Open Source Breadboard-Friendly Modular Neopixel Breakout Board: 4 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

คำแนะนำนี้เกี่ยวกับบอร์ดฝ่าวงล้อมที่เป็นมิตรกับเขียงหั่นขนมขนาดเล็ก (8 มม. x 10 มม.) สำหรับ Neopixel LED ซึ่งสามารถวางซ้อนและบัดกรีซึ่งกันและกันได้ นอกจากนี้ยังมีความแข็งแกร่งของโครงสร้างมากกว่าแถบ LED บาง ๆ ในรูปแบบที่เล็กกว่ามาก

Neopixels เป็นไฟ LED RGB ที่ยอดเยี่ยมมาก พวกมันมีวงจรรวมในตัว (WS2811) ซึ่งสามารถควบคุมผ่าน Data Line ได้โดยใช้อินเทอร์เฟซแบบสายเดียว

ชุมชนออนไลน์รอบๆ สิ่งเหล่านี้ค่อนข้างสมบูรณ์ มีบทช่วยสอนและไลบรารีมากมายสำหรับ Arduino และ ESP32 เพื่อลดความยุ่งยากของผู้เริ่มต้นและทำให้ง่ายต่อการตั้งโปรแกรม LED ดังนั้นหากคุณไม่เคยเข้าสู่ Neopixels ฉันขอเชิญคุณเข้าร่วมคลับและคุณจะไม่เสียใจ

หากคุณเคยปรับแต่ง Neopixels คุณอาจทราบดีว่าโปรเจ็กต์และแอปพลิเคชั่นส่วนใหญ่ใช้พวกมันไม่ใช่แถบแข็งซึ่งสามารถต่อสายโซ่เดซี่ได้ ปัญหาของแถบเหล่านี้คือไม่สามารถทนต่อการใช้งานที่หยาบได้ สมมติว่าคุณต้องการบัดกรีและยกเลิกการบัดกรี 100 ครั้ง ไม่น่าจะเป็นไปได้ที่พื้นผิวบางจะทนทานได้ กล่าวโดยย่อ แถบเหล่านั้นเปราะบางและทนต่อแรงเฉือนไม่ได้ บังคับ. ความไม่เป็นมิตรของเขียงหั่นขนมของแถบนั้นค่อนข้างอึดอัดถ้าคุณต้องการเสียบมันเข้ากับไมโครคอนโทรลเลอร์หรือแม้แต่การซ่อมขั้นพื้นฐาน บางครั้งก็สะดวกกว่ามากถ้าคุณสามารถเสียบมันบนเขียงหั่นขนมและไปกับมัน

นั่นนำฉันไปสู่ LED รุ่นเขียงหั่นขนมของ Adafruit แต่หลังจากดูฉันคิดว่ามันใหญ่กว่าที่ควรจะเป็น ในเวลาเดียวกันฉันเจอแผ่นข้อมูลของ Neopixel เวอร์ชันอื่นซึ่งก็คือ WS2813B นี่คือ LED 6 พินแทนแบบดั้งเดิม (WS2812) 4 พินหนึ่งอัน และสิ่งที่ดีที่สุดคือคุณไม่จำเป็นต้องมีตัวต้านทานหรือตัวเก็บประจุภายนอกใดๆ ที่จะลดขนาดของบอร์ดฝ่าวงล้อมให้ดียิ่งขึ้นไปอีก บวกกับคนที่คลั่งไคล้ DIY อย่างฉัน การบัดกรีตัวต้านทานและตัวเก็บประจุ SMD นั้นค่อนข้างเจ็บปวด ที่ด้านหลังและใช้เวลามาก

ดังนั้นฉันจึงออกแบบ PCB Breakout/Module สำหรับ WS2813B Neopixels ซึ่งสามารถถูกล่ามโซ่หรือวางซ้อนกันและบัดกรีเพื่อยกเลิกการบัดกรีได้หลายครั้งตามที่คุณต้องการ เสียบเข้ากับเขียงหั่นขนมและคุณพร้อมที่จะไป

พอคุยกัน ให้เราไปสร้าง

ขั้นตอนที่ 1: เราต้องการอะไร

1.) หัวแร้งและลวดบัดกรี - ฉันใช้อันเล็กๆ ที่มีปลายเล็กๆ เนื่องจากหมุดบนไฟ LED เข้าถึงได้ค่อนข้างยาก หากคุณไม่มีหัวเหล็กที่เหมาะสม

2.) WS2813B- ฉันซื้อมาจาก www. LCSC.com ราคาแตกต่างกันไปตามปริมาณ ตามที่อธิบายในบทนำ ไฟ LED เหล่านี้แตกต่างจากนีโอพิกเซลแบบดั้งเดิมและมี 6 พิน 3 อันในแต่ละด้าน ตรงกันข้ามกับ WS2812 รุ่นเก่าที่มี 4 พิน WS2813B ไม่ต้องการตัวเก็บประจุภายนอกหรือตัวต้านทานใด ๆ ซึ่งทำให้ง่ายต่อการปรับแต่ง

3.) PCB Breakout - ประมาณ 1.3 เซนต์ต่ออัน นี่คือหัวใจของโครงการและจะอธิบายเพิ่มเติมในขั้นตอนต่อไป

ขั้นตอนที่ 2: ไฟล์ PCB และ Gerber

นี่คือสิ่งที่ทำให้โปรเจ็กต์นี้แตกต่างจากโปรเจ็กต์นีโอพิกเซลอื่น ๆ ซึ่งเป็น PCB ขนาดเล็กที่ไม่เหมือนใครซึ่งใหญ่พอที่จะเป็นมิตรกับเขียงหั่นขนม แต่มีขนาดเล็กพอที่จะประหยัดพื้นที่ได้มาก เมื่อพิจารณาว่าการสร้างต้นแบบ PCB ราคาถูกกำลังได้รับความนิยมในทุกวันนี้ ฉันคิดว่าจะลองใช้มันเป็นครั้งแรก มันเป็นหนึ่งในแรงจูงใจเบื้องหลังโครงการนี้ ในการออกแบบและสั่งซื้อ PCB ระดับมืออาชีพ

มีผู้ผลิตที่ดีนับไม่ถ้วน แต่ฉันเลือกใช้ JLC PCB เพราะ GreatScott แนะนำ! และ Dave จาก EEVblog ในการจับเวลาครั้งแรก ฉันรู้สึกสับสนเล็กน้อยที่ทำสิ่งต่างๆ ให้ยุ่งเหยิง โชคดีที่ทุกอย่างเป็นไปด้วยดี และสองสามวันต่อมาฉันก็มีแผง PCB อยู่ในมือ

เนื่องจาก PCB มีขนาดเล็กมาก เราจึงต้องทำการ Panelize เช่น แผงที่ใหญ่กว่าจะประกอบด้วยบอร์ด PCB หลายแผ่น ซึ่งทำได้ง่ายบนเว็บไซต์ของผู้ผลิต

ฉันสั่งซื้อแผง 15 แผงซึ่งจะมีแผงเบรกเอาต์ PCB ขนาด 9x9 ซึ่งหมายความว่ามีแผงเบรกเอาต์ PCB จำนวน 1, 215 แผงในราคา 16 USD ซึ่งหมายความว่าแต่ละบอร์ดแบ่งราคาฉัน 1.6 เซนต์ การจัดการที่ดีจริงๆ

ขั้นตอนที่ 3: บัดกรี LED

เว้นแต่คุณจะบัดกรีเป็นครั้งแรก วิธีนี้น่าจะง่ายมากๆ ใส่บัดกรีบนแผ่นใดแผ่นหนึ่งจาก 6 แผ่น วาง LED ที่ด้านบนตามที่แสดงในภาพ จากนั้นค่อยๆ สัมผัสแต่ละพินของ LED ด้วยลวดบัดกรีและเหล็ก LED จะได้รับการบัดกรีในเวลาไม่นาน

ขั้นตอนที่ 4: ความเป็นโมดูล

คุณสามารถวางไฟ LED ซ้อนกันได้อย่างง่ายดายและหลังจากจัดตำแหน่งแล้วประสานเข้าด้วยกันตามที่แสดงในภาพ

นี่คือสิ่งที่ฉันทำโดยการบัดกรีพวกมันทีละตัว

จินตนาการของคุณคือขีดจำกัดว่าคุณจะใช้กระดานฝ่าวงล้อมอย่างไร

ขอบคุณ:)