查看原文
其他

手把手教你复刻SD2小电视!从资料包到实物!

wcc149 电子电路开发学习 2023-06-07

前几天,发了一篇关于开源项目SD2小电视的文章:B站DIY区最精致、漂亮的桌面天气小电视

不知道有多少读者朋友和我一样,看完这篇文章,自己复刻了一个!

从PCB投板、元件工具采购,到焊接、调试、组装,断断续续用了差不多两周的时间,终于做好了几个!

最终效果2

本文将以SD2小电视为例,介绍如何复刻一个开源硬件项目!分享开源项目从资料包,到真正实物的过程。

手把手教你物料采购、PCB下单、外壳3D打印、PCB焊接调试、程序烧录、外壳组装等。

效果展示

文末随机抽一位公众号读者,赠送我亲手打造的SD2小电视成品,包邮到家

开源项目的选择

互联网上各种各样的开源软硬件项目非常多,比如我之前分享的几个项目:

等等,可能有些项目算不上开源项目,只能算是一种应用!所以大家在选择的时候,要综合考虑项目的完整性(硬件、软件、外壳),外观效果,制作成本,制作难度等多方面因素。

以我选择SD2小电视项目的原因为例,主要有以下几点:

  • 小巧、精致、实用。小电视造型,作为桌面摆件很有科技感,显示的天气信息、时间日期也很实用,作为小礼品送人也是个不错的选择!

  • 资料齐全。固件、源码、PCB和原理图文件、外壳3D模型、入门教程等等。

  • 成本低、焊接难度小。板子物料简单,总的物料种类不超过20种,元件数量也很少。焊接方面,没有BGA等封装,作为一个焊接小能手,Typec、0603、FPC这些封装还是能搞定的!

如果你和我一样手头没有任何工具,那你还需要购买电烙铁、焊锡丝、助焊剂、洗板水、万用表等,这些都不便宜!所以说,搞硬件的就是烧钱!

最终效果

开源资料包获取

在准备复刻之前,我们需要准备完整的资料包,可以直接联系项目作者B站UP主:私の名はMisaka获取。

或者是关注本公众号:电子电路开发学习,后台回复【小电视】,直接获取我整理好的资料压缩包下载地址。

PCB打样

资料包中的\硬件\SD2_V1.2.PcbDoc这个文件就是PCB生产文件,一定要压缩一下才能给PCB板厂生产。

板厂我选择的是嘉立创,每个账号每个月有两次免费打样机会,不用白不用!注意,是真正的免费,连邮费都不用出的那种。(手动@嘉立创,广告费交一下)

PCB下单

PCB工艺这里有几个需要注意的地方:

  • 要使用下单小助手客户端,才能享受免费打样机会。

  • 厚度一定要选择1.2mm的,太厚会导致插不进外壳的凹槽。

  • 阻焊颜色可根据个人爱好选择,包括常规绿色,红/黄/蓝/白/哑黑/紫,这里不会单独收费,我选择的是哑黑色的,看着会比较有科技感一些!

  • 样板数量要选择5片,更多的数量需要额外收费。

  • 如果不想自己动手焊接,可以顺带下SMT订单,进入商城采购相关物料,当然成本会高一些。

  • 快递选择,可以选择顺丰或京东。我选择的是京东,可以走航空件,从珠海到北京一天多就到了。

下面是我最终选择的PCB工艺,可以作为参考:

PCB工艺

毕竟是免费打样,所以出货速度慢也能理解!从下单到收货,用了6天的时间。走的京东航空件,从珠海到北京一天多就到了。

PCB生产进度,可以通过板厂的公众号实时查询。

PCB生产进度

外壳3D打印

外壳包括两部分:主体和后壳,文件为stl格式。3D打印的材质可选择金属、尼龙、树脂,其中金属价格最贵,树脂最便宜。我选择的是树脂。

树脂也有不同的材料,价格相差不大:

树脂材料

下单途径可以选择淘宝,不同商家价格相差较大,要多问几家。或者嘉立创三维猴3D打印,无论是淘宝还是嘉立创,5套外壳包邮参考价50块左右。

3D打印

组装效果:

组装

元件采购

板子所需要的物料很少,对照资料包中的BOM清单淘宝采购就行,能在一家店买的尽量在一家店买!

物料BOM

有几个模块购买时需要注意:

  • ESP8266模块,可以选择ESP-12E或ESP12F,没有区别,最好是乐鑫或安信可的模块,普通AT固件版本的就行,价格在5-10块不等。

  • TypeC座有很多种类型,有24Pin、16Pin和6Pin的,24Pin的是全功能TypeC,16Pin只支持USB2.0,而6Pin的只能供电,没有数据传输。由于CH340支持USB2.0,所以我们要选择16Pin的,有4个直插固定孔。

  • 液晶屏规格:1.54寸240*240显示屏,ST7789驱动芯片,12Pin FPC 0.7mm,价格在17块左右。

  • 后盖固定螺丝规格 :M2*3

TypeC

工具购买

我手头没有任何焊接调试工具,为了做这个小电视还单独买了焊接工具,电烙铁、焊锡丝、助焊剂、吸锡带、洗板水,万用表等等。

  1. 烙铁我选择的是德国DES品牌,100W套装下来不到200块,主要是之前在公司用过,感觉还不错!没有选择日本白光、T12等经典型号,主要是因为这款烙铁控制器和发热芯一体的,比较小巧,不会占用太多桌面空间。

  2. 亲身体验,焊锡丝不能贪图便宜,一定要选择质量好点的。一开始买的是便宜货,结果实际用着就像土一样,而且还特别容易氧化烙铁头。后来买了个贵点的,天津中亚牌,锡含量63%,0.5mm,500g价格在120块左右,实际焊点比较光滑,其他进口品牌的也可以。

  3. 助焊剂也尽量选择进口的,在焊接TypeC接口时,引脚容易短路,用助焊剂会比较容易分开。

工具类的合计差不多400块,主要是以后搞点什么小玩意会比较方便!

PCB板

PCB焊接调试

PCB拿到手之后,才发现原始PCB文件中把丝印标号全部隐藏了,所以焊接起来还需要对照PCB文件才能找到对应的位号,还好元件不多,焊接起来也比较快。

PCB板

可以对照下图焊接:

3D渲染图顶层:

3D效果顶层

3D渲染图底层:

3D效果底层

对于样板的焊接、调试,建议按照以下步骤进行:

  1. 先焊接Type-C座,管脚比较密集,容易短路或焊接不良。焊接完成之后,万用表量VCC/GND、D+/-是否短路,连接数据线,测量5v是否正常。

  2. 再焊接电源部分。SD2板子上只有一路5v转3.3v,可以直接把所有的电阻、电容、三极管、MOS管焊上,完成之后测量5V和3.3V是否对地短路,不短路再上电、量电压是否正常。

  3. 焊接CH340C,CH340引脚间距比较大,很容易焊接。焊接完成之后,连接电脑,在设备管理器中是否显示COM号。

  4. 焊接EPS-12,WiFi模块是邮票孔封装,也很容易焊接。

  5. 使用资料包中的下载软件进行固件下载,路径为软件\flash_download_tools_v3.6.5.zip,选择固件Bin文件进行下载。

  6. 下载完成之后,焊接液晶屏FPC排线,焊接完成之后,重新上电。

  7. 第一次运行需要进行配网,启动之后会显示一个二维码,使用微信扫一扫,输入当前WiFi的密码即可进行配网。

  8. 再次重新上电之后,会同步更新北京时间,更新天气信息。

  9. 屏幕亮度和天气城市信息可以通过串口指令进行配置,城市代码位于资料包文档\天气城市码20211208.txt路径下

下载配置选项:

ESP8266下载配置

焊接完成之后:

焊接完成

注意事项

  • 如果CH340焊接完成之后,电脑不识别,显示无法识别的设备,可以排查TypeC座D+/-是否短路。

  • 如果CH340正常识别了,焊接完ESP8266之后重新上电,模块上的蓝色LED不闪烁或者程序下载失败,可以排查R4和R5阻值和电压是否正常,这两个连接的是WiFi模块的复位和使能管脚。我就遇到了模块不亮灯,电源正常,最后发现是这两个电阻虚焊导致的。

外壳组装

当电路能正常工作,程序能正常运行之后,就是最后的外壳组装步骤了。

外壳和后盖第一次拿到手之后,你会发现刚打印的外壳主题和后盖怎么都装不上,非常紧!这个时候,就要相信大力才能出奇迹

第二次再组装就比较轻松了,下图是组装效果:

组装前:

组装前

组装后:

组装后

总结

整体来说,SD2小电视这个项目做起来比较简单,可实现性强,适合大多数玩家进行完美复刻!

但是还有一些值得优化地方:

  • 天气信息自动获取。目前的天气城市是通过串口指令进行配置,可以改为配网之后,根据所在IP自动定位所在城市,从而获取城市天气。

  • 外加锂电池。由于小电视内部空间还比较大,完全可以塞进一块小电池和充电板。

  • 增加温湿度传感器。小电视显示的温湿度是联网获取的,并不是实时的室内温湿度检测。

  • CH340C换成CH340N。CH340C为SOP-16封装,CH340N为SOP-8封装,封装更小,这两个型号都不需要外部晶振,外围电路简单。

  • 对于一些入门级电子爱好者来说,0603封装的焊接还是有些难度,PCB空间足够将0603换成0805封装,更易于新手焊接。

抽奖送一个SD2小电视

第一次搞抽奖活动,仅限公众号粉丝,可以后台回复:1227,获取抽奖链接,或直接扫码参与抽奖,奖品为文中出现的由我亲手打造的SD2小电视1个!

12月29日晚8点开奖!
点赞、在看、转发本文到朋友圈,可增加中奖概率哦!

更多

您可能也对以下帖子感兴趣

文章有问题?点此查看未经处理的缓存