LED蝴蝶PCB板的制作

第1步：设计

LED均为NeoPixels。这些是令人敬畏的，可单独控制的，多级（亮），非常明亮的RGB LED设备，只有4个引脚：

Vcc

Gnd

数据输入数据输出。

所以我们的想法是你可以用菊花链连接它们，同时控制每个颜色的红绿蓝颜色 - 所有颜色都来自你的单个引脚 CPU 。 更好的是，Arduino的Adafruit NeoPixel库为您提供了一种现成的方式，可以在几秒钟内完成这些操作。

如果您要在此设计上设计CPU板（使用一个现成的Arduino）所有你需要的是Neopixel的基本足迹（建议你也包括一个旁路帽，每个都有）。随附的footprint.svg文件基本上就是您需要开始使用的文件。这将为您提供NeoPixles和电容器铜箔的概述。你可以在Inkscape中打开它，将所有+ 5v引脚和所有接地引脚连接在一起 - 然后将所有数据输入和数据输出引脚连接在一起。

请务必将其转换为可以在你的vynal切割器上使用的正确切割路径，就像我上面所示 - 然后你就完成了。你甚至不需要一个“真正的”PCB设计程序。

NeoPixel并不是必需的，其中引脚相当大并且易于焊接 - 但是可以切割一个简单的Soldermask层用一块Kapton胶带。这看起来就像是一块带有一些用于焊盘的小矩形切口的大胶带，可放置在整个铜区域上。

步骤2：CPU设计

如果你更有野心，可以直接在铜箔上为CPU本身创建蚀刻。

这是由于ATTiny85器件上的引脚较小，并且需要获得非常小的铜箔蚀刻，因此很难实现，但它很容易实现。

这可能最好在“真正的”PCB设计程序中完成（我使用的是Eagle）。

我的设计中还包括一个电源/调试连接器（以及一对旁路）电容器。

我们将更多地讨论在几何尺寸上切割铜的难度。

步骤3：制作图层

步骤4：组装电路

铜迹可以放在你的设计上。

在我的情况下 - 我使用了一块激光切割的木头（附图的轮廓） SVG文件）。

我用标志转移胶带从背衬上取下铜箔并将其放在木头上。如果您选择使用Kapton阻焊层 - 它现在会被转移到铜上方的木材上。

焊接到铜箔上有点困难，因为与普通电路板不同，铜只是坚持通过它的粘合剂到基板（木材）上，粘合剂不会像普通电路板的铜那样坚硬。因此，如果你不小心（特别是在烙铁的热量下） - 库珀可以滑动或移动。使用Kapton焊接掩模有助于将铜保持在适当的位置，并使其更容易。

另一个需要注意的重要事项是NeoPixels据报道有些不能容忍多余的热量。因此，在焊接时，使用大量焊剂（我使用免清洗助焊剂笔），将大部分热量和焊料涂在铜迹线上，并在焊料流到NeoPixel后快速移除热量销。 （焊料掩模还有助于减少所需的焊料量，因为它不会沿着迹线的覆盖区域流动。）

我发现最简单的方法是在焊接前用一小块“Tacky Glue”将NeoPixels胶粘到位。这使零件保持在适当的位置，使焊接更快，因此需要更少的热量。 Tacky Glue也很快粘合，允许零件在放置后立即滑动。如果需要进行任何替换或返工，它会（少量）死亡，可以去除部件。

步骤5：添加CPU

如果您想为CPU（和调试连接器）进行自己的蚀刻，这比执行LED要困难一些。原因是所涉及的几何形状更小更精细，需要更精确地切割乙烯基切割器。

我发现切割铜箔胶带时，胶带粘贴的蜡纸相对较少附着力。这意味着当尝试较小的几何形状时，它们往往会在背衬上滑动。

虽然我玩了很多切割设置，但我找到的最佳解决方案是使用具有更强附着力的基材。乙烯基效果很好，但是不容易与标志转移胶带配合使用，以便从乙烯基中除去铜（并放在木头上）。你可以将电路留在乙烯基上，但是在焊接时它会熔化 - 所以这不是不可能的，但更难组装。 （我在几种不同的设计中使用乙烯基作为基材）。

（透明薄膜或薄片保护膜也可以工作 - 并且它们更厚一些。当你想要独立电路并且不需要粘合剂背衬基板时，它们可以用于设计） - 但同样，除非焊接得非常小心，否则它们会熔化。

我发现的最佳解决方案是使用Kapton胶带作为基材。 Kapton胶带非常适合焊接热，可用作焊接掩模，并具有粘合剂支撑。唯一的缺点是它通常非常薄。这么多，我很难用它，除非我加倍，使其厚度和强度增加两倍。

随着Kapton上铜的粘合强度更大，更精细可以削减CPU引线等细节。完成后，我将Kapton粘贴到木制蝴蝶背衬的背面。

步骤6：软件

软件是作为Arduino草图完成的，使用Adafruit NeoPixel库。

虽然看似微不足道，但很多人都想到了蝴蝶的模式。代码被编写为每隔几秒在两种模式之间交替：

模式一 - 颜色擦除 - 清洗不同颜色的颜色，快速改变颜色。在选择“颜色”时 - 我使用算法擦除颜色“值” - 每个值通过HSB到RGB转换功能（饱和度和亮度始终最大）发送 - 以实现最大的颜色亮度。/p》

模式二 - 由以下操作：

创建了6或8个不同的预定段组“模式”。代码将随机选择其中一个

每个模式都需要以2，3或4种不同颜色之一填充预定的段。每种颜色都是通过以下两种方法之一随机选择的：

从6种最高级别颜色（红色，绿色，蓝色，黄色等）中选择一种颜色。

从随机中挑选HUE - （在模式一中使用相同的色调生成器）

生成的颜色模式通过淡化函数运行，该函数提供从一个模式到下一个模式的平滑淡入 - 并在那里保持几秒钟，然后继续下一个模式。

这两种模式每隔10或15秒交替一次。

第7步：编程

所以现在我们的PCB上有一个全新的ATTiny85，我们需要对它进行编程。由于我使用了Arduino SDK，我们需要将程序（“sketch”）和Arduino引导程序放在设备上。

我使用Arduino Uno本身作为In-System-Programmer。

附图显示了我如何将Uno连接到ATTiny85电路。我实际上已经做了两种不同的方式：

通过我添加到主板的调试头

通过我添加的一堆调试测试点董事会。这些可以通过激光切割的丙烯酸支架将一束弹簧销固定在电路板上，将它们固定在准确位置。

要做到这一点：

将Arduino Uno连接到您的计算机，然后打开Arduino SDK。

打开内置的“Ardunio as ISP”sketch.Compile并更新此草图 - 现在Uno是

在Arduino“Boards Manager”中 - 安装ATTiny系列的电路板包。

关闭Uno ISP草图，打开Butterfly代码的草图。

选择“Board Type”为ATTiny85 - 选择8Mhz内部振荡器。

对于“Programmer”选择“Uno as a ISP”

选择“Uploads Bootloader”（这只是芯片的第一次 - 没有必要重复一次）

完成后 - 你现在可以做“用ISP上传程序”把你的草图发送到ATTiny85。

第8步：最终装配

另外两个木材的一部分是激光切割的 - 蝴蝶翅膀的轮廓。它们涂有哑光黑色涂料。

一块丙烯酸树脂用粗砂纸打磨，呈现“磨砂”外观。木质区域的各个部分都是从这种丙烯酸树脂上切下来的。

将切割的丙烯酸切片放入最上面的木片中。它们可以粘合，但是丙烯酸切割和木材上的油漆的公差允许它们在没有胶水的情况下保留。