Charlieplexing kerstboom - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:17

Kerstmis komt eraan en we hebben nieuwe hardware nodig.

Xmas hardware moet groen + wit + rood + knipperend zijn.

Dus PCB is groen + wit, voeg dan wat knipperende LED's toe en we zijn klaar. Ik heb veel "Rechthoekige zijaanzicht Red Clear Ultra heldere SMD 0806 LED's" (1206 werken ook), dan hebben we bijna alles.

Stap 1: Schematisch:

Oké, we hebben een idee. wat we nodig hebben, zijn enkele schema's.

Om veel LED's aan te kunnen met een niet zo ingewikkeld apparaat, is het een goed idee om charlieplexing te gebruiken. Charlieplexing ligt dicht bij matrix, maar het combineert rijen en kolommen met elkaar. Het idee is om een 6-zijdige boom te hebben, dan kan met de gebruikelijke principes e charlieplexing matrix 5×6 of 6×7 gebruiken. Nou, het is Kerstmis, gebruik dan groter. Ik besloot om een matrix van 6 kolommen en 7 rijen te gebruiken. Dan hebben we MCU nodig met minimaal 7 GPIO-pinnen, elk met de mogelijkheid om als output en input (of 3e staat) te werken. Een van de goedkoopste is PIC16F15323.

We hebben vrije pinnen, gebruiken dan bijvoorbeeld een A/D-converter voor wat werk en zetten er een led bovenop.

OK, dan is het schema op zijn plaats.

Het volgende deel is beslissen, hoe het bord te regelen.

Stap 2: Bord

Mijn plan is om een generiek bord te hebben dat 6× kan worden gebruikt. Een bord per elke kolom.

Laten we aannemen dat we een 2-zijdig bord hebben, we kunnen twee kolommen per bord hebben, de ene kant voedt LED's van boven naar beneden, de tweede van beneden naar boven. We moeten een plek hebben waar we die twee feeds splitsen. Voor het splitsen van PCB-lijnen hebben we twee gebruikelijke opties.

• We kunnen een mes gebruiken en een kuiplijn snijden (je moet nauwkeurig zijn, anders beschadig je het bord)
• Of we kunnen de kruising aan de zijkant uitboren ("via")

Ik boor liever uit. Het is makkelijker en minder zichtbaar.

We moeten ook rijen voeden, maar we moeten de juiste selecteren die feed uit de respectieve kolom is. Ik besloot om PCB-soldeerverbinding te gebruiken. Dat is gemakkelijk en bijna gratis. Dan hebben we op elk bord, dat één kolom vertegenwoordigt, één "kruispunt" Jx en één "via" Vx die een bepaald bord x vertegenwoordigen. Het betekent dat we aan boord 1 "junction" J1 moeten solderen en "via" V1 moeten uitboren. Een klein excuus is bord 6, dat twee rijen moet voeden en dan twee "kruisingen" J6 en J6' heeft.

Het laatste deel is het maken van een "basis" -bord, dat MCU en de rest van elektronische componenten zal bevatten. Dit bord is relatief eenvoudig zonder speciale functies.

Stap 3: PCB-bestelling

Ik gebruik China Manufacturing voor het bestellen van borden.

Een van de snellere en comfortabelere voor mij is AllPCB. Ze hebben een eenvoudig bestelsysteem. Voer op de eerste pagina dimensie in. Voor dit bord is de afmeting 85 × 100 mm, selecteer het aantal (vergeet niet dat je 3 stuks per boom nodig hebt), houd 2 lagen aan en houd 1, 6 mm dikte aan. Klik nu op offerte en dan krijgt u prijs inclusief verzending.

U kunt de bordkleuren aanpassen, maar groen is de beste kleur voor bomen en wit is de beste voor sneeuwimitatie.

Vul uw e-mailadres in en klik op "Toevoegen aan winkelwagen".

U wordt gevraagd om "gerber-bestand". Dat is het bijgevoegde charlieplex7_85x100_brd.zip-bestand en upload het vervolgens. Kies uw adres, gewenste betaalmethode en voltooi de bestelling.

Stap 4: Bereid PCB en onderdelen voor soldeer

Binnen enkele dagen kunt u een pakket met printplaten verwachten.

Allereerst moeten we planken splitsen. Ze zijn verbonden door middel van kleine bruggen. Om het bestellen te vergemakkelijken zijn hier drie delen met elkaar verbonden. Ik gebruik een schaar, dat is snel, maar het gebruik van de JLC-scheerzaag maakt het snijden soepeler.

Wanneer het snijden voltooid is, bereidt u voor welk bord voor welke kolom zal worden gebruikt. Wees voorzichtig bij het selecteren van borden voor kolommen 3 en 6. Borden 3 en 6 moeten aan de achterkant extra draad bevatten voor boven gemonteerde LED. Borden met deze extra draad zijn die met sneeuwpop en belafbeeldingen.

De volgende stap is het uitboren van de respectieve via's en soldeerverbindingen.

Soldeer vervolgens alle SMD-LED's, processorweerstanden en andere elektronische onderdelen aan zes kolomborden en één basisbord.

Stap 5: Soldeer samen

Als alle SMD elektronische onderdelen zijn gesoldeerd, is het tijd om de borden aan elkaar te solderen.

De eerste stap is het solderen van alle zes kolomborden op het basisbord. Begin met kleine punten aan één kant (bijvoorbeeld alleen bovenzijde). soldeer borden. Soldeer de planken voorzichtig, focus om de planken dicht bij het midden te plaatsen, maar zo dichtbij, om een zeshoek in het midden te maken.

Als alle zes de planken aan de basisplaat zijn bevestigd, gebruik dan één lege reserveplaat als houder. Teken dit reservebord bovenop kolomborden, het zal kolomborden in de verwachte positie en afstand bevestigen. Het maakt alle constructie stabieler en het is gemakkelijker om ongeveer drie onderste rijen op planken te solderen. Als u klaar bent, soldeert u de achterkant van de borden, soldeert u de bovenzijden opnieuw tot de uiteindelijke staat en vergeet u die twee extra draden voor de bovenste LED niet.

Verwijder daarna het helpende reservebord en voltooi het solderen van alle kolommen.

De laatste stap is THT boven gemonteerde LED. Knip de draden van deze LED uit, formatteer de led om op de achterkant van de borden te passen en soldeer deze op de positie met kathode op bord 3 en anode op bord 6.

Dat is allemaal vanuit soldeerstandpunt.

Stap 6: Software

Software is heel eenvoudig.

Ik heb een eenvoudig voorbeeld voorbereid, namelijk het gebruik van traditionele tabellen voor Microchip PIC MCU's. De software gebruikt één timer voor onderbreking om door LED's te lopen en frames weer te geven die zijn opgeslagen in "video" RAM.

Hoofdprogramma alleen kijken voor de volgende stap. Verschuif gegevens in "video" RAM en plaats de volgende kolom ernaast.

Het leest ook de waarde van de DA-converter en gebruikt deze voor de duur van het volgende frame.

U kunt de broncode downloaden en wijzigen, of u kunt alleen een hex-bestand downloaden en het gebruiken zoals het is.

Ik gebruik PICkit3 voor het programmeren van HEX naar processor.

HEX-bestand is geprogrammeerd om afgewerkte kerstboom te gebruiken met zes gaten 0,1 socket X1. Het is niet nodig om hier een connector te solderen. Gebruik directe draden die bij PICkit 3 zijn geleverd met pinnen aan beide zijden. Steek de pinnen door de gaten en druk ze voorzichtig in de gaten.

Bord bevat hetzelfde driehoekige merkteken voor pin 1 als PICkit3. Controleer bij het programmeren of de draad gemarkeerd met een driehoek op een PICkit3 zich in het gemarkeerde gat in het bord bevindt.

Ik gebruik MPLAB IPE (Integrated Programming Environment) voor het programmeren.

Voordat u begint met programmeren, vergeet dan niet om de voeding van het bord via gereedschap in te schakelen. Die optie is beschikbaar op het tabblad "Power" van IPE.

Na het programmeren houden tools het bord gevoed, waarna u het resultaat direct kunt controleren.

Stap 7: Afronding

Het laatste onderdeel is het monteren van het batterijpakket als standaard.

Ik gebruik een 3× AA-batterijhouder. Deze houder heeft meestal twee gaten voor twee M3-schroeven. De basisplaat heeft dezelfde gaten en de montage is eenvoudig met behulp van twee M3×12-schroeven en bijbehorende moeren.

Soldeer vóór montage de stroomdraden aan de basisplaat en de batterijhouder.

En dat is alles. Sluit drie batterijen aan en geniet ervan.