 ของตัวนับเชื่อมโยงกับ 4 ไดโอดโดยมีแอโนดขนานกันและแคโทดจะวิ่งไปที่ฐานทรานซิสเตอร์แต่ละอัน สิ่งนี้ทำให้เราสามารถเปิดใช้งานทรานซิสเตอร์ทั้งหมดในคราวเดียวโดยไม่มีกระแสรั่วไหลไปยังฐานอื่น ๆ เมื่อเปิดใช้งาน 1 ใน 4 กลุ่มด้วยตัวเอง ไฟ LED 48 ดวงต้องการแหล่งจ่าย 12 โวลต์ (4 ไฟ LED ในซีรีย์ x3v = 12v) และวงจรควบคุมต้องใช้ 5 โวลต์ ดังนั้นเราจึงใช้แหล่งจ่ายไฟ 12 โวลต์และเพิ่มตัวควบคุมเชิงเส้น 5 โวลต์เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าเพื่อให้พลังงานแก่วงจรควบคุม หลังจากบัดกรีทุกอย่างแล้วมันก็ทำงานไม่ถูกต้อง:(ตอนแรกฉันรู้สึกแย่ แต่ฉันรู้ว่านี่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการในการออกแบบบอร์ด คุณคิดขึ้นมาใหม่ ทำมัน ค้นหาปัญหาและแก้ไข ฉัน ได้เรียนรู้ที่จะไม่คาดหวังว่าบางสิ่งบางอย่างจะทำงานก่อนพยายามและในการทำเช่นนั้นเมื่อบางสิ่งได้ผลก่อนลองฉันรู้สึกประหลาดใจจริงๆ แต่เป็นส่วนหนึ่งของกระบวนการ คุณอาจสงสัยว่าทำไมฉันถึงออกแบบทุกอย่างโดยใช้ชิ้นส่วน smd และคำตอบนั้นง่าย ตั้งแต่ ฉันกำลังใช้ eagle เวอร์ชันฟรี ฉันติดอยู่กับขนาดของบอร์ดสูงสุด และไม่สามารถใหญ่กว่าที่ฉันคิดได้ ดังนั้นทุกอย่างจึงต้องมีอยู่บนบอร์ดที่มีขนาด 90 มม. โดยที่ชิ้นใหญ่หายไปใน ตรงกลางซึ่งทำให้เรามีพื้นที่ผิวกว้าง 18 มม. เล็กมาก ถ้าฉันใช้ LED ผ่านรู ฉันจะต้องกำหนดเส้นทางรอบ ๆ ลีดและนั่นจะต้องใช้เวลามากเกินไป บางทีในอนาคตแม้ว่า โดยวิธีการ etches บนวงกลม สนุก.

ขั้นตอนที่ 3: ข้อผิดพลาดในการออกแบบครั้งแรกและม็อดที่จำเป็นในการทำให้มันใช้งานได้

หลังจากแก้ไขปัญหาการออกแบบครั้งแรก ฉันก็รู้ว่ามีข้อผิดพลาดมากเกินไปที่จะปล่อยทิ้งไว้คนเดียว ข้อผิดพลาดมีดังต่อไปนี้

• นาฬิกาเปิดใช้งานพินสำหรับตัวนับทศวรรษไม่ได้เชื่อมต่อกับกราวด์ซึ่งหมายความว่าจะไม่ตอก
• ลำดับนาฬิกาเกิดความยุ่งเหยิงเนื่องจากการข้าม Q3 ในแผนผัง
• ทรานซิสเตอร์แพ็คเกจคู่ไม่ชอบเล่นกัน
• ไดโอดที่ทำงานแบบอนุกรมโดยมีตัวต้านทานฐานทรานซิสเตอร์ไม่ให้กระแสไฟเพียงพอเพื่อกระตุ้นทรานซิสเตอร์

เพื่อให้งานออกแบบได้ ฉันได้เปลี่ยนทรานซิสเตอร์แพ็คเกจคู่สำหรับแพ็คเกจเดี่ยว ย้ายตำแหน่งแคโทดไดโอดให้ทำงานขนานกับตัวต้านทานพื้นฐาน และแก้ไขข้อผิดพลาดด้วยวงจรควบคุม ฉันใช้ลวดทองแดงที่บางมากเพื่อรันการกัดม็อดทั้งหมดของฉัน หลังจากที่ผมมีบอร์ดทำงาน ผมก็โหลดการแก้ไขทั้งหมดกลับเข้าไปในอินทรีเป็นรอบที่ 2!

ขั้นตอนที่ 4: ออกแบบ 2 พร้อมคุณสมบัติเพิ่มเติม

หลังจากแก้ไขปัญหาทั้งหมดเกี่ยวกับการออกแบบครั้งแรกแล้ว ฉันก็ดำเนินการเพิ่มเครื่องหรี่ภายนอกโดยใช้สวิตช์หรี่ PWM แบบแอโนดทั่วไปที่ฉันซื้อจาก Amazon การออกแบบครั้งแรกไม่มีคุณสมบัติหรี่ไฟและบอร์ดก็แออัดเกินไปที่จะเพิ่มเข้าไปอีก ดังนั้นฉันจึงทดลองกับ Amazon ราคาถูกและพบว่ามันใช้กลอุบาย! แทนที่จะผูกไฟ led ทั้งหมดไว้ที่ 12v ตอนนี้จะผูกกับสัญญาณ PWM สูงซึ่งเป็นแผ่นเสริมบนบอร์ด ฉันปิดสวิตช์หรี่ไฟมากขึ้นในวิดีโอของฉัน

นอกจากตัวหรี่ไฟแล้ว ฉันยังเพิ่มตัวต้านทานให้กับกลุ่มนำและตัวต้านทานแบบดึงลงที่ฐานทรานซิสเตอร์เพื่อเป็นตัววัด 'เผื่อไว้' ตอนนี้ยังไม่ได้ใช้งานแต่ปลอดภัยดีกว่าขอโทษ และฉันเพิ่มสวิตช์สัมผัสไปที่บอร์ดแทนที่จะติดตั้งภายนอก เดิมทีตั้งใจจะใช้เคส แต่หลังจากที่เห็นว่ามันกะทัดรัดแค่ไหน ฉันก็ทิ้งไอเดียนั้นไปในรอบที่ 2 ฉันบัดกรีไฟ LED ทั้งหมดตามด้วยส่วนอื่นๆ ทั้งหมดแล้วทดสอบและใช้งานได้! อย่างที่ควรจะเป็น! สว่างมากด้วย! หากคุณต้องการทดสอบความอดทนจริงๆ ไปข้างหน้าและประสานมือด้วยไฟ LED ที่เปราะบางจำนวน 96 ดวง พวกมันชอบที่จะละลายถ้าคุณใช้เวลานานเกินไปในการบัดกรีพวกมัน โปรดทราบว่า r7-r10 ไม่มีค่าที่ระบุไว้ ฉันใช้ตัวต้านทาน 100 โอห์ม แต่ค่านี้อาจเปลี่ยนแปลงได้ขึ้นอยู่กับความต้องการของคุณ โปรดทราบว่า r11-r14 ไม่มีค่าใดๆ เนื่องจากไม่ได้ใช้งาน โปรดทราบว่า c2 และ c3 มีค่าที่ไม่ถูกต้อง ฉันลงเอยด้วยการใช้แคป 16uf ไม่ใช่ 0.1uf (แคปและตัวต้านทาน smd ทั้งหมดคือ 0805)

ขั้นตอนที่ 5: คณะทำงาน ตอนนี้อะไร?

ตอนนี้ถึงเวลาที่จะทำให้มันติดตั้งได้ ในการทำเช่นนี้ ฉันใช้แท่งต่อแบบเกลียวสองตัวและสกรูหัวแม่มือ ฉันยืมความคิดจากแสงอื่น

ฉันข่วนแกนข้อต่อคัปเปลอร์ และใช้อีพ็อกซี่สองส่วนเพื่อยึดเข้ากับบอร์ด ถ้าฉันกลับมาดูโครงการนี้อีกในอนาคต ฉันอาจวางแผนสำหรับพาหนะในระดับกระดาน

ขั้นตอนที่ 6: นั่นคือแรป

ใช่ ฉันทำความสะอาดผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายด้วยแอลกอฮอล์จำนวนมาก ระหว่างการประกอบและทดสอบ ฉันใช้ขัดสนจำนวนมากและควรทำความสะอาดเป็นเวลานาน แต่ฟุ้งซ่านเกินกว่าจะทำงานได้ ฉันหวังว่าคุณจะสนุกกับการสอนนี้มากที่สุดเท่าที่ฉันทำ ถ้าฉันจะสร้างเวอร์ชัน 3 ของโปรเจ็กต์นี้ ฉันจะเพิ่มการบรรเทาความเครียดสำหรับสายไฟ ใช้เวลาในการติดตั้งสวิตช์หรี่ไฟของฉันเองเข้ากับบอร์ดและวางแผนการติดตั้งให้ดีขึ้น นอกจากนั้น ฉันตื่นเต้นจริงๆ กับสิ่งที่เกิดขึ้น และใช่ อาจเป็นเส้นทางที่แปลกที่จะซื้อกิจการ แต่หลายคนล้มเหลวที่จะตระหนักว่าการทำด้วยตัวเองนั้นสนุกและคุ้มค่าเพียงใด ในที่สุดฉันก็มีชิ้นส่วนเพียงพอสำหรับบอร์ดครบ 3 อันขึ้นไปซึ่งถูกกว่าซื้อสามแผ่น หากคุณวางแผนที่จะทำสิ่งนี้ด้วยตัวเอง โปรดใช้ jlcpcb.com สำหรับการสั่งซื้อของคุณ คุณจะได้รับบอร์ดมืออาชีพ 5 บอร์ดพร้อมสีที่คุณเลือกในราคาเพียง 2 ดอลลาร์!

ขอบคุณที่ทำให้มาไกลได้ขนาดนี้ และถ้าคุณชอบโครงการนี้ อย่าลืมติดตามฉันที่นี่และที่ช่อง YouTube ของฉัน! ฉันจะพบคุณในครั้งต่อไป!

youtube-

jlcpcb-