Touchscreen-visitekaartje - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Ik ben van opleiding werktuigbouwkundig ingenieur, maar ik heb ook vaardigheden ontwikkeld op het gebied van elektrotechniek en programmeren door jarenlange projecten met circuits en microcontrollers. Omdat werkgevers zullen verwachten dat ik vanwege mijn diploma vaardigheden in werktuigbouwkunde heb, besloot ik een visitekaartje te maken dat mijn EE- en programmeervaardigheden zou demonstreren. Ik overwoog een reeks opties, van een op maat ontworpen PCB met mijn naam en contactgegevens erop en een paar handige referentietabellen, tot een PCB met die en een klein LED-zaklampcircuit erop, maar uiteindelijk ging ik voor de meest uitgebreide optie die ik overwoog, namelijk een visitekaartje met een Arduino en een aanraakscherm erop waarmee iemand door verschillende informatie over mij zou kunnen bladeren. Het is weliswaar zeer uitgebreid en kostbaar voor een visitekaartje, maar van de mogelijke ontwerpen die ik heb overwogen, is dit verreweg de coolste en ook het leukst om te ontwerpen en te maken.

Stap 1: Benodigde onderdelen en benodigdheden

componenten:

MicroSD-kaart (optioneel, ik heb mijn cv en portfolio op een MicroSD-kaart in het LCD-scherm geplaatst)

Aangepast draagbord

Header pinnen

Adafruit-aanraakscherm (P/N 2478)

Adafruit Pro Trinket 3.3V (P/N 2010)

Adafruit Power Control Board met drukknop (P/N 1400)

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

Adafruit 150 mAh LiPo-batterij (P/N 1317)

Adafruit tijdelijke drukknop (P/N 3105)

2X Weerstand 1.2K Ohm SMT 0805

1X Weerstand 220 Ohm SMT 0805

Materialen/Gereedschappen:

Diagonale spoelmessen

Draadstrippers

MicroUSB-kabel

99% isopropylalcohol

Siliconen conforme coating

Soldeerpasta

Borstels

Nabewerkingsstation voor hete lucht

Soldeerbout

Stap 2: Carrier Board PCB-ontwerp en fabricage

Het draagbord is ontworpen in AutoDesk EAGLE en vervaardigd door OSHPark. Helaas heb ik geen circuitschema kunnen maken samen met het PCB-ontwerp, dus ik heb het.brd-bestand van EAGLE bijgevoegd, zodat het bord gemakkelijk in EAGLE kan worden geïmporteerd en bewerkt en/of vervaardigd.

Stap 3: Bouwopdracht

Omdat bepaalde componenten de toegang tot andere delen van de kaart na installatie beperken, volgde ik een specifieke volgorde van constructie:

1. Soldeer weerstanden voor opbouwmontage.

2. Soldeer Adafruit-printplaten.

3. Soldeer aan/uit-knop.

4. Soldeer de header-pinnen van het lcd-scherm op het dragerbord (soldeer het scherm nog niet op de header-pinnen).

5. Week de printplaat in 99% isopropylalcohol en wrijf het vloeimiddel eraf. Laat de printplaat volledig drogen voordat u verder gaat.

6. Lijm en soldeer Li-Ion batterij.

7. Verf siliconen conforme coating over beide zijden van de PCB.

8. Soldeer het LCD-scherm op de header-pinnen. Verwijder het vloeimiddel van deze nieuw gesoldeerde verbindingen met een wattenstaafje gedrenkt in 99% isopropylalcohol.

9. Verf siliconen conforme coating over de soldeerverbindingen van het LCD-scherm en langs de randen van de PCB van het LCD-scherm.

10. Laad en programmeer de kaart.

Stap 4: Solderen van weerstanden voor opbouwmontage

De kaart maakt gebruik van 2X 1.2KOhm 0805 SMT-weerstanden (RB1 en RB2) bedraad als spanningsdeler, zodat de Arduino de batterijspanning en 1X 220 Ohm stroombeperkende weerstand (RLED) voor de blauwe LED in de aan / uit-knop kan meten. Ik heb ze gesoldeerd met soldeerpasta op de soldeerpads en een heteluchtsoldeer-reworkstation, maar het is ook mogelijk om ze te solderen met een soldeerbout en standaardsoldeer.

Stap 5: Adafruit-PCB's op draagbord solderen

Ik wilde dat de kaart er zo afgewerkt mogelijk uitzag, dus ik probeerde scherpe punten of randen in het uiteindelijke ontwerp te elimineren. Om de Adafruit-printplaten op het draagbord te bevestigen, heb ik een techniek gebruikt die ik "soldeerklinknagels" noem in plaats van de gebruikelijke koppennen. Om de PCB's samen te voegen, plaatste ik de zijkant van de Adafruit-PCB zonder componenten vlak tegen het dragerbord en hield deze uitgelijnd met behulp van headerpinnen die tijdelijk door enkele van de doorgaande gaten werden gestoken. Sommige via's zijn vrij van header-pinnen, zodat ze aan elkaar kunnen worden gesoldeerd. Door de via op een van de PCB's te verwarmen met een soldeerbout en soldeer aan te brengen totdat het door beide PCB's stroomt, worden de platen zowel fysiek als elektrisch verbonden, zonder dat er scherpe pinnen aan beide kanten uitsteken.

Stap 6: Doorlopende componenten solderen

Ik heb diagonale spoelmessen gebruikt om alle doorlopende componentpinnen vlak te snijden voordat ik ging solderen, zodat de soldeerverbinding een gladde heuvel werd in plaats van de traditionele stekelige "vulkaan".

Stap 7: Flux verwijderen en siliconen conforme coating aanbrengen

Om de flux te verwijderen, heb ik het bord in 99% isopropylalcohol gedrenkt nadat alle andere componenten dan het scherm en de Li-Ion-batterij waren gesoldeerd, en vervolgens een borstel gebruikt om de resterende flux te verwijderen. Vervolgens schilderde ik een siliconen conforme coating op het bord. Dit is niet strikt noodzakelijk, maar ik vond dat het de kaart een verbeterde pasvorm en afwerking gaf en hem enige bescherming bood tegen water en kortsluiting. Het dragerbord moet worden gecoat voordat het scherm wordt gesoldeerd, omdat er geen manier is om bij het bord te komen nadat het scherm is gesoldeerd.

Stap 8: Programmeren / UI-ontwerp

De interface is ongeveer net zo eenvoudig als een touchscreen-interface die je kunt maken, maar het laat zien dat ik op zijn minst een beetje codeerervaring heb. Het introscherm verschijnt wanneer het systeem klaar is met laden en leidt naar een scherm met 5 selecteerbare opties. Ze leiden naar schermen met verschillende stukjes relevante informatie over mij, evenals een scherm met systeeminformatie dat vertelt waar ik de verschillende componenten heb gekregen, een display heeft dat laat zien hoeveel stroom er nog is en wijst op de oplaadpoort en de MicroSD kaart slot. Omdat ik geen van de functies van het LCD-scherm hoefde te gebruiken waarvoor een kaart in de MicroSD-kaartsleuf is geïnstalleerd, heb ik mijn cv en portfolio op een MicroSD-kaart in de sleuf geplaatst, zodat mijn volledige informatie beschikbaar is op het visitekaartje.