Charlieplexing Xmas Tree: 7 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2025 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2025-01-23 15:12

คริสต์มาสกำลังจะมาถึง และเราต้องการฮาร์ดแวร์ใหม่

ฮาร์ดแวร์คริสต์มาสต้องเป็นสีเขียว + ขาว + แดง + กะพริบ

ดังนั้น PCB จึงเป็นสีเขียว + ขาว จากนั้นเพิ่มไฟ LED ที่กะพริบ เท่านี้ก็เสร็จเรียบร้อย ฉันมี "Right Angle Side View Red Clear Ultra bright SMD 0806 LEDs" (ใช้งานได้ 1206 เช่นกัน) จากนั้นเรามีเกือบทุกอย่าง

ขั้นตอนที่ 1: แผนผัง

ตกลงเรามีความคิด หมวกที่เราต้องการต่อไปคือแผนผังบางส่วน

เพื่อให้สามารถจัดการกับ LED จำนวนมากที่มีอุปกรณ์ที่ไม่ซับซ้อน ความคิดที่ดีคือการใช้ charlieplexing Charlieplexing อยู่ใกล้กับเมทริกซ์ แต่จะรวมแถวและคอลัมน์เข้าด้วยกัน แนวคิดคือการมีต้นไม้ 6 ด้าน จากนั้นด้วยหลักการปกติ e สามารถใช้ charlieplexing matrix 5×6 หรือ 6×7 มันเป็นคริสต์มาสแล้วใช้ใหญ่ขึ้น ฉันตัดสินใจใช้เมทริกซ์ 6 คอลัมน์และ 7 แถว จากนั้นเราต้องการ MCU ที่มีอย่างน้อย 7 GPIO พินทุกอันที่มีความเป็นไปได้ในการทำงานเป็นเอาต์พุตและอินพุต (หรือสถานะที่ 3) หนึ่งในราคาถูกที่สุดคือ PIC16F15323

เรามีพินฟรี ตัวอย่างเช่น ใช้ตัวแปลง A/D สำหรับงานบางอย่างและใส่ไฟ LED หนึ่งอันไว้ด้านบน

ตกลง จากนั้นแผนผังก็เข้าที่

ส่วนต่อไปคือตัดสินใจว่าจะจัดบอร์ดอย่างไร

ขั้นตอนที่ 2: กระดาน

แผนของฉันคือการมีบอร์ดทั่วไปที่สามารถใช้ได้ 6× หนึ่งกระดานต่อแต่ละคอลัมน์

สมมติว่า เรามีกระดาน 2 ด้าน เราสามารถมีสองคอลัมน์ต่อบอร์ด ไฟ LED ป้อนด้านหนึ่งจากบนลงล่าง ที่สองจากล่างขึ้นบน เราต้องมีที่ที่เราแยกสองฟีดนั้น สำหรับการแยกสาย PCB เรามีสองตัวเลือกตามปกติ

• เราสามารถใช้มีดและคัทคูเปอร์ไลน์ได้ (ต้องแม่น ไม่งั้นบอร์ดจะพัง)
• หรือเราจะเจาะทางแยกทางแยก (เรียกว่า "ผ่าน")

ฉันชอบเจาะออก มันง่ายกว่าและมองเห็นได้น้อยลง

เราจำเป็นต้องป้อนแถวด้วย แต่เราต้องเลือกแถวที่เหมาะสมซึ่งเป็นฟีดจากคอลัมน์ที่เกี่ยวข้อง ฉันตัดสินใจใช้ชุมทางบัดกรี PCB ที่ง่ายและเกือบฟรี จากนั้นในทุกกระดาน ที่เป็นตัวแทนของหนึ่งคอลัมน์ เรามี "ชุมทาง" Jx หนึ่งอัน และหนึ่ง "ผ่าน" Vx ที่เป็นตัวแทนของบอร์ด x โดยเฉพาะ หมายความว่าบนกระดาน 1 เราต้องประสาน "ชุมทาง" J1 และเจาะ "ผ่าน" V1 ข้อแก้ตัวเล็กๆ ข้อหนึ่งคือ บอร์ด 6 ที่ต้องป้อนสองแถว แล้วมี "ทางแยก" สองจุด J6 และ J6'

ส่วนสุดท้ายคือการสร้างบอร์ด "ฐาน" ซึ่งจะประกอบด้วย MCU และส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ส่วนที่เหลือ บอร์ดนี้ค่อนข้างเรียบง่ายโดยไม่มีฟังก์ชันพิเศษใดๆ

ขั้นตอนที่ 3: คำสั่งซื้อ PCB

ฉันใช้การผลิตของจีนสำหรับการสั่งซื้อบอร์ด

หนึ่งในสิ่งที่เร็วและสะดวกสบายสำหรับฉันคือ AllPCB มีระบบการสั่งซื้อที่เรียบง่าย ในหน้าแรก ป้อนมิติข้อมูล สำหรับขนาดกระดานนี้คือ 85 × 100 มม. ให้เลือกจำนวน (อย่าลืมว่าต้องใช้ 3 ชิ้นต่อต้น 1 ต้น) เก็บไว้ 2 ชั้น และคงความหนาไว้ 1, 6 มม. คลิกเสนอราคาตอนนี้แล้วคุณจะได้รับราคารวมค่าจัดส่ง

คุณสามารถปรับสีของกระดานได้ แต่สีเขียวคือสีที่ดีที่สุดสำหรับต้นไม้ และสีขาวคือสีที่ดีที่สุดสำหรับการเลียนแบบหิมะ

ป้อนที่อยู่อีเมลของคุณและคลิก "หยิบใส่ตะกร้า"

คุณจะถูกถามหา "ไฟล์เกอร์เบอร์" ที่แนบไฟล์ charlieplex7_85x100_brd.zip แล้วอัพโหลด เลือกที่อยู่ วิธีการชำระเงินที่ต้องการ และเสร็จสิ้นการสั่งซื้อ

ขั้นตอนที่ 4: เตรียม PCB และชิ้นส่วนประสาน

ภายในไม่กี่วันคุณสามารถคาดหวังแพ็คเกจที่มี PCBs

ก่อนอื่นเราต้องแยกกระดาน พวกเขาเชื่อมต่อกันโดยใช้สะพานขนาดเล็ก เพื่อการสั่งซื้อที่ง่ายขึ้นที่นี่เชื่อมต่อสามส่วนเข้าด้วยกัน ฉันใช้กรรไกรอยู่ ซึ่งเร็วมาก แต่การใช้ใบมีดโกน JLC ทำให้การตัดเรียบขึ้น

เมื่อตัดเสร็จแล้ว ให้เตรียมกระดานที่จะใช้กับเสาใด ระวัง เมื่อเลือกแผงสำหรับคอลัมน์ 3 และ 6 บอร์ด 3 และ 6 จะต้องมีลวดเสริมด้านหลังสำหรับ LED ที่ติดตั้งด้านบน บอร์ดที่มีลวดพิเศษนี้คืออันที่มีรูปตุ๊กตาหิมะและกระดิ่ง

ขั้นตอนต่อไปคือการเจาะลึกจุดแวะและจุดเชื่อมตามลำดับ

จากนั้นประสาน LED SMD ตัวต้านทานโปรเซสเซอร์ และชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์อื่นๆ ทั้งหมดเข้ากับแผงคอลัมน์หกแผงและแผงฐานหนึ่งแผง

ขั้นตอนที่ 5: ประสานเข้าด้วยกัน

เมื่อชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ SMD ทั้งหมดถูกบัดกรี ก็ถึงเวลาที่จะประสานบอร์ดเข้าด้วยกัน

ขั้นตอนแรกคือการประสานบอร์ดทั้งหกคอลัมน์เข้ากับบอร์ดฐาน เริ่มต้นด้วยจุดเล็ก ๆ ที่ด้านใดด้านหนึ่ง (เช่น ด้านบนเท่านั้น) กระดานประสาน ประสานบอร์ดอย่างระมัดระวังโดยมุ่งเน้นที่จะวางบอร์ดไว้ใกล้กึ่งกลาง แต่ใกล้ไว้เพื่อสร้างหกเหลี่ยมตรงกลาง

เมื่อติดตั้งแผ่นกระดานทั้งหกแผ่นเข้ากับแผ่นฐาน ให้ใช้กระดานฐานเปล่าสำรองหนึ่งแผ่นเป็นตัวยึด วาดกระดานสำรองนี้ไว้บนกระดานคอลัมน์ มันจะแก้ไขแผงคอลัมน์ในตำแหน่งและระยะทางที่คาดไว้ ทำให้การก่อสร้างทั้งหมดมีเสถียรภาพมากขึ้นและง่ายต่อการประสานแถวล่างสามแถวบนกระดาน เมื่อเสร็จแล้ว ประสานด้านหลังของบอร์ด บัดกรีด้านบนอีกครั้งเพื่อสถานะสุดท้าย และอย่าลืมสายไฟพิเศษสองเส้นสำหรับ LED ด้านบน

หลังจากนั้นให้ถอดตัวช่วยสำรองออกและทำการบัดกรีเสาทั้งหมดให้เสร็จสิ้น

ขั้นตอนสุดท้ายคือ LED ที่ติดตั้งบน THT ตัดสายไฟของ LED นี้ออก นำรูปแบบมาประกอบเข้ากับด้านหลังของบอร์ด และบัดกรีให้อยู่ในตำแหน่งที่มีแคโทดบนบอร์ด 3 และขั้วบวกบนบอร์ด 6

นั่นคือทั้งหมดจากมุมมองของการบัดกรี

ขั้นตอนที่ 6: ซอฟต์แวร์

ซอฟต์แวร์เป็นเรื่องง่ายมาก

ฉันเตรียมตัวอย่างง่ายๆ ที่ใช้ตารางแบบดั้งเดิมสำหรับ Microchip PIC MCU ซอฟต์แวร์ใช้ตัวจับเวลาหนึ่งตัวสำหรับการขัดจังหวะเพื่อเดินผ่าน LED และเฟรมแสดงผลที่จัดเก็บไว้ใน RAM "วิดีโอ"

โปรแกรมหลักดูเฉพาะขั้นตอนต่อไป เปลี่ยนข้อมูลใน RAM "วิดีโอ" และใส่คอลัมน์ถัดไปลงไป

นอกจากนี้ยังอ่านค่าจากตัวแปลง DA และใช้สำหรับช่วงเวลาของเฟรมถัดไป

คุณสามารถดาวน์โหลดซอร์สโค้ดและแก้ไขได้ หรือคุณสามารถดาวน์โหลดไฟล์ hex เท่านั้นและใช้งานได้ตามที่เป็นอยู่

ฉันใช้ PICkit3 สำหรับการเขียนโปรแกรม HEX ไปยังโปรเซสเซอร์

ไฟล์ HEX ถูกตั้งโปรแกรมให้สร้างต้นคริสต์มาสโดยใช้ซ็อกเก็ต X1 ขนาด 0.1 นิ้ว 6 รู ไม่จำเป็นต้องบัดกรีตัวเชื่อมต่อใด ๆ ที่นี่ ใช้สายไฟโดยตรงที่ส่งมาพร้อมกับ PICkit 3 พร้อมหมุดทั้งสองด้าน สอดหมุดผ่านรูและกดเบา ๆ ในรู

บอร์ดมีเครื่องหมายสามเหลี่ยมเหมือนกันสำหรับพิน 1 เป็น PICkit3 เมื่อตั้งโปรแกรม ให้ตรวจสอบว่าลวดนั้นถูกทำเครื่องหมายด้วยสามเหลี่ยมบน PICkit3 อันหนึ่งอยู่ในรูที่ทำเครื่องหมายไว้ในบอร์ด

ฉันใช้ MPLAB IPE (Integrated Programming Environment) สำหรับการเขียนโปรแกรม

ก่อนเริ่มโปรแกรม อย่าลืมเปิดใช้งานการสั่งงานบอร์ดจากเครื่องมือต่างๆ ตัวเลือกนั้นมีอยู่ในแท็บ "พลังงาน" ของ IPE

หลังจากตั้งโปรแกรมแล้ว เครื่องมือต่างๆ จะขับเคลื่อนบอร์ด จากนั้นคุณสามารถตรวจสอบผลลัพธ์ได้โดยตรง

ขั้นตอนที่ 7: การสรุปผล

ส่วนสุดท้ายติดชุดแบตเตอรี่เป็นขาตั้ง

ฉันใช้ที่ใส่แบตเตอรี่ AA 3× ที่ยึดนี้มักจะมีรูสองรูสำหรับสกรู M3 สองตัว แผ่นฐานมีรูเหมือนกัน จากนั้นจึงติดตั้งได้ง่ายโดยใช้สกรู M3×12 สองตัวและน็อตตามลำดับ

ก่อนทำการติดตั้ง ให้บัดกรีสายไฟเข้ากับบอร์ดฐานและที่ใส่แบตเตอรี่

และนั่นคือทั้งหมด เสียบแบตเตอรี่สามก้อนและเพลิดเพลิน