星际之门创意电路制作

第1步：原型设计

如果可能的话，你想要在实际制作任何东西之前在面包板上对PCB设计进行原型设计。这些天，制作多氯联苯是非常实惠的，但你仍然不想浪费你的时间和金钱。

在我的情况下，我以前从未使用过移位寄存器，所以这就是我需要专注于测试。我非常依赖这个Instructable教程来了解它们的工作原理：https：//www.instructables.com/id/Multiplexing-with 。..。

我在彻底测试之前实际上错误地订购了PCB。我的原始设计使用WS2812B可单独寻址的LED。由于一些原因，这些并没有最终运作良好，我浪费了大量的时间和金钱。新设计更简单，更便宜。

为了对第二版PCB进行移位寄存器设计的原型设计，我把所有东西都放在了面包板上。 ATtiny85，移位寄存器，电阻器和LED都在那里。还有第二个区域可以通过Arduino对ATtiny85进行编程（谷歌如何做到这一点，有很多教程）。

这个项目的完整零件清单：

1x ATtiny85-20PU

1x 74HC595移位寄存器

7x红色3mm LED

1x蓝色3mm LED

2x 120ohm电阻

1x 1P2T SPDT开关

1x电池座

附件是ATtiny85代码（使用Arduino闪存）。经过测试，我进入了PCB设计。

第2步：PCB设计

如果您只想使用我的设计制作PCB，您可以使用附加的StargatePlots.zip文件夹。它包含Gerber文件来制作这些文件。

PCB的物理设计对最终产品非常重要 - 特别是因为它分开并且PCB的一部分用作支撑。出于这个原因，我开始使用CAD。我使用Autodesk Fusion 360来设计PCB，包括标签。

Fusion 360中的PCB大纲

一旦用CAD设计PCB，你就可以了需要一种方法将其带入您的PCB设计软件中以增加边缘切割。您在Fusion 360中所要做的就是在零件表面创建一个新草图，并投影所有边缘。然后只需保存草图。在组件浏览器区域（窗口左侧）中，选择新草图并将其导出为DXF。保存以供日后使用。

KiCAD原理图

我在KiCAD中进行了实际的PCB设计。我本来会使用Autodesk Eagle，但我在接近比赛截止日期时将其缩减，并且没有时间学习如何使用Eagle。在KiCAD中，第一步是创建PCB原理图。原理图是您设计的简化框图，其主要目的是告诉KiCAD组件的哪些引脚连接在一起。

自定义组件

KiCAD几乎拥有我内置的所有组件，所以我只需添加它们并连接引脚。电容式触摸板是一个很大的例外，它是完全定制的。为了补充这一点，我不得不创建一个新的PCB封装。

首先，我在InkScape中绘制了触摸板的形状。然后我使用KiCAD的位图转换器将其转换为新组件的占位面积。然后将其添加到我的原理图中。

KiCAD PCB

完成原理图后，您可以创建实际的PCB布局。 KiCAD将把所有的脚印都倾倒在纸张上，由你来定位它们。但是，首先要导入PCB轮廓的DXF。

切换到Edge Cuts图层，然后选择导入DXF。选择您的DXF轮廓，它将被放置在工作表上。然后，您可以根据需要定位脚印。这些步骤都包含在更详细的KiCAD指南中。最后，添加一些带有禁区的铜浇注填充物以避开切口。

自定义丝网

如果没有字形，没有Stargate是完整的，这意味着需要自定义丝网印刷。我开始在谷歌上找到一个关于星际之门的插图，清楚地显示了字形。然后，我使用GIMP删除除字形之外的所有图像，并使其变为黑白。我将其转换为InkScape并将其转换为矢量图像，并将其缩放到适当的大小。

从那里，该过程类似于创建自定义足迹。但是，我没有将图像用作足迹，而是将其用于丝网印刷层。然后我把它移到PCB上并定位。对DHD字形重复该过程。

步骤3：制作PCBs

有很多制作服务您可以用来制作PCB。 OSH Park是一个受欢迎的选择，它非常易于使用并且质量很好，但它有点贵 - PCB也是紫色的。

对于这个项目，我使用了Seeed Studio Fusion PCB服务。它显着更实惠，质量也很好，并且它们提供了更多的定制。例如，我能够将这些颜色制成黑色，并且有多种颜色可供选择。

您可以选择一些运输方式，但我选择了DHL。我在1月11日下订单，并于1月22日收到我的董事会。这些101.6 x 101.6mm电路板中的10个电路板的总成本（包括运费）为51.94美元。如果我订购了默认绿色的电路板，它们会更便宜。但是，考虑到它们的大小，每块板5.20美元是非常合理的。

所有这些都说，你可以使用你想要的任何服务。其他受欢迎的选项是JLCPCB和PCBWay。您需要做的就是从KiCAD或Eagle绘制Gerber文件，将您的设计上传到这些服务。如果您使用OSH Park，您可以直接上传您的KiCAD项目。

步骤4：组装电路板

如果你设计了自己的电路板，你应该知道如何组装电路板。但是，如果你正在使用我的PCB设计，这里是如何将它组合在一起：

所有组件都是通孔并在板上贴上标签，因此组装应该很容易。每个组件都放在电路板的侧面 标签。 ATtiny85和74HC595位置都标有它们的定向方式。这些芯片有一个点标记引脚1，它位于电路板上芯片轮廓的凹口旁边。

LED具有极性，因此放入时需要小心。负极LED（短腿）穿过方孔，正阳极（长腿）穿过圆孔。首先焊接七个红色LED用于人字形，然后将电路板翻转过来。

蓝色LED需要以90度角弯曲，指向星际之门的中心。只需将其插入中途，然后在焊接前将其弯曲。

接下来是DHD电线。将每根导线的一侧焊接到PCB的DHD部分，然后将另一端焊接到Stargate部件中。哪条线进入哪个孔并不重要，电容式触摸板没有极性。

最后，焊接电池线。如果你有第一个版本的电路板，它将被不正确地标记，并表示底部孔为“+”为正。那是我的错误。 底部（外部）洞为负。因此，将正电池线焊接到顶部（内部）孔中，将负极线焊接到底部（外部）孔中。

步骤5：3D打印零件

此项目共有九个3D打印部件：七个人字形盖子，以及虫洞LED扩散器的前后部件。

V形臂很简单，并且在V形LED上热粘合以获得额外的风格。那些应该用黑色或灰色印刷。

虫洞LED漫射器分为两部分，使打印更容易，并使其更有效。前面的部分是用半透明的灯丝印刷的，所以灯光会透过，后面的部分用白色的灯丝印刷，以帮助将光线反射回前面。

所有这些都可以打印而不需要支持。我建议使用0.15mm的层高，填充应该是20％。

步骤6：最终装配

要完成星际之门的装配，你只需要用热胶将这些碎片放在一起。首先，我建议您使用砂纸或Dremel来平滑PCB部件上的标签。

然后，使用一点热胶或超级胶水将前部扩散器部件连接到后部。扩散器。它们应该是同心的（居中）。

接下来，用热胶填充人字形，然后将其向下推到人字形LED上。对其他六个V形LED重复此操作。继续使用更热的胶水将虫洞LED扩散器安装到PCB上。 LED有一个小孔可以插入，所以只需将其插入并使用漫射器的厚部分作为表面，将其热粘到PCB上。

将DHD线缠绕在电池线上几次让他们保持整洁。 DHD PCB用于放置在电池座的顶部，因此将热胶粘在那里（因此电池线位于底部）。然后使用一些热胶将支架（没有凹槽）连接到电池座的两侧，使其保持直立和稳定。

最后，用的凹口推动支架进入Stargate PCB上相应的槽口。每次使用少量热胶将其固定到位。

你已经完成了！只需打开开关，等待几秒钟，然后你可以点击触摸板来接合每个人字形并建立一个虫洞！