MagicCube: toque para cambiar el color: 6 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:41

Proyectos Fusion 360 »

Bienvenido a mi primer instructable. Espero que puedas seguir todos los pasos. Si hay alguna pregunta, pregunte y agregaré el contenido al instructivo.

La idea de este proyecto fue, construir y desarrollar un pequeño cubo con un efecto especial como regalo para Navidad. Todos los miembros de mi familia obtuvieron uno de estos y estaban muy felices de tener uno.

Paso 1: Concepto y materiales

El concepto se inspiró en otro proyecto. El cubo en sí debe tener un tamaño pequeño, en total es 39 mm ^ 3.

Mi configuración era una interfaz disponible para recargar el cubo. El más común es el micro USB en la actualidad.

Se agregó un sensor LIS3DH para medir los grifos (lo usé en un proyecto diferente, así que estoy familiarizado con él).

Quiero tener un interruptor físico de ENCENDIDO / APAGADO.

También decidió usar algunos LED WS2812b, son fáciles de usar y producen una luz agradable.

Ahora existe la posibilidad de obtener un kit completo o una placa de circuito impreso ensamblada a través de Tindie, si no tiene las habilidades o la

herramientas para soldar e imprimir este proyecto.

Las impresiones de los agujeros están impresas con PLA de das Filament

Las impresoras son una Ender 2 y una Ender 3 pro.

La lista de materiales es larga, porque enumero todas las resistencias. Casi todas las piezas son piezas SMD.

Herramientas que necesita:

• soldador
• impresora 3d
• computadora con Arduino IDE
• USBTinyISP (esto o esto están probados)
• Pegamento
• Pistola de aire caliente o horno de reflujo pequeño
• pasta de soldadura

Lista de materiales:

• 1x PCB PCBway o PCB ensamblado
• 1x ATmega328P-AU Digikey
• Cristal de 16 MHz Digikey
• 1x LIS3DH Digikey
• 3x WS2812b Digikey
• 2x LED verde (0603) Digikey
• 1x LED naranja (0603) Digikey
• 1x batería con conector molex picoblade (503035 o 303035 o 603030)
• 1x TP5400 Aliexpress
• 1x TLV70233 Digikey
• 1x puerto micro USB Digikey
• 1x interruptor deslizante Digikey
• 1x conector molex 2p Digikey
• 1x Polyfuse 350mA Digikey
• 1x inductor de 4, 7uH (3015) Digikey
• 1x diodo SS32 Digikey
• 2x BSS138 transistor Digikey
• Resistencia de 7x 10k Ohm (0603)
• Tapa 4x 1uF (0603)
• 7 tapas de 100 nF (0603)
• 4 tapas de 22uF (0805)
• 2x tapones de 10uF (0805)
• 1x Tantalcap de 4, 7uF (3216A)
• 1x resistencia de 330 ohmios (0603)
• 1 resistencia de 500 k ohmios (0603)
• 3 resistencias de 5 k ohmios (0603)

Cuando decida utilizar el adaptador de programación, también necesitará pogo-pins.

Algo como esto: Pogo Pins

El diámetro debe ser de 2 mm y la longitud de 3 mm. Luego encajan dentro de los orificios y se conectan perfectamente a la PCB.

Paso 2: Estuche impreso en 3D

El caso fue diseñado en Autodesk Fusion360. Hice todos los pasos allí, la carcasa, el diseño del adaptador para los pines pogo y también la forma básica de la PCB.

Hay una buena función de exportación y colaboración en Fusion360 y Eagle, por lo que puede extraer y enviar sus cambios de la PCB de un programa a otro.

Descubrí cómo funciona esto viendo un video de YouTube:

Forma de PCB Fusion360

Elijo mi configuración de impresión para tener menos que hacer cuando se imprime la carcasa. Todo está diseñado para tener poco soporte y una buena calidad de impresión. Solo el interruptor de encendido necesita algo de soporte, pero es realmente pequeño. Es mejor imprimirlo con Brim.

• Capa 0.15
• Espesor de paredes 2
• Relleno 20%

Paso 3: Diseño de PCB

El diseño de PCB no tiene una gran complejidad. Todos los pasos se realizaron con Autodesk Eagle.

Hay algunos módulos básicos basados en:

• ATmega328P basado en un Arduino Nano
• Dos transistores BSS138 para cambio de nivel
• Tres LED WS2812b
• Gestión de batería y circuito de alimentación
• el acelerómetro
• posibilidad de soldar una cabeza de alfiler 3x1 en la placa para conexión en serie

Paso 4: soldadura

Cuando suelda esto con un horno de reflujo, es mucho más fácil hacer una plantilla o comprarla. De lo contrario, pasará mucho tiempo colocando la pasta de soldadura en las almohadillas. Se recomienda utilizar un horno de reflujo.

Utilice pasta de soldadura a baja temperatura, ya que los LED podrían sufrir daños con altas temperaturas. Esta fue una lección difícil para mí y la resolución de estos LED no es muy divertida.

¿Cómo aplicar pasta de soldadura en las placas de circuito impreso?

También aquí hay un video útil de youtube: Cómo aplicar pasta de soldadura

Después de aplicar la pasta de soldadura, debe colocar las piezas en el lugar correcto. Noté que es mucho más fácil colocar las partes al tener un diseño con los valores de las partes. Entonces hice el PCB con los valores de las partes y puedes descargarlo. Cuando una parte no esté clara, déjeme ahora.

LED7 = verde

LED3 = verde

LED4 = naranja

¡Al colocar los circuitos integrados, tenga cuidado con las marcas del paquete! La soldadura incorrecta puede dañar la placa y los componentes.

U3 = LIS3DH

U4 = TLV70233

IC2 = TP5400

Después de soldar en horno de reflujo, debe soldar los 4 puntos de montaje del puerto micro USB, de lo contrario se romperá y podría dañar los rastros de su PCB.

Paso 5: Programación de su placa

Para este paso necesitas:

• USBTinyISP
• Alambres y soldador
• Pines de Pogo (opcional)
• Adaptador impreso en 3D para programación (opcional)
• IDE de Arduino

Para programar el Atmega en la pcb, necesita el programador USBTinyISP. Solo es posible programar el microcontrolador con la interfaz ISP. No hay un convertidor de USB a serie en la PCB, por lo que no es posible programar con el puerto micro USB.

En la parte inferior de la placa de circuito impreso, puede ver paneles de prueba con las diferentes marcas para la interfaz ISP. Ahora hay dos opciones, soldar cables a estas almohadillas o usar pines pogo para conectarlos.

En mi caso usé algunos pines de pogo porque construyo más de uno. Puede encontrar el adaptador como un archivo.stl para imprimir y obtener las posiciones correctas para los pines pogo.

Después de conectar el programador a través de la interfaz ISP a la pcb, puede iniciar el IDE de Arduino.

NOTA: ¡El microcontrolador no aparecerá como un puerto serie en el IDE de Arduino

Modifique la configuración de su tablero en herramientas:

• Seleccione "Arduino Nano" como su placa Arduino
• ¡No seleccione ningún puerto!
• Cambiar programador a "USBtinyISP"

Mira las fotos.

¡Ahora está listo para programar el ATmega!

1. Cargador de arranque en llamas
2. Programación

Primero tienes que grabar el gestor de arranque. Este paso quemará los fusibles y permitirá que el microcontrolador recuerde quién es. Para esto, seleccione en el IDE de Arduino en "herramientas" -> "Grabar cargador de arranque".

Mientras esto, el LED7 en la PCB debería mostrar un comportamiento parpadeante. Después de quemar con éxito, el LED parpadea con una frecuencia fija. Felicitaciones, su tablero está listo.

Paso 6: Montaje y funciones

Montaje

Una vez impresas todas las piezas y programado correctamente la placa de circuito impreso, puede montar el cubo. Para este paso necesitas el pegamento. Debido al pequeño tamaño estaba experimentando con uniones de encaje a presión, pero no tuve suficiente tiempo hasta Navidad. La decisión de pegarlo también estuvo bien.

Para el montaje, mire las imágenes. También muestran cada paso.

1.) Conecte la batería con la PCB, a veces es más fácil insertar la batería primero en la base.

2.) Inserte la PCB en la base. El PCB encaja solo en una posición, por lo que no hay posibilidad de colocarlo de manera incorrecta. Puede arreglar la PCB con un poco de pegamento caliente, ya que el acelerómetro funciona mejor, porque no hay traqueteo de la PCB.

3.) Coloque el interruptor deslizante. Para comprobar si el interruptor está montado correctamente, puede encenderlo y apagarlo.

4.) Lleva un poco de pegamento al borde de la base, que estará dentro del Cubo. Tenga cuidado de no pegar el interruptor deslizante. No necesitas mucho pegamento.

5.) Conecte la base y el Lightcube juntos y mientras se seca el pegamento, coloque algo pesado sobre él.

6.) Cuando el pegamento esté seco, cargue la batería y disfrute:)

Funciones

Cuando el pegamento esté seco y puedas usar tu cubo, estas son las funciones básicas:

• Cargando: LED naranja durante la carga
• Cargando: LED verde cuando finaliza la carga
• Deslice el interruptor para encender / apagar el MagicCube
• Toca una vez para cambiar de color
• Toque dos veces para apagar los LED
• Puede tocar una mesa o escritorio donde se encuentra el MagicCube
• Divertirse

Finalista en el concurso Make it Glow 2018