第1步：原型設(shè)計(jì)

如果可能的話，你想要在實(shí)際制作任何東西之前在面包板上對(duì)PCB設(shè)計(jì)進(jìn)行原型設(shè)計(jì)。這些天，制作多氯聯(lián)苯是非常實(shí)惠的，但你仍然不想浪費(fèi)你的時(shí)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(cè)試。我非常依賴這個(gè)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(cè)試之前實(shí)際上錯(cuò)誤地訂購了PCB。我的原始設(shè)計(jì)使用WS2812B可單獨(dú)尋址的LED。由于一些原因，這些并沒有最終運(yùn)作良好，我浪費(fèi)了大量的時(shí)間和金錢。新設(shè)計(jì)更簡(jiǎn)單，更便宜。

為了對(duì)第二版PCB進(jìn)行移位寄存器設(shè)計(jì)的原型設(shè)計(jì)，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(gè)區(qū)域可以通過Arduino對(duì)ATtiny85進(jìn)行編程（谷歌如何做到這一點(diǎn)，有很多教程）。

這個(gè)項(xiàng)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(lán)色3mm LED

2x 120ohm電阻

1x 1P2T SPDT開關(guān)

1x電池座

附件是ATtiny85代碼（使用Arduino閃存）。經(jīng)過測(cè)試，我進(jìn)入了PCB設(shè)計(jì)。

第2步：PCB設(shè)計(jì)

如果您只想使用我的設(shè)計(jì)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(shè)計(jì)對(duì)最終產(chǎn)品非常重要 - 特別是因?yàn)樗珠_并且PCB的一部分用作支撐。出于這個(gè)原因，我開始使用CAD。我使用Autodesk Fusion 360來設(shè)計(jì)PCB，包括標(biāo)簽。

Fusion 360中的PCB大綱

一旦用CAD設(shè)計(jì)PCB，你就可以了需要一種方法將其帶入您的PCB設(shè)計(jì)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(gè)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(cè)）中，選擇新草圖并將其導(dǎo)出為DXF。保存以供日后使用。

KiCAD原理圖

我在KiCAD中進(jìn)行了實(shí)際的PCB設(shè)計(jì)。我本來會(huì)使用Autodesk Eagle，但我在接近比賽截止日期時(shí)將其縮減，并且沒有時(shí)間學(xué)習(xí)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(shè)計(jì)的簡(jiǎn)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(nèi)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(gè)很大的例外，它是完全定制的。為了補(bǔ)充這一點(diǎn)，我不得不創(chuàng)建一個(gè)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(zhuǎn)換器將其轉(zhuǎn)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(shí)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(dǎo)入PCB輪廓的DXF。

切換到Edge Cuts圖層，然后選擇導(dǎo)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(xì)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(wǎng)

如果沒有字形，沒有Stargate是完整的，這意味著需要自定義絲網(wǎng)印刷。我開始在谷歌上找到一個(gè)關(guān)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?。我將其轉(zhuǎn)換為InkScape并將其轉(zhuǎn)換為矢量圖像，并將其縮放到適當(dāng)?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(wǎng)印刷層。然后我把它移到PCB上并定位。對(duì)DHD字形重復(fù)該過程。

步驟3：制作PCBs

有很多制作服務(wù)您可以用來制作PCB。 OSH Park是一個(gè)受歡迎的選擇，它非常易于使用并且質(zhì)量很好，但它有點(diǎn)貴 - PCB也是紫色的。

對(duì)于這個(gè)項(xiàng)目，我使用了Seeed Studio Fusion PCB服務(wù)。它顯著更實(shí)惠，質(zhì)量也很好，并且它們提供了更多的定制。例如，我能夠?qū)⑦@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(yùn)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(huì)。這些101.6 x 101.6mm電路板中的10個(gè)電路板的總成本（包括運(yùn)費(fèi)）為51.94美元。如果我訂購了默認(rèn)綠色的電路板，它們會(huì)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(wù)。其他受歡迎的選項(xiàng)是JLCPCB和PCBWay。您需要做的就是從KiCAD或Eagle繪制Gerber文件，將您的設(shè)計(jì)上傳到這些服務(wù)。如果您使用OSH Park，您可以直接上傳您的KiCAD項(xiàng)目。

步驟4：組裝電路板

如果你設(shè)計(jì)了自己的電路板，你應(yīng)該知道如何組裝電路板。但是，如果你正在使用我的PCB設(shè)計(jì)，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(biāo)簽，因此組裝應(yīng)該很容易。每個(gè)組件都放在電路板的側(cè)面 標(biāo)簽。 ATtiny85和74HC595位置都標(biāo)有它們的定向方式。這些芯片有一個(gè)點(diǎn)標(biāo)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(shí)需要小心。負(fù)極LED（短腿）穿過方孔，正陽極（長(zhǎng)腿）穿過圓孔。首先焊接七個(gè)紅色LED用于人字形，然后將電路板翻轉(zhuǎn)過來。

藍(lán)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(dǎo)線的一側(cè)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(jìn)入哪個(gè)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(gè)版本的電路板，它將被不正確地標(biāo)記，并表示底部孔為“+”為正。那是我的錯(cuò)誤。 底部（外部）洞為負(fù)。因此，將正電池線焊接到頂部（內(nèi)部）孔中，將負(fù)極線焊接到底部（外部）孔中。

步驟5：3D打印零件

此項(xiàng)目共有九個(gè)3D打印部件：七個(gè)人字形蓋子，以及蟲洞LED擴(kuò)散器的前后部件。

V形臂很簡(jiǎn)單，并且在V形LED上熱粘合以獲得額外的風(fēng)格。那些應(yīng)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(huì)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(yīng)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(biāo)簽。

然后，使用一點(diǎn)熱膠或超級(jí)膠水將前部擴(kuò)散器部件連接到后部。擴(kuò)散器。它們應(yīng)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(duì)其他六個(gè)V形LED重復(fù)此操作。繼續(xù)使用更熱的膠水將蟲洞LED擴(kuò)散器安裝到PCB上。 LED有一個(gè)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(cè)，使其保持直立和穩(wěn)定。

最后，用的凹口推動(dòng)支架進(jìn)入Stargate PCB上相應(yīng)的槽口。每次使用少量熱膠將其固定到位。

你已經(jīng)完成了！只需打開開關(guān)，等待幾秒鐘，然后你可以點(diǎn)擊觸摸板來接合每個(gè)人字形并建立一個(gè)蟲洞！