DIY LED Ring Light PCB pour microscopes ! : 6 étapes (avec photos)

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Dernière modifié: 2024-01-30 09:07

Je suis de retour et cette fois, je mets mes compétences en conception de planches à l'épreuve !

Dans ce instructable, je vous montre comment j'ai conçu ma propre lumière annulaire de microscope et certains défis que j'ai rencontrés en cours de route. J'ai acheté un deuxième microscope à usage électronique et contrairement à mon premier, il n'était pas livré avec une lampe annulaire. Après une recherche rapide sur Google, j'ai trouvé que les bons anneaux lumineux sont un peu chers pour presque aucune raison, peut-être que je ne cherchais pas au bon endroit, mais je n'étais tout simplement pas satisfait des prix. Je ne pouvais pas me résoudre à payer même 30 dollars pour une lumière à cause de ce que c'est. Je veux dire que c'est fondamentalement juste une lampe de poche, pourquoi coûtent-ils si cher ? Après avoir réalisé que je ne voulais pas en acheter un, j'ai pensé que ce serait une chose amusante à faire moi-même ! J'adore concevoir des cartes et souder ainsi que des projets amusants, alors allons-y ! Ma lumière comporte 48 leds blanc brillant/jaune doux qui peuvent être allumées en groupe ou toutes à la fois et peuvent être atténuées. C'est un accessoire vraiment utile dont tout microscope peut bénéficier ! Ce projet vous montre à quel point les prototypes de PCB sont utiles car j'ai fini par faire quelques erreurs avec la première conception et j'ai dû envoyer un deuxième lot avec les mises à jour. Cela aurait pu être très coûteux si j'avais supposé que tout allait bien et que j'avais commandé des dizaines de planches la première fois, mais nous passerons en revue tout cela en cours de route ! Assurez-vous de consulter le PDF pour des images plus claires du schéma. Ce projet est parrainé par JLC PCB, consultez leur site Web et regardez ma vidéo pour plus d'informations sur leurs services !

Fournitures

Tout le nécessaire pour cette planche se trouve dans les fichiers joints

Étape 1: regardez la vidéo couvrant l'ensemble de la construction et suivez les étapes pour plus d'informations

J'essaie d'augmenter la valeur de ma production pour mes projets, donc tout conseil et critique constructive sont les bienvenus ! C'est juste un passe-temps pour moi mais je veux m'améliorer et voir où ça peut aller:)

Étape 2: Première conception

Mon objectif lors de la création était d'avoir une lampe annulaire très lumineuse et compacte avec quelques fonctionnalités supplémentaires. Je voulais basculer 1 des 4 groupes de leds un à la fois ou tous à la fois. Ce n'est peut-être pas une fonctionnalité souhaitable pour tout le monde, mais je voulais projeter de la lumière sous certains angles pour éclairer les objets différemment pour certaines applications et photographies. Le circuit de contrôle a consommé une bonne quantité d'espace sur ma petite carte de taille freemium, mais cela l'a rendu plus amusant à comprendre.

L'idée de contrôler les LED dans la première conception était vraiment simple, mais grâce à mon impatience, je me suis retrouvé à résoudre certains problèmes et à ajouter des fonctionnalités pour la deuxième conception, mais nous y plongerons plus en quelques étapes. Les 48 leds sont en groupes de 12 constitués de 3 jeux de leds en parallèle avec 4 en série. Chaque groupe est contrôlé par un transistor et le transistor est contrôlé par un signal haut provenant d'un compteur à décades qui décale ses sorties en fonction d'une entrée d'horloge manuelle (bouton). Il y a 4 groupes de leds mais nous avons besoin de 5 sorties de compteur à décades pour allumer 1-4 et la 5ème pour toutes les allumer. Chaque base de transistor est reliée à une sortie qui lui permet de s'allumer. Comment utilisons-nous la 5ème sortie pour allumer toutes les leds sans entrer en conflit avec d'autres groupes lorsqu'elles sont activées par elles-mêmes ? Diodes ! La 5ème sortie du compteur est liée à 4 diodes avec leurs anodes en parallèle et leurs cathodes allant à chaque base de transistor. Cela nous permet d'activer tous les transistors à la fois sans qu'il y ait de fuite de courant dans d'autres bases lorsque 1 des 4 groupes est activé par eux-mêmes. Les 48 leds nécessitent une alimentation 12 volts (4 leds en série x3v=12v) et le circuit de commande nécessite 5 volts donc nous utilisons une alimentation 12 volts et ajoutons un régulateur linéaire 5 volts pour faire chuter la tension pour alimenter les circuits de commande. Après avoir tout soudé, cela n'a pas fonctionné correctement:(. J'étais déçu au début, mais j'ai réalisé que cela fait généralement partie du processus de conception de cartes. Vous avez une idée, la créez, trouvez les problèmes et résolvez-les. Je J'ai appris à ne jamais m'attendre à ce que quelque chose fonctionne d'abord et en faisant cela, quand quelque chose fonctionne d'abord, je suis vraiment surpris, mais cela fait partie du processus. Vous vous demandez peut-être pourquoi j'ai tout conçu à l'aide de pièces smd et la réponse est simple. Depuis J'utilise la version gratuite d'eagle, je suis coincé avec une dimension de planche maximale et elle ne peut pas être plus grande que ce que j'ai proposé, donc tout doit exister sur une planche qui mesure 90 mm avec un énorme morceau manquant dans le milieu, ce qui nous laisse une très petite surface de 18 mm de large. Si j'utilisais des leds à trous traversants, je devrais acheminer autour des conducteurs et cela prendrait beaucoup trop de temps. Peut-être à l'avenir ? était amusant.

Étape 3: Premières erreurs de conception et modifications nécessaires pour que cela fonctionne

Après avoir dépanné la première conception, j'ai réalisé qu'il y avait trop d'erreurs à laisser seul. Les erreurs sont comme suit;

• La broche d'activation de l'horloge pour le compteur de décennie n'était pas connectée à la terre, ce qui signifiait que l'horloge ne fonctionnerait pas
• La séquence d'horloge a été perturbée en raison du saut de Q3 dans le schéma
• Les transistors à double boîtier n'aimaient pas bien jouer les uns avec les autres
• Les diodes fonctionnant en série avec la résistance de base du transistor ne laissaient pas passer suffisamment de courant pour activer les transistors.

Afin de faire fonctionner la conception, j'ai remplacé les transistors à double boîtier par des transistors à boîtier unique, déplacé la position de la cathode de la diode pour qu'elle fonctionne en parallèle avec la résistance de base et corrigé les erreurs avec le circuit de commande. J'ai utilisé du fil de cuivre très fin pour exécuter toutes mes gravures mod. Après avoir eu une planche de travail, j'ai chargé tous les correctifs dans eagle pour le tour 2 !

Étape 4: Concevez 2 avec des fonctionnalités ajoutées

Après avoir résolu tous les problèmes liés à la première conception, je suis allé de l'avant et j'ai ajouté un gradateur externe à l'aide d'un gradateur PWM à anode commune que j'ai acheté sur amazon. La première conception n'avait pas de fonction de gradation et la carte était trop encombrée pour en ajouter plus, alors j'ai expérimenté avec une amazon bon marché et j'ai trouvé qu'elle faisait l'affaire ! Au lieu de lier toutes les leds à 12v, elles sont maintenant liées au signal PWM qui est un pad ajouté sur la carte. Je couvre davantage le gradateur dans ma vidéo.

En plus du gradateur, j'ai ajouté des résistances aux groupes de LED et des résistances pulldown à la base des transistors comme mesure "juste au cas où". Ils ne sont pas utilisés pour le moment mais mieux vaut prévenir que guérir et j'ai ajouté un interrupteur tactile à la carte au lieu de la monter à l'extérieur. L'intention à l'origine était d'utiliser un boîtier, mais après avoir vu à quel point il était compact, j'ai abandonné cette idée au deuxième tour. J'ai soudé toutes les LED puis toutes les autres pièces et l'ai testé et cela a fonctionné ! Comme il se doit ! C'est très lumineux aussi ! Si vous voulez vraiment tester votre patience, allez-y et soudez à la main un total de 96 leds fragiles. Ils adorent fondre si vous prenez ne serait-ce qu'une seconde de trop pour les souder. Notez que r7-r10 n'a pas de valeurs répertoriées, j'ai utilisé des résistances de 100 ohms mais cette valeur peut changer en fonction de vos besoins. Notez que r11-r14 n'ont pas de valeurs car elles ne sont pas utilisées. Notez que c2 et c3 ont les mauvaises valeurs répertoriées. J'ai fini par utiliser des bouchons 16uf et non 0,1uf. (tous les capuchons et résistances smd sont 0805)

Étape 5: Le Conseil fonctionne. Maintenant quoi?

Il est maintenant temps de le rendre montable. Pour ce faire, j'ai utilisé deux tiges d'accouplement filetées et des vis à oreilles. J'ai emprunté l'idée à d'autres lumières.

J'ai éraflé les tiges d'entretoise du coupleur et j'ai utilisé de l'époxy en deux parties pour les faire adhérer à la planche. Si je revisite ce projet à l'avenir, je pourrais planifier la monture au niveau du plateau.

Étape 6: C'est un Wrap

Oui j'ai nettoyé le produit final avec beaucoup d'alcool. Pendant l'assemblage et le test, j'ai utilisé beaucoup de colophane et j'aurais dû nettoyer longtemps, mais j'étais trop distrait pour le faire fonctionner. J'espère vraiment que vous avez apprécié cette instructable autant que je l'ai fait. Si je devais faire une version 3 de ce projet, j'ajouterais un réducteur de tension pour le cordon d'alimentation, je prendrais le temps d'implémenter mon propre gradateur dans la carte et de mieux planifier le montage. En dehors de cela, je suis vraiment ravi de la façon dont cela s'est avéré et oui, cela a peut-être été une voie étrange pour prendre le contrôle d'un seul achat, mais beaucoup de gens ne réalisent pas à quel point il est amusant et gratifiant de LE FAIRE VOUS-MÊME. Au final, j'avais assez de pièces pour 3 planches complètes ou plus, ce qui revient moins cher que d'en acheter trois. Si vous prévoyez de le faire vous-même, assurez-vous d'utiliser jlcpcb.com pour votre commande. Vous recevrez 5 planches professionnelles avec votre choix de couleur pour seulement 2 dollars !

Merci d'être arrivé jusqu'ici et si vous avez aimé ce projet, assurez-vous de me suivre ici et sur ma chaîne youtube ! Je te verrai la prochaine fois !

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