Charlieplexing Xmas Tree: 7 шагов (с картинками)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Последнее изменение: 2024-01-30 11:52

Приближается Рождество, и нам нужно новое оборудование.

Новогоднее оборудование должно быть зеленым + белым + красным + мигающим.

Итак, PCB имеет зеленый + белый цвет, затем добавьте несколько мигающих светодиодов, и все готово. У меня есть много "красных прозрачных сверхъярких светодиодов SMD 0806 с прямым углом бокового обзора" (1206 тоже работают), потом есть почти все.

Шаг 1: Схема

Хорошо, у нас есть идея. Далее нам нужны схемы.

Чтобы справиться с большим количеством светодиодов с помощью не столь сложного устройства, хорошей идеей будет использование Charlieplexing. Charlieplexing близок к матрице, но объединяет строки и столбцы вместе. Идея состоит в том, чтобы иметь 6-стороннее дерево, тогда с обычными принципами e может использовать матрицу Charlieplexing 5 × 6 или 6 × 7. Ну, это рождество, тогда бери побольше. Я решил использовать матрицу из 6 столбцов и 7 строк. Затем нам нужен MCU как минимум с 7 контактами GPIO, каждый с возможностью работать как выход и вход (или 3-е состояние). Один из самых дешевых - PIC16F15323.

У нас есть свободные контакты, поэтому, например, мы используем аналого-цифровой преобразователь для некоторой работы и помещаем один светодиод сверху.

Хорошо, тогда схема на месте.

Следующая часть - решить, как расположить доску.

Шаг 2: Доска

Мой план состоит в том, чтобы иметь универсальную доску, которую можно было бы использовать 6 ×. По одной доске на каждый столбец.

Предположим, у нас есть двухсторонняя плата, у нас может быть два столбца на плате, одна сторона питает светодиоды сверху вниз, вторая - снизу вверх. У нас должно быть место, где мы разделим эти две ленты. Для разделения линий печатной платы у нас есть два обычных варианта.

• Можно использовать нож и обрезать медную леску (будьте аккуратны, иначе вы повредите доску)
• Или мы можем просверлить поперечное соединение (так называемое «переходное отверстие»).

Я предпочитаю сверлить. Это более легко и менее заметно.

Нам также нужно кормить строки, но мы должны выбрать правильную, которая подается из соответствующего столбца. Я решил использовать пайку для печатной платы. Это просто и почти бесплатно. Затем на каждой доске, представляющей один столбец, есть одно «соединение» Jx и одно «переходное отверстие» Vx, которые представляют конкретную доску x. Это означает, что на плате 1 нужно припаять «переход» J1 и высверлить «переходник» V1. Одно маленькое оправдание - доска 6, которая должна питать два ряда, а затем иметь два «перекрестка» J6 и J6 '.

Последняя часть - создать «базовую» плату, которая будет содержать MCU и остальные электронные компоненты. Эта плата относительно проста и не имеет специальных функций.

Шаг 3: Заказ печатной платы

Для заказа досок использую производство фарфора.

Один из наиболее быстрых и удобных для меня - AllPCB. У них простая система заказа. На первой странице введите размер. Для этой доски размер 85х100 мм, выберите количество (не забывайте, что на одно дерево нужно 3 шт.), Оставьте 2 слоя и оставьте толщину 1,6 мм. Нажмите "Цитата" сейчас, и тогда вы получите цену с учетом доставки.

Вы можете настроить цвета доски, но зеленый - лучший цвет для дерева, а белый - для имитации снега.

Введите свой адрес электронной почты и нажмите «В корзину».

Вам будет предложено ввести «файл гербера». Это прикрепленный файл charlieplex7_85x100_brd.zip, затем загрузите его. Выберите свой адрес, предпочтительный способ оплаты и завершите заказ.

Шаг 4: Подготовьте печатную плату и припой для деталей

Через несколько дней вы можете ожидать посылку с печатными платами.

Прежде всего, мы должны разделить доски. Их соединяют мостиками. Для удобства заказа здесь соединены три части вместе. Я использую ножницы, они быстрые, но с помощью бритвенной пилы JLC рез стал более гладким.

Когда разрез будет завершен, подготовьте, какая доска будет использоваться для какой колонки. Будьте осторожны при выборе плат для столбцов 3 и 6. Платы 3 и 6 должны иметь на задней стороне дополнительный провод для верхнего светодиода. Доски с этой дополнительной проволокой - это доски с изображениями снеговика и колокольчика.

Следующим шагом является высверливание соответствующих переходных отверстий и паяных соединений.

Затем припаяйте все светодиоды SMD, резисторы процессора и другие электронные компоненты к шести платам столбцов и одной базовой плате.

Шаг 5: спаяйте вместе

Когда все электронные компоненты SMD припаяны, пора спаять платы вместе.

Первый шаг - припаять все шесть плат колонн к основной плате. Начните с небольших точек на одной стороне (например, только на верхней стороне). припаять платы. Тщательно припаивайте платы, сосредоточьтесь на том, чтобы расположить платы ближе к центру, но так близко, чтобы получился шестиугольник посередине.

Когда все шесть плат будут прикреплены к основной плате, используйте одну свободную пустую базовую плату в качестве держателя. Нарисуйте эту запасную доску поверх досок колонн, она зафиксирует доски колонн в ожидаемом положении и на ожидаемом расстоянии. Это делает всю конструкцию более устойчивой, и на плате легче припаять около трех нижних рядов. Когда закончите, припаяйте задние стороны плат, повторно припаяйте верхние стороны до окончательного состояния и не забудьте про два дополнительных провода для верхнего светодиода.

После этого снимите вспомогательную запасную плату и завершите пайку всех столбцов.

Последний шаг - верхний светодиод THT. Вырежьте провода этого светодиода, отформатируйте светодиод, чтобы он подошел к задней части платы, и припаяйте его в положение с катодом на плате 3 и анодом на плате 6.

Это все с точки зрения пайки.

Шаг 6: программное обеспечение

Программное обеспечение очень простое.

Я подготовил простой пример, использующий традиционные для микроконтроллеров Microchip PIC таблицы. Программное обеспечение использует один таймер для прерывания прохождения светодиодов и отображения кадров, хранящихся в «видео» RAM.

Основная программа только следит за следующим шагом. Сдвинуть данные в «видео» ОЗУ и поместить туда следующий столбец.

Он также считывает значение из DA-преобразователя и использует его в течение следующего кадра.

Вы можете загрузить исходный код и изменить его, или вы можете загрузить только шестнадцатеричный файл и использовать его как есть.

Я использую PICkit3 для программирования HEX на процессор.

Файл HEX запрограммирован на готовую рождественскую елку с использованием шестигранной 0,1-дюймовой розетки X1. Здесь нет необходимости паять какой-либо разъем. Используйте прямые провода, поставляемые с PICkit 3, с контактами с обеих сторон. Пропустите контакты через отверстия и осторожно вдавите их в отверстия.

Плата имеет тот же треугольник для контакта 1, что и PICkit3. При программировании проверьте, что провод, помеченный треугольником на одном PICkit3, находится в отмеченном отверстии на плате.

Я использую MPLAB IPE (интегрированная среда программирования) для программирования.

Перед началом программирования не забудьте включить питание платы от инструментов. Эта опция доступна на вкладке «Мощность» IPE.

После программирования инструменты будут поддерживать питание платы, после чего вы можете напрямую проверить результат.

Шаг 7: Завершение

Заключительная часть - установка аккумуляторного блока в качестве подставки.

Я использую батарейный отсек 3 × AA. В этом держателе обычно есть два отверстия для двух винтов M3. Базовая плата имеет такие же отверстия, поэтому ее легко установить с помощью двух винтов M3 × 12 и соответствующих гаек.

Перед установкой припаяйте провода питания к основной плате и держателю батареи.

И все. Подключаем три батареи и наслаждаемся.