Украшение рождественской елки на печатной плате: 15 шагов (с изображениями)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:50

В это Рождество я решил сделать рождественские украшения, чтобы подарить их друзьям и семье. В этом году я изучал KiCad, поэтому решил сделать украшения из печатных плат. Я сделал около 20-25 таких украшений. Орнамент представляет собой печатную плату в форме елки. У орнамента есть леденцы на шелкографии, украшения из открытой меди, гирлянды из резисторов и светодиоды, изображающие огни на дереве. Светодиоды, которые я использовал, медленно меняют цвет, давая дереву немного жизни. В верхней части украшения есть отверстие, чтобы его можно было повесить на дереве на веревочке. Сзади есть разъем Micro USB, так что вы можете использовать обычное зарядное устройство для телефона для питания светодиодов.

В этом руководстве предполагается, что вы уже знаете, как паять, поэтому, если вы этого не сделаете, вам следует сначала изучить это. Это руководство не требует каких-либо специальных навыков, кроме пайки.

Шаг 1: материалы

Для каждого украшения понадобятся следующие материалы:

• Печатная плата. Для получения информации о заказе печатной платы см. Шаг 3.
• Резисторы 1/8 Вт, 1 кОм. Кол-во 14. Резистор должен быть длиной около 3,3-3,6 мм. Номер детали Digi-Key CF18JT1K00CT-ND.
• 3-миллиметровые светодиоды, меняющие цвет. Количество 14. Номер детали SparkFun COM-11448. Номер детали Digi-Key 1568-1196-ND.
• Разъем USB Micro B. Количество 1. Номер детали Digi-Key 732-5958-1-ND.
• Керамические конденсаторы 0805 емкостью 3,3 мкФ. Количество 3. Каталожный номер Digi-Key 1276-6461-1-ND.
• Небольшая веревка для подвешивания украшения. Я использовал красный шнур Hemptique.
• Зарядное устройство USB и кабель USB, заканчивающийся штекером Micro B. Для подарков я использовал Digi-Key номер 993-1293-ND - зарядное устройство USB со встроенным кабелем. Для моего собственного белого дерева, на которое я повесил четыре украшения, я использовал это четырехпортовое зарядное устройство USB и эти 6-футовые белые кабели.

Шаг 2: Инструменты

Вам понадобятся следующие инструменты:

• Пинцет. Я использовал изогнутые пинцеты Vetus.
• Скотч.
• Фрезы заподлицо. Я использовал эти.
• Паяльник с наконечником отвертки. Я использовал Weller WLC-100.
• Коническое жало для паяльника. Я использовал Weller ST7.
• Припой. Я использовал 0,032-дюймовый бессвинцовый неочищаемый припой MG Chemicals.
• Тонкий припой. Я использовал бессвинцовый припой 0,02 дюйма.
• Чистая гладкая рабочая поверхность, которая не поцарапает печатную плату. Я использовал этот силиконовый коврик.

Вам следует использовать наконечник отвертки и припой 0,032 дюйма, если в шаге не указано иное.

Шаг 3: заказ досок

Мои платы были произведены в Китае на EasyEDA. Я выбрал их, потому что они недорогие и предлагают зеленую паяльную маску.

Однако я связалась с представителем EasyEDA, и она сказала, что EasyEDA в настоящее время переносит свое производство на отдельный веб-сайт под названием JLCPCB. Полные инструкции для заказа в JLCPCB находятся здесь, но я расскажу об основах ниже.

Начните с загрузки файла TreeOrnament.zip, который прилагается к этому шагу.

Затем перейдите на https://jlcpcb.com/quote и войдите в систему или создайте учетную запись.

Затем нажмите кнопку «Добавить файл gerber» и укажите копию TreeOrnament.zip, которую вы скачали ранее.

К сожалению, JLCPCB не заполняет автоматически размеры из файлов Gerber. Итак, я вручную установил размеры 80 мм x 99 мм. Вы должны оставить «Layers» равным «2», и вы можете установить «PCB Qty» на количество плат, которое вы хотите заказать. (С таким же успехом вы можете получить как минимум 10 плат, потому что, кажется, совсем не дешевле получить только 5. Единственная разница будет в том, что доставка может стоить немного дешевле для 5). Установите "Толщина печатной платы" на " 1.0 "и оставьте" PCB Color "установленным на" Green "(если по какой-либо причине вы не хотите другой цвет дерева). Я установил «Поверхность» на «ENIG-RoHS». Другие варианты отделки поверхности дешевле, но я их не пробовал и не знаю, будут ли они выглядеть так же хорошо. Оставьте "Медный вес" равным "1.0" и оставьте "Золотые пальцы" равным "Нет". Вы можете оставить «Сведения о материале» как есть, а для «Panel by JLCPCB» оставить значение «Нет».

Теперь нажмите синюю кнопку «Сохранить в корзину» в правой части экрана. (Возможно, вам придется прокрутить назад, чтобы увидеть это.)

На этом этапе вы можете использовать ссылку «Gerber Viewer», чтобы посмотреть на доску, если хотите, чтобы убедиться, что она была успешно загружена. Когда вы будете довольны, нажмите кнопку «Безопасная оплата». Это должно быть просто проверить оттуда.

Заказ 10 копий доски TreeOrnament с покрытием ENIG (что я рекомендую) стоит 20 долларов, а доставка в США через DHL стоит 17,11 долларов. (Однако, по словам представителя EasyEDA / JLCPCB, доставка вашего первого заказа осуществляется бесплатно.)

Дизайн печатной платы имеет открытый исходный код (CC-BY-SA 4.0), и если вы хотите его изменить, исходные файлы KiCad доступны в этом репозитории github.

Шаг 4. Припаяйте конденсаторы для поверхностного монтажа

На обратной стороне орнамента есть три пары контактных площадок для крепления разделительных конденсаторов. Паяю их так:

1. Поместите паяльник на одну из площадок.
2. Прикоснитесь припоем к контактной площадке, чтобы получить красивую каплю расплавленного припоя на контактной площадке.
3. Не снимая паяльника и удерживая припой в расплавленном состоянии, с помощью пинцета установите конденсатор в правильное положение.
4. Снимаем паяльник. Конденсатор теперь должен быть подключен на одном конце.
5. Другой конец конденсатора припаяйте так, чтобы он был полностью подключен.

Шаг 5. Заклейте USB-разъем на место

Вставьте разъем USB в заднюю часть платы, а затем используйте скотч, чтобы удерживать его на месте.

Шаг 6: припаяйте разъем USB

Припаяйте розетку USB. Вам нужно припаять два больших контакта с каждой стороны, а также припаять два из пяти маленьких контактов. (В частности, вам нужно припаять контакты на каждом конце ряда из трех. Хотя вы можете припаять все пять контактов, если хотите.) Для пайки маленьких контактов я рекомендую использовать здесь тонкий припой и конический наконечник.

Как только розетка будет припаяна, удалите скотч, который удерживал ее на месте.

Шаг 7: согните резисторы

Согните ножки резистора под углом 90 градусов, как можно ближе к корпусу. Вы можете просто сделать это вручную; никаких инструментов не требуется.

Шаг 8: вставьте резисторы

Вставьте резистор через переднюю часть платы. Затем на задней стороне согните ножки резистора, чтобы удерживать резистор на месте.

Шаг 9: припаиваем резисторы

С обратной стороны платы припаяйте резисторы на место.

Шаг 10: Обрежьте ножки резисторов

Используйте плоские кусачки, чтобы отрезать ножки резисторов после их пайки.

Шаг 11: вставьте светодиоды

Вставьте светодиоды и согните ножки, чтобы удерживать их на месте. Короткая ножка светодиода входит в квадратную площадку, а длинная ножка светодиода входит в круглую площадку.

Шаг 12: припаиваем светодиоды

С обратной стороны платы припаяйте светодиоды на место.

Шаг 13: обрежьте ножки светодиодов

Используйте плоские кусачки, чтобы отрезать ножки светодиодов после их пайки.

Шаг 14: завяжите шнурок через отверстие в орнаменте

Отрежьте веревку нужной длины и проденьте ее через отверстие в верхней части украшения. Теперь ваше украшение готово повесить на ваше дерево!

Шаг 15: упакуйте украшение в подарок

Большинство этих украшений я подарила. Готовый орнамент я бы вставила в антистатический пакет. Затем я напечатал несколько простых инструкций на адресной этикетке и прикрепил этикетку к сумке. Затем я обматывал антистатический пакет и зарядное устройство USB папиросной бумагой. Затем я кладу папиросную бумагу в подарочный пакет.

Не забудьте проверить свои украшения перед упаковкой!