Charlieplexing Xmas Tree: 7 pasos (con imágenes)

2024 Autor: John Day | [email protected]. Última modificación: 2024-01-30 08:43

Se acerca la Navidad y necesitamos algo de hardware nuevo.

El hardware de Navidad tiene que ser verde + blanco + rojo + parpadeante.

Entonces, el PCB es verde + blanco, luego agregue algunos LED parpadeantes y listo. Tengo muchos "LED SMD 0806 ultrabrillantes rojos transparentes con vista lateral en ángulo recto" (1206 también funcionan), entonces tenemos casi todo.

Paso 1: esquema

OK, tenemos una idea. Lo que necesitamos a continuación son algunos esquemas.

Para poder manejar muchos LED con un dispositivo no tan complicado, la buena idea es usar charlieplexing. Charlieplexing está cerca de la matriz, pero combina filas y columnas. La idea es tener un árbol de 6 lados, luego, con los principios habituales, podemos usar la matriz charlieplexing 5 × 6 o 6 × 7. Bueno, es Navidad, entonces usa más grande. Decidí usar una matriz de 6 columnas y 7 filas. Entonces necesitamos MCU con al menos 7 pines GPIO cada uno con posibilidad de funcionar como salida y entrada (o tercer estado). Uno de los más baratos es el PIC16F15323.

Tenemos pines libres, luego, por ejemplo, utilizamos un convertidor A / D para un poco de trabajo y colocamos un LED en la parte superior.

Bien, entonces el esquema está en su lugar.

La siguiente parte es decidir cómo organizar el tablero.

Paso 2: tablero

Mi plan es tener una placa genérica que se pueda usar 6 ×. Un tablero por cada columna.

Supongamos que tenemos un tablero de 2 lados, podemos tener dos columnas por tablero, un lado alimentando los LED de arriba hacia abajo, el segundo de abajo hacia arriba. Debemos tener un lugar, donde dividimos esos dos alimentos. Para dividir líneas de PCB tenemos dos opciones habituales.

• Podemos usar un cuchillo y cortar una línea de cobre (debe ser preciso, de lo contrario dañará la tabla)
• O podemos perforar la unión lateral transversal (llamada "vía")

Prefiero perforar. Es más fácil y menos visible.

También necesitamos alimentar filas, pero tenemos que seleccionar una adecuada que se alimente de la columna respectiva. Decidí usar la unión de soldadura de PCB. Eso es fácil y casi gratis. Luego, en cada placa, que representa una columna, tenemos una "unión" Jx y una "vía" Vx que representan una placa x en particular. Es decir, que en la placa 1 tenemos que soldar la "unión" J1 y perforar "a través de" V1. Una pequeña excusa es la placa 6, que tiene que alimentar dos filas y luego tener dos "cruces" J6 y J6 '.

La última parte es crear una placa "base", que contendrá MCU y el resto de componentes electrónicos. Esta placa es relativamente simple sin funciones especiales.

Paso 3: pedido de PCB

Utilizo la fabricación de porcelana para realizar pedidos de cartón.

Uno de los más rápidos y cómodos para mí es AllPCB. Tienen un sistema de pedidos simple. En la primera página ingrese la dimensión. Para este tablero, la dimensión es de 85 × 100 mm, seleccione la cantidad (no olvide que necesita 3 piezas por árbol), mantenga 2 capas y mantenga 1, 6 mm de espesor. Haga clic en cotizar ahora y obtendrá el precio, incluido el envío.

Puede ajustar los colores de la tabla, pero el verde es el mejor color para el árbol y el blanco es el mejor para imitar la nieve.

Ingrese su dirección de correo electrónico y haga clic en "Agregar al carrito".

Se le pedirá "archivo gerber". Se adjunta el archivo charlieplex7_85x100_brd.zip, luego cárguelo. Elija su dirección, método de pago preferido y finalice el pedido.

Paso 4: Prepare la PCB y la soldadura de piezas

Dentro de unos días puede esperar un paquete con PCB.

Primero que nada debemos dividir tablas. Están conectados mediante pequeños puentes. Para facilitar el pedido, aquí se conectan tres partes. Estoy usando tijeras, eso es rápido, pero usar la sierra de afeitar JLC hace que el corte sea más suave.

Cuando el corte esté completo, prepare qué tabla se utilizará para qué columna. Tenga cuidado al seleccionar placas para las columnas 3 y 6. Las placas 3 y 6 deben contener en la parte posterior un cable adicional para el LED montado en la parte superior. Las tablas con este cable adicional son las que tienen imágenes de muñeco de nieve y campana.

El siguiente paso es perforar las respectivas vías y soldar uniones.

Luego suelde todos los LED SMD, resistencias de procesador y otras partes electrónicas a seis placas de columna y una placa base.

Paso 5: soldar juntos

Cuando todas las partes electrónicas SMD están soldadas, es el momento de soldar las placas.

El primer paso es soldar las seis placas de columna a la placa base. Comience con puntos pequeños en un lado (por ejemplo, solo en el lado superior). tableros de soldadura. Suelde las tablas con cuidado, concéntrese para colocar las tablas cerca del centro pero así de cerca, para crear un hexágono en el medio.

Cuando las seis placas estén unidas a la placa base, utilice una placa base vacía de repuesto como soporte. Dibuje este tablero de repuesto en la parte superior de los tableros de las columnas, fijará los tableros de las columnas en la posición y distancia esperadas. Hace que toda la construcción sea más estable y es más fácil soldar alrededor de tres filas inferiores en las tablas. Cuando termine, suelde los lados posteriores de las placas, vuelva a soldar los lados superiores al estado final y no olvide esos dos cables adicionales para el LED superior.

Después de eso, retire la placa de repuesto y termine de soldar todas las columnas.

El último paso es el LED THT montado en la parte superior. Corte los cables de este LED, formato led para que quepan en la parte posterior de las placas y suéldelo en la posición con el cátodo en la placa 3 y el ánodo en la placa 6.

Eso es todo desde el punto de vista de la soldadura.

Paso 6: software

El software es muy sencillo.

Preparé un ejemplo simple, que usa tablas tradicionales para Microchip PIC MCU. El software utiliza un temporizador de interrupción para recorrer los LED y mostrar los fotogramas almacenados en la RAM de "vídeo".

El programa principal solo espera el siguiente paso. Cambie los datos en la RAM de "video" y coloque la siguiente columna.

También lee el valor del convertidor DA y lo usa durante la siguiente trama.

Puede descargar el código fuente y modificarlo, o puede descargar solo el archivo hexadecimal y usarlo tal como está.

Estoy usando PICkit3 para la programación de HEX al procesador.

La lima HEX está programada para terminar el árbol de Navidad usando un zócalo X1 de 0.1 de seis orificios. No es necesario soldar ningún conector aquí. Use cables directos entregados con PICkit 3 con clavijas en ambos lados. Pase las clavijas a través de los orificios y presiónelas suavemente en los orificios.

La placa contiene la misma marca triangular para el pin 1 que PICkit3. Al programar, verifique que el cable marcado con un triángulo en un PICkit3 esté en el orificio marcado en la placa.

Estoy usando MPLAB IPE (Entorno de programación integrado) para programar.

Antes de iniciar la programación, no olvide habilitar la alimentación de la placa desde las herramientas. Esa opción está disponible en la pestaña "Energía" de IPE.

Después de la programación, las herramientas mantendrán la placa encendida, luego puede verificar directamente el resultado.

Paso 7: finalización

La parte final es montar el paquete de baterías como soporte.

Estoy usando un soporte para pilas AA de 3 ×. Este soporte suele tener dos orificios para dos tornillos M3. La placa base tiene los mismos orificios, luego el montaje es fácil usando dos tornillos M3 × 12 y sus respectivas tuercas.

Antes del montaje, suelde los cables de alimentación a la placa base y al soporte de la batería.

Y eso es todo. Enchufe tres baterías y disfrute.