EFM8BB1 Triángulos de luz cinética: 14 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:40

Me inspiré para hacer estos después de ver los triángulos de luz Nanoleaf en la tienda, ¡pero me desanimó ver que cada azulejo costaba veinte dólares! Me propuse hacer un producto equivalente, pero para mantener el precio por baldosa entre tres y cuatro dólares. Este proyecto no está completo, ya que todavía necesito hacer las PCB del controlador, pero actualmente tengo 50 mosaicos ensamblados y funcionando.

He visto otros proyectos que intentan replicar este producto, pero ninguno de los que he visto hasta ahora permite conectar ningún mosaico en CUALQUIER dirección, lo que permite diseños más complejos y una fácil reorganización.

Este es mi primer Instructable, por favor deje un comentario si tiene alguna pregunta.

Suministros

Cada mosaico requiere:

• 1x microchip EFM8BB10F8G-A-QFN20 (Digikey)
• 9 LEDs WS2812E (LCSC)
• 1x regulador de voltaje AMS1117 5.0v (LCSC)
• 1x regulador de voltaje AMS1117 3.3v (LCSC)
• 1x diodo SOD-123 1N4148 (LCSC)
• 1 resistencia de 10k 8050 (LCSC)
• Condensador cerámico 11x 0.1uf 8050 (LCSC)
• Condensadores electrolíticos de montaje en superficie de 2x 10uf 16v (LCSC)
• 1x PCB personalizado (JLCPCB)
• 12 x TE Connectivity 2329497-2 Dedos de resorte para PCB para gabinete
• 1x PCB enlazador

El controlador (en curso) requiere:

• 1x ESP32 DevKit-C
• Fuente de alimentación 1x 12V
• 1x DC-DC reductor (para alimentar el ESP32)
• 1x resistencia de 10K ohmios
• 1x diodo 1n4148
• 2x botones pulsadores SPST (LCSC)

Instrumentos:

• Soldador
• Horno de reflujo
• Impresora 3D (para caja)
• Programador J-link EDU
• Pelacables / cortadores / cables surtidos (para hacer un arnés de programación)
• Pinzas de punta fina para montaje.
• Tarjeta de PVC en blanco para esparcir pasta de soldadura
• Pasta de soldadura con plomo o sin plomo

Paso 1: pedir PCB

La placa de circuito impreso se diseñó en EasyEDA y se envió a JLCPCB para su fabricación. Pedí 50 PCB porque en realidad era más barato pedir 50 que pedir solo 10 de ellos. El PCB se dividió en 3 piezas para mantener bajos los costos de producción.

Usé las opciones de producción de

• 1,6 mm de espesor
• Acabado superficial HASL
• 1 oz de cobre
• Máscara de soldadura blanca

Escuché que puede vincular sus pedidos JLCPCB y LCSC para que solo pague el envío una vez, pero no pude resolverlo. Usé la opción de envío más barata y ambos paquetes llegaron dentro de las dos semanas posteriores a la fecha del pedido.

El diseño está vinculado aquí.

Paso 2: Prepare el área de trabajo

Coloque uno de los Tile PCB en una mesa que no le importe ensuciar y pegue otros dos PCB junto a él para mantenerlo en su lugar como se muestra en la imagen de arriba. Luego, pegue la plantilla con cinta Kapton y asegúrese de que los orificios estén alineados con las almohadillas expuestas en la PCB.

Paso 3: Pasta de soldadura

Agregue pasta de soldadura a la parte superior de la plantilla. Usé esto. Extienda la pasta de soldadura alrededor de la plantilla con una tarjeta de crédito antigua o algo similar. Asegúrese de que también se llenen los pequeños orificios del microchip.

Antes de levantar la plantilla, intente volver a colocar la mayor cantidad de pasta sobrante en la tarjeta esparcidora para reutilizarla si está haciendo más de una loseta (esto es caro $$$)

Levante la plantilla levantando con cuidado una esquina y despegando la cinta. Una vez que levante un área, intente no volver a colocarla, ya que podría manchar parte de la pasta.

Su PCB ahora debería verse como la imagen de arriba.

Paso 4: Montaje

Después de refluir la PCB, separe los lados de la loseta doblando y rompiendo las pestañas que sujetan los diferentes lados en su lugar. Luego, lije cualquier exceso de PCB rompiendo las pestañas para que sea más fácil colocarlo en el gabinete impreso.

Luego, busque los dos lados con la letra "B" y suelde las 7 almohadillas laterales juntas. El lado restante solo puede ir de una manera y soldarlo también.

El mosaico debe verse como las imágenes de arriba.

Paso 7: conecte el mosaico ensamblado al programador

ANTES DE CONECTAR EL AZULEJO AL JLINK, ABRA JLINK COMMANDER Y ESCRIBA "power on perm" PARA HABILITAR LA SALIDA DE 5V

J-Link Commander está incluido en el paquete de software y documentación disponible aquí

Cada mosaico tiene un encabezado vacío justo encima del microchip con la etiqueta Depurar. Este encabezado expone la interfaz de programación C2 que es compatible con el Segger J-Link. Utilizo la versión EDU porque es idéntica a las versiones de mayor precio, pero no se puede usar para productos comerciales, a los que esto no pertenece. Pedí el mío a SparkFun por $ 72 incluido el envío.

El pin 1 del conector es el único que tiene una almohadilla cuadrada en la PCB.

Paso 8: Prepare el IDE y cree el firmware binario

Descargue Simplicity Studio 4 desde aquí e instálelo. Inicie sesión o regístrese para obtener una cuenta de Silicon Labs para obtener acceso a la cadena de herramientas EFM8. Luego, descargue el código del proyecto desde aquí e impórtelo al IDE. Luego, haga clic en el icono de martillo en la barra de herramientas y cree el proyecto.

Debería recibir un mensaje de Compilación finalizada. Si aparece un mensaje pidiéndole que ingrese una clave de licencia para el compilador Keil, simplemente haga clic en omitir (o puede activarlo si lo desea, es gratis)

Paso 9: Cargue el firmware

Haga clic en el botón de la barra de herramientas que parece un sello sobre un chip "Programador Flash". Luego, busque el archivo.hex construido y selecciónelo. Haga clic en "Programa" y acepte los términos de la licencia J-Link EDU. Luego, asegúrese de no recibir un mensaje de error y que los LED de la placa se enciendan en blanco tenue para indicarle que se programó correctamente.

Paso 10: Prueba de PCB (opcional)

Para este paso, deberá habilitar el puerto COM virtual en su J-Link abriendo J-Link Configurator y eligiendo el programador adjunto.

Conecte la línea "DAT" de uno de los lados de la loseta al circuito adjunto en las fotos de arriba.

Abra un monitor serial con 112500 baudios 8N1 y use estos comandos

• 0x08 0xFF 0xFF 0x00 0xFF 0x0A
  • 0x08 es el comando "establecer color"
  • 0xFF es "todos los mosaicos"
  • 0xFF 0x00 0xFF es el color
  • 0x0A es un carácter de nueva línea

El mosaico ahora debería ser de color púrpura. Si no es así, verifique que el diodo esté cableado correctamente y vuelva a intentarlo.

Paso 11: Caja de impresión 3D

Diseñé el gabinete para que se moldeara por inyección originalmente para ahorrar tiempo en lugar de imprimir en 3D cada mosaico, pero cuando el costo de solo 50 gabinetes fue de $ 6000, decidí no hacerlo. El gabinete fue diseñado en Inventor 2021 y tiene dos partes, una base y el difusor superior. La base tiene orificios en los lados para permitir que los mosaicos se conecten con los conectores PCB (vinculados a continuación) o cables. Si sigue la ruta de usar los conectores PCB, necesitará 12 de estos por mosaico para permitir que los PCB se conecten entre sí.

Si no tiene acceso a una impresora 3D, puede mostrar la ingeniería detrás de estos mosaicos haciendo una escultura cinética y uniendo los mosaicos con alambre de cobre. ¡Solo asegúrese de que los cables no se cortocircuiten!

Imprimí 20 recintos y descubrí que estos mosaicos imprimen con precisión de hasta 150 mm / s sin una degradación significativa de la calidad, lo que permite una reducción del tiempo de impresión de alrededor del 60%.

Me olvidé de tomar fotografías de este paso, pero simplemente coloque la PCB completa en la base y encaje la parte superior.

Paso 12: Conexión de mosaicos

El PCB enlazador de mosaicos está disponible aquí. Estos encajan en los gabinetes y utilizan estos conectores. Asegúrese de que los dos lados estén alineados.

Paso 13: controlador

El software del controlador está en progreso y se actualizará aquí. Siga el diagrama esquemático para conectar su ESP32 a uno de los mosaicos. Cargue el software usando PlatformIO y conéctese al punto de acceso WiFi para que los mosaicos se conecten a su WiFi.

Paso 14: ¡Listo

Monte las baldosas de la forma que elija, he puesto círculos en la parte posterior del recinto para que se coloque cinta adhesiva.

¡Disfrutar! Deja un comentario si tienes dudas.

Finalista en el desafío de iluminación