硬禾实战营焊接训练用LED点阵灯板
硬禾实战营专为学员练习焊接以及学习图形化编程设计的LED点阵灯板,每个板上有64个单色LED,并可通过串行端口控制。
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LED
焊接
串行总线
硬禾发布
更新2023-04-25
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焊接训练板的基本构成及学习内容:

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焊接用灯板的原理图

硬禾实战营专门设计了一套用于基本焊接训练套件,由于工程师的设计中越来越多地使用SMD(表面贴装器件),本焊接训练套件中也主要使用了0603封装的电阻和LED灯以及SOIC-16的IC:

  • 8*8共64颗单色LED灯,封装大小~0603,用于练习0603器件的焊接以及识别LED的极性并正确焊接的技能;
  • 同时搭配了64个0603封装的电阻,虽然64个LED灯不需要这么多电阻,但为了让学员能更多地联系0603封装器件的焊接,还是为每个LED都搭配了一个限流电阻,用于加强0603器件的焊接,同时理解限流电阻控制LED亮度的工作原理;
  • 两颗串-并变换、SOIC-16封装的74HC595D、2颗0603封装的电源去耦电容、2个5管脚直插的连接器,用于练习多管脚IC的焊接、直插连接器器件的焊接技能;
  • 8个NPN三极管9013和16个0603封装的电阻,用于驱动LED阵列,提供给每排8个LED提供点亮所需要的电流。此部分锻炼学员对表面贴装三极管的焊接并理解三极管的电流放大作用。

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焊接用LED灯板的3D效果图

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用于验证焊接效果的微控制器板

为快速验证焊接的效果,我们为此套件配备了一个基于RP2040、可以用MicroPython编程的微控制器板,将焊接完的板子连接到这个微控制器板,微控制器板连接到外部的USB适配器,通电就能够点亮LED板上所有的LED灯,如果焊接没有问题,所有的LED灯都应该正常点亮,有任何一个LED灯不亮,则意味着该LED或限流的电阻存在着焊接的问题。如果某一排LED灯不亮,则意味着给该排LED提供驱动信号的器件出现了焊接的问题。

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用RP2040调试器来编程验证LED灯板的焊接效果Fnppkj_anTN7TvWuA6zgnKq8p2hi

两个灯板可以用5个跳线帽级联成16*8点阵的灯板,用一个控制器来控制

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8块灯板可以级联成32*16点阵的灯板,同样可以用一个微控制器板来编程控制

焊接中常遇到的问题:

  • 虚焊
  • 短路
  • LED的极性放反

多板级连能实现更多视觉效果

每一个焊接板底部左、右两侧都有一个5Pin的插针,左侧的用于输入,右侧的用于输出,可以接另外一个板的输入端以实现级连的功能,理论上只要外部的供电电流足够大,通过修改微控制器里的程序,可以点亮更多级连在一起的板子。

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多个板子通过跳线帽进行级连使用

 

焊接套装的组成:

  • 2块LED裸板(其中1块备用)
  • 80颗单色LED灯(其中16颗备用)
  • 96颗1k欧姆的电阻(其中16颗备用)
  • 3片74HC595D(其中一颗备用)
  • 10颗三极管,型号9013(其中2颗备用)
  • 4颗陶瓷电容(其中2颗备用)
  • 2个5Pin的插针
 
74HC595工作原理
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几个参考设计资源:
  •  
物料清单
附件下载
74HC595.pdf
8位移位寄存器 - 74HC595的数据手册(PDF)
Solder64led.pdf
原理图
团队介绍
苏州硬禾信息科技公司专注于基于FPGA和嵌入式系统学习平台的开发和生态系统的建设,在过去5年里成功推出的小脚丫FPGA学习平台被全国上百所高校采用于数字电路教学实践中,并一直积极推动开源、免费PCB设计工具KiCad在高校学生及硬件工程师中的应用。
团队成员
王安然
资深硬件设计工程师、FPGA教学导师,12年硬件研发经验,主持开发了基于小脚丫FPGA的系列学习平台。
吴志军
苏州思得普科技有限公司创始人/总经理,负责小脚丫FPGA平台的研发及生态建设,20年硬件系统研发经验。
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