星際之門創(chuàng)意電路制作

第1步：原型設計

如果可能的話，你想要在實際制作任何東西之前在面包板上對PCB設計進行原型設計。這些天，制作多氯聯(lián)苯是非常實惠的，但你仍然不想浪費你的時間和金錢。

在我的情況下，我以前從未使用過移位寄存器，所以這就是我需要專注于測試。我非常依賴這個Instructable教程來了解它們的工作原理：https：//www.instructables.com/id/Multiplexing-with 。..。

我在徹底測試之前實際上錯誤地訂購了PCB。我的原始設計使用WS2812B可單獨尋址的LED。由于一些原因，這些并沒有最終運作良好，我浪費了大量的時間和金錢。新設計更簡單，更便宜。

為了對第二版PCB進行移位寄存器設計的原型設計，我把所有東西都放在了面包板上。 ATtiny85，移位寄存器，電阻器和LED都在那里。還有第二個區(qū)域可以通過Arduino對ATtiny85進行編程（谷歌如何做到這一點，有很多教程）。

這個項目的完整零件清單：

1x ATtiny85-20PU

1x 74HC595移位寄存器

7x紅色3mm LED

1x藍色3mm LED

2x 120ohm電阻

1x 1P2T SPDT開關

1x電池座

附件是ATtiny85代碼（使用Arduino閃存）。經過測試，我進入了PCB設計。

第2步：PCB設計

如果您只想使用我的設計制作PCB，您可以使用附加的StargatePlots.zip文件夾。它包含Gerber文件來制作這些文件。

PCB的物理設計對最終產品非常重要 - 特別是因為它分開并且PCB的一部分用作支撐。出于這個原因，我開始使用CAD。我使用Autodesk Fusion 360來設計PCB，包括標簽。

Fusion 360中的PCB大綱

一旦用CAD設計PCB，你就可以了需要一種方法將其帶入您的PCB設計軟件中以增加邊緣切割。您在Fusion 360中所要做的就是在零件表面創(chuàng)建一個新草圖，并投影所有邊緣。然后只需保存草圖。在組件瀏覽器區(qū)域（窗口左側）中，選擇新草圖并將其導出為DXF。保存以供日后使用。

KiCAD原理圖

我在KiCAD中進行了實際的PCB設計。我本來會使用Autodesk Eagle，但我在接近比賽截止日期時將其縮減，并且沒有時間學習如何使用Eagle。在KiCAD中，第一步是創(chuàng)建PCB原理圖。原理圖是您設計的簡化框圖，其主要目的是告訴KiCAD組件的哪些引腳連接在一起。

自定義組件

KiCAD幾乎擁有我內置的所有組件，所以我只需添加它們并連接引腳。電容式觸摸板是一個很大的例外，它是完全定制的。為了補充這一點，我不得不創(chuàng)建一個新的PCB封裝。

首先，我在InkScape中繪制了觸摸板的形狀。然后我使用KiCAD的位圖轉換器將其轉換為新組件的占位面積。然后將其添加到我的原理圖中。

KiCAD PCB

完成原理圖后，您可以創(chuàng)建實際的PCB布局。 KiCAD將把所有的腳印都傾倒在紙張上，由你來定位它們。但是，首先要導入PCB輪廓的DXF。

切換到Edge Cuts圖層，然后選擇導入DXF。選擇您的DXF輪廓，它將被放置在工作表上。然后，您可以根據(jù)需要定位腳印。這些步驟都包含在更詳細的KiCAD指南中。最后，添加一些帶有禁區(qū)的銅澆注填充物以避開切口。

自定義絲網

如果沒有字形，沒有Stargate是完整的，這意味著需要自定義絲網印刷。我開始在谷歌上找到一個關于星際之門的插圖，清楚地顯示了字形。然后，我使用GIMP刪除除字形之外的所有圖像，并使其變?yōu)楹诎住Ｎ覍⑵滢D換為InkScape并將其轉換為矢量圖像，并將其縮放到適當?shù)拇笮　?/p>

從那里，該過程類似于創(chuàng)建自定義足跡。但是，我沒有將圖像用作足跡，而是將其用于絲網印刷層。然后我把它移到PCB上并定位。對DHD字形重復該過程。

步驟3：制作PCBs

有很多制作服務您可以用來制作PCB。 OSH Park是一個受歡迎的選擇，它非常易于使用并且質量很好，但它有點貴 - PCB也是紫色的。

對于這個項目，我使用了Seeed Studio Fusion PCB服務。它顯著更實惠，質量也很好，并且它們提供了更多的定制。例如，我能夠將這些顏色制成黑色，并且有多種顏色可供選擇。

您可以選擇一些運輸方式，但我選擇了DHL。我在1月11日下訂單，并于1月22日收到我的董事會。這些101.6 x 101.6mm電路板中的10個電路板的總成本（包括運費）為51.94美元。如果我訂購了默認綠色的電路板，它們會更便宜。但是，考慮到它們的大小，每塊板5.20美元是非常合理的。

所有這些都說，你可以使用你想要的任何服務。其他受歡迎的選項是JLCPCB和PCBWay。您需要做的就是從KiCAD或Eagle繪制Gerber文件，將您的設計上傳到這些服務。如果您使用OSH Park，您可以直接上傳您的KiCAD項目。

步驟4：組裝電路板

如果你設計了自己的電路板，你應該知道如何組裝電路板。但是，如果你正在使用我的PCB設計，這里是如何將它組合在一起：

所有組件都是通孔并在板上貼上標簽，因此組裝應該很容易。每個組件都放在電路板的側面 標簽。 ATtiny85和74HC595位置都標有它們的定向方式。這些芯片有一個點標記引腳1，它位于電路板上芯片輪廓的凹口旁邊。

LED具有極性，因此放入時需要小心。負極LED（短腿）穿過方孔，正陽極（長腿）穿過圓孔。首先焊接七個紅色LED用于人字形，然后將電路板翻轉過來。

藍色LED需要以90度角彎曲，指向星際之門的中心。只需將其插入中途，然后在焊接前將其彎曲。

接下來是DHD電線。將每根導線的一側焊接到PCB的DHD部分，然后將另一端焊接到Stargate部件中。哪條線進入哪個孔并不重要，電容式觸摸板沒有極性。

最后，焊接電池線。如果你有第一個版本的電路板，它將被不正確地標記，并表示底部孔為“+”為正。那是我的錯誤。 底部（外部）洞為負。因此，將正電池線焊接到頂部（內部）孔中，將負極線焊接到底部（外部）孔中。

步驟5：3D打印零件

此項目共有九個3D打印部件：七個人字形蓋子，以及蟲洞LED擴散器的前后部件。

V形臂很簡單，并且在V形LED上熱粘合以獲得額外的風格。那些應該用黑色或灰色印刷。

蟲洞LED漫射器分為兩部分，使打印更容易，并使其更有效。前面的部分是用半透明的燈絲印刷的，所以燈光會透過，后面的部分用白色的燈絲印刷，以幫助將光線反射回前面。

所有這些都可以打印而不需要支持。我建議使用0.15mm的層高，填充應該是20％。

步驟6：最終裝配

要完成星際之門的裝配，你只需要用熱膠將這些碎片放在一起。首先，我建議您使用砂紙或Dremel來平滑PCB部件上的標簽。

然后，使用一點熱膠或超級膠水將前部擴散器部件連接到后部。擴散器。它們應該是同心的（居中）。

接下來，用熱膠填充人字形，然后將其向下推到人字形LED上。對其他六個V形LED重復此操作。繼續(xù)使用更熱的膠水將蟲洞LED擴散器安裝到PCB上。 LED有一個小孔可以插入，所以只需將其插入并使用漫射器的厚部分作為表面，將其熱粘到PCB上。

將DHD線纏繞在電池線上幾次讓他們保持整潔。 DHD PCB用于放置在電池座的頂部，因此將熱膠粘在那里（因此電池線位于底部）。然后使用一些熱膠將支架（沒有凹槽）連接到電池座的兩側，使其保持直立和穩(wěn)定。

最后，用的凹口推動支架進入Stargate PCB上相應的槽口。每次使用少量熱膠將其固定到位。

你已經完成了！只需打開開關，等待幾秒鐘，然后你可以點擊觸摸板來接合每個人字形并建立一個蟲洞！