เครื่องวัด VU แบบพกพาที่ใช้พลังงานแบตเตอรี่: 9 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:08

ต่อไปนี้เป็นคำแนะนำสำหรับการสร้างเครื่องวัด VU แบบพกพาที่ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ ตลอดจนคำแนะนำโดยละเอียดสำหรับการสร้าง PCB ที่จำเป็นสำหรับโครงการนี้ ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้แสงสว่างจากไฟ LED 0-10 ดวง ขึ้นอยู่กับระดับเสียงแวดล้อม ฉันออกแบบให้ติดเข้ากับสายรัดข้อมือ เสื้อผ้า หรือสร้อยคอ หากการออกแบบลดขนาดลงบ้าง โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อสวมใส่ในไนท์คลับหรือสถานที่ที่คล้ายกันซึ่งมีการเล่นดนตรี เป็นทางเลือกที่เคลื่อนไหวได้แทนแท่งเรืองแสง อย่างไรก็ตาม สามารถใช้เพื่อวัตถุประสงค์อื่นได้หลากหลาย https://www.youtube.com/embed/cj2tngwrCHE

ขั้นตอนที่ 1: วัสดุที่จำเป็น

สำหรับโครงการนี้ คุณจะต้องมีวัสดุดังต่อไปนี้:

1. 1 LM3916 IC 2. 1 LM386 IC 3. 10 LEDs 4. 1 UV Reactive PCB Board 5. 1 18 พิน IC ซ็อกเก็ต 6. 1 8 พิน IC Socket 7. ตัวต้านทาน SMT ต่างๆ 8. 1 เครื่องมือ Dremel 9. 1 UV Exposure กล่อง 10. การพัฒนาสารเคมี 11. Etchant (ฉันใช้ Ferric Chloride) 12. 1 ดินสอบัดกรีละเอียด 13. หัวแร้งสีเงินชั้นดี 14. แบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ 4 ก้อน 4 ก้อน 15. 2 ซ็อกเก็ตสำหรับแบตเตอรี่เซลล์แบบเหรียญ 2 ก้อนแต่ละก้อน 16. 1 สวิตช์ 17. 1 ไมโครโฟนอิเล็กเตรต 18. 3 (1 ยูเอฟตัวเก็บประจุแบบ SMT) 19. แอลกอฮอล์ที่แปลงสภาพหรือไอโซโพรพิล ส่วนประกอบเหล่านี้บางส่วนอาจซื้อได้จาก Radioshack แต่ทางออกที่ดีที่สุดของคุณคือซื้อจาก DigiKey.com หรือจาก Frys Electronics หรือเทียบเท่าอื่น ๆ ร้านค้าปลีกชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ในท้องถิ่น

ขั้นตอนที่ 2: การเตรียมงานศิลปะ PCB

ฉันสร้างงานศิลปะ PCB ในโปรแกรมชื่อ ExpressPCB ซึ่งสามารถดาวน์โหลดได้ฟรีและใช้งานได้อย่างน่าประหลาดใจ งานศิลปะผลลัพธ์เป็นรูปภาพในหน้านี้ ต่อไป ฉันพิมพ์อาร์ตเวิร์ก PCB แบบโปร่งใส เมื่อพิมพ์ชั้นทองแดงด้านบนของ PCB ภายใน ExpressPCB โครงร่างส่วนประกอบสีเหลืองจะไม่ถูกพิมพ์ แต่จะพิมพ์เฉพาะรอยสีแดงเท่านั้น จากนั้นฉันก็ตัดส่วนที่พิมพ์ออกมาของงานศิลปะ ซึ่งจะกำหนดขนาดและรูปร่างของ PCB ภาพที่สามเป็นภาพหน้าจอของ ExpressPCB ที่แสดงป้ายกำกับสำหรับส่วนประกอบทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 3: การตัดและเตรียม PCB สำหรับการเปิดรับแสง

ในการผลิต PCB ฉันใช้วิธีเปิดรับแสง UV ซึ่งยากกว่าและแม่นยำกว่าวิธีการถ่ายโอนผงหมึกเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ในการเริ่มต้น ฉันตัด PCB ให้มีขนาดเท่ากับโครงร่างของ PCB ที่เป็นบวก ก่อนอื่นฉันวาดรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีขนาดเท่ากันของ PCB บนชั้นป้องกันของบอร์ดไฟเบอร์กลาสเคลือบทองแดง UV Reactive จากนั้นตัดออกโดยใช้เครื่องมือ Dremel ที่ติดตั้งล้อเพชร ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเมื่อคุณนำบอร์ดออกจากแพ็คเกจป้องกันแล้ว จะไม่มีรังสียูวีใดๆ เมื่อฉันทำงานกับ PCB แบบรีแอกทีฟ UV ฉันทำให้โรงรถสว่างไสวด้วยหลอดไส้หลอดเดียว ทั้งหลอดฟลูออเรสเซนต์และฮาโลเจนจะปล่อยแสงยูวีออกมาเพียงพอจนทำให้บอร์ดผ่านชั้นป้องกันของพลาสติกได้ นอกจากนี้ ตรวจสอบให้แน่ใจว่าคุณสวมอุปกรณ์ป้องกันที่เหมาะสมเมื่อตัดไฟเบอร์กลาส

ขั้นตอนที่ 4: การเปิดรับแสงยูวี

ตอนนี้คุณมี PCB ที่ไวต่อแสง UV ตัดตามขนาดและตัดขนาด PCB เป็นบวก คุณก็พร้อมที่จะเปิดเผยบอร์ดแล้ว ถอดเฉพาะชั้นป้องกันออกจาก PCB ก่อนที่คุณจะใส่ค่าบวกลงไป มิฉะนั้น ฝุ่นละอองจะเกาะติดกับบอร์ด ซึ่งจะทำให้ PCB สุดท้ายเสียหาย ฉันทำกล่องรับแสงยูวีโดยการซื้อไฟแบล็คไลท์ธรรมดามาติดไว้ที่ด้านบนของกล่องพลาสติกขนาดใหญ่ Thi ทำงานได้อย่างไม่มีที่ติสำหรับฉันจนถึงตอนนี้ และถูกกว่ามากเมื่อซื้อระบบเปิดรับแสง UV ที่ทำไว้ล่วงหน้า หากต้องการเปิดเผย PCB ขั้นแรกให้ถอดชั้นป้องกันออก วางแผ่นโปร่งใสที่เป็นบวกไว้ด้านบนของบอร์ด แล้ววางลงในกล่องรับแสงยูวี แนะนำให้ใช้เวลาในการเปิดรับแสง 10-11 นาที

ขั้นตอนที่ 5: การเตรียมโซลูชันการพัฒนาและการแกะสลัก

ตอนนี้คุณต้องใช้เคมีเพียงเล็กน้อย เมื่อ PCB ถูกเปิดเผย ให้ปิดแสงยูวีและเตรียมสารเคมีสามชนิดที่คุณต้องการ ผสมสารที่กำลังพัฒนากับปริมาณน้ำที่กำหนดบนขวด และใส่ในภาชนะพลาสติกที่มีขนาดใหญ่พอที่จะวางแผ่น PCB ไว้ในแนวราบ จากนั้น เติมน้ำที่มีขนาดใกล้เคียงกัน และเติมภาชนะที่เหมือนกันอีกใบด้วยเฟอริกคลอไรด์หรือน้ำยากัดทองแดงที่คล้ายคลึงกัน. ตรวจสอบให้แน่ใจว่าภาชนะที่คุณใส่สารเร่งปฏิกิริยานั้นทำมาจากพลาสติก ตัวกัดทองแดง และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง เฟอร์ริก คลอไรด์ ค่อนข้างชอบกินผ่านโลหะใดๆ ที่พวกมันสัมผัส ในภาพหลักที่แสดงด้านล่าง ของเหลวสีน้ำเงินคือสารที่กำลังพัฒนา (เริ่มชัดเจน) ของเหลวสีส้มคือขั้นตอนการชะล้าง และของเหลวสีน้ำตาลเข้มมากคือเฟอร์ริกคลอไรด์

ขั้นตอนที่ 6: การพัฒนาและการแกะสลัก PCB

เมื่อบอร์ดถูกเปิดเผย ให้วางลงในโซลูชันสำหรับนักพัฒนา อย่าลืมสวมถุงมือกันน้ำที่ทนสารเคมีเพื่อป้องกันมือของคุณ ฉันแนะนำถุงมือยางแบบหนาที่มีข้อมือยาวซึ่งซื้อจากร้านขายของชำทั่วไป ถุงมือยางชนิดนี้เหนือชั้นกว่าถุงมือลาเท็กซ์ทั่วไปเนื่องจากช่วยปกป้องข้อมือ ทนต่อการฉีกขาดและการเสียดสี และสามารถนำกลับมาใช้ใหม่ได้ เมื่อบอร์ดได้รับการพัฒนาจนถึงจุดที่มองเห็นได้เฉพาะร่องรอยที่ต้องการเนื่องจากความต้านทานการกัดที่หลงเหลืออยู่ (การเคลือบสีเขียวบนกระดาน) และบริเวณโดยรอบเป็นทองแดง คุณจะต้องล้างกระดาน หากการต้านทานการกัดทั้งหมดหลุดออกมา แสดงว่าบอร์ดอาจเปิดออกก่อนที่คุณจะต้องการให้เป็นหรือถูกทิ้งไว้ในโซลูชันของนักพัฒนาซอฟต์แวร์นานเกินไป หากไม่มีตัวต้านทานการกัดหลุดออกมา แสดงว่าบอร์ดไม่ได้เปิดออกอย่างเหมาะสม เมื่อล้างกระดานแล้ว คุณจะเห็นร่องรอยที่ต้องการในตัวต้านทานการกัดสีเขียว ดังแสดงในรูปภาพหลักของหน้านี้ ตอนนี้บอร์ดพร้อมที่จะแกะสลักแล้ว เฟอร์ริกคลอไรด์ทำงานเร็วขึ้นเมื่อถูกความร้อนและกวนใจ แต่ก็ใช้ได้ดีกับทั้งสองอย่าง หย่อนกระดานลงในเฟอริกคลอไรด์ ตรวจสอบทุกๆ ครึ่งชั่วโมงหรือทุกชั่วโมง จนกว่าจะแกะทองแดงที่สัมผัสออกทั้งหมด ดังในภาพที่สอง เมื่อแกะกระดานแล้ว ให้นำออกจากเฟอร์ริกคลอไรด์แล้วล้างออกให้สะอาดในขั้นตอนการล้าง สุดท้าย ให้เอาสารต้านทานการกัดออกตามรอยที่ต้องการโดยใช้แอลกอฮอล์ที่ทำให้เสียสภาพหรือไอโซโพรพิล ตอนนี้ PCB พร้อมที่จะเจาะแล้ว

ขั้นตอนที่ 7: การเจาะ

ตอนนี้ คุณต้องเจาะรูใน PCB สำหรับส่วนประกอบรูทะลุ การออกแบบของฉันสำหรับเครื่องวัด VU นี้ใช้ส่วนประกอบ SMT ให้ได้มากที่สุดเพื่อปรับปรุงบอร์ดและเพื่อลดการเจาะ ซึ่งฉันคิดว่าเป็นส่วนที่น่าเบื่อหน่ายที่สุดในการทำ PCB มักเน่ใช้สว่านเจาะกระแทก ไม่งั้นดอกสว่านแทบแตกแน่นอน ฉันใช้ดอกสว่านขนาด 3/32 เพื่อทำรู ดอกสว่านเป็นดอกสว่านเครื่องมือ dremel ที่ซื้อที่ Home Depot ภาพแรกแสดงการตั้งค่าการเจาะของฉันและแสดงกระดานเมื่อมีการเจาะบางส่วน ในขณะที่รูปภาพที่สองแสดง กระดานที่เจาะรูทั้งหมด ยกเว้นสำหรับที่ใส่แบตเตอรี่ ซึ่งต้องใช้รูที่ใหญ่กว่าเนื่องจากสายนำจะหนากว่า

ขั้นตอนที่ 8: การบัดกรีส่วนประกอบเข้ากับบอร์ด

สันนิษฐานว่าคุณมีทักษะการบัดกรีระดับกลาง เนื่องจากฉันจะไม่ครอบคลุมพื้นฐานสุดขีดของการบัดกรีผ่านรูที่นี่ มีคำแนะนำมากมายที่ครอบคลุมทักษะนี้ ฉันจะเจาะลึกเฉพาะการบัดกรี SMT หรือการยึดพื้นผิว, ส่วนประกอบ ในการประสานส่วนประกอบ SMT ขั้นแรกให้ความร้อนหนึ่งในสองแผ่น SMT และละลายบัดกรีบางส่วนเพื่อให้ครอบคลุมอย่างสม่ำเสมอดังแสดงในภาพแรก ถัดไป ให้ถือดินสอบัดกรีบนแผ่นที่มีตัวประสานอยู่ โดยคงสถานะเป็นของเหลว ในขณะที่จับส่วนประกอบให้เข้าที่ด้วยคีมขนาดเล็กคู่หนึ่ง จากนั้นนำดินสอบัดกรีออก ปล่อยให้บัดกรีเย็นลง สุดท้าย ให้ความร้อนกับแผ่นอีกแผ่นหนึ่งและหลอมโลหะบัดกรีที่นั่น เพื่อให้แน่ใจว่ามีพันธะทางกลที่ดีและมีการเชื่อมต่อทางไฟฟ้าที่ดี รูปร่างที่เหมาะสมของการบัดกรีที่คุณต้องการจะแสดงในรูปที่สอง รูปภาพที่สามแสดงขนาดของส่วนประกอบ SMT ที่ฉันใช้ เมื่อเทียบกับ LED 5 มม. ภาพที่สี่แสดงส่วนประกอบ SMT ทั้งหมดที่แนบ โดยภาพที่ห้าแสดงประเภทของบัดกรีที่ฉันใช้ ฉันแนะนำให้ใช้ตัวประสานแกนขัดสนที่มีสีเงิน เช่น ตัวประสานที่ฉันซื้อจาก Radioshack สุดท้าย บัดกรีส่วนประกอบรูทะลุทั้งหมด

ขั้นตอนที่ 9: การเตรียมตัวสำหรับการทดสอบและเสร็จสิ้น

ใส่แบตเตอรี่สี่ก้อน (2 ก้อนต่อที่ใส่) และ VU Meter ควรใช้งานได้เต็มที่ เปิดเครื่องโดยใช้สวิตช์ และตอนนี้ควรตอบสนองต่อคนพูดและเสียงรอบข้างอื่นๆ สมมติว่าทำงานได้ตามที่วางแผนไว้ ตอนนี้มิเตอร์ VU เสร็จสมบูรณ์แล้ว