由PCB制成的圣诞装饰品

描述

大家好，提前祝大家圣诞快乐。

下个月圣诞节就要到了，所以这里有一个令人愉快的圣诞节主题项目，涉及用于装饰圣诞树的 PCB 艺术，这是一种正面有 SMD LED 的 PCB 装饰品。

这些 LED 在 555 定时器 IC 的帮助下闪烁。

这个项目很简单；在这块装饰板的底面加了一个555定时器IC，555定时器IC配置在一个非稳态多谐振荡电路中，这种电路输出永远不会处于稳定状态，会反复地变为HIGH和LOW。

至于LED，本项目使用了32颗白光LED，并且都是并联的，电源是单颗CR2032电池，不用担心这些LED的大电流使用，意味着它们不会因电流过大而烧毁自己而短路。

所需材料

以下是此内置所需的东西 -

• 555定时器IC
• 定制电路板
• 10K电阻
• 500欧姆电阻
• 纽扣电池座
• CR2032纽扣电池
• 22uf电容
• 滑动开关
• 白色 0603 LED

电路设计

 

 

 

 

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该原理图首先使用设置在不稳定多谐振荡器配置中的定时器 IC 准备。

多谐振荡器电路在“高”状态和“低”状态之间振荡，产生连续输出。非稳态多谐振荡器通常具有偶数 50% 的占空比，也就是说，对于 50% 的周期时间，输出为“HIGH”，对于剩余的 50% 的周期时间，输出为“OFF”。

也就是说，连接到 D3 引脚的所有 LED 将闪烁或打开和关闭一段固定的时间。

闪烁率由电容值控制。

准备原理图后，我们导出网表并准备板文件。

对于这个项目的艺术方面，我们首先要为丝印层找到合适的装饰图像。

我选择了简单的黑白图像并将其导入到 PCB 设计中，并在电路板的顶层添加了 LED，其余组件移至底层。

线路服务

在放置所有东西并完成电路板后，我将其 Gerber 数据发送给 PCBWAY 以获取样品。

我为这个项目使用了 PCBWAY PCB 服务。我在 PCBWAY 的报价页面上上传了这个项目的 Gerber 文件。对于这个装饰板，我选择了红色阻焊层和白色丝印。

下单后一周内就收到了PCB，PCB质量非常好。我使用的丝印完全是随机的和不对称的，所以制作起来非常困难，但他们在制作这个 PCB 方面做得非常出色，没有任何错误。

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印刷电路板组装

• LED 组件（顶层）
• 组件组装（底层）

在 TOP 和 BOTTOM 层上都添加了组件，这意味着我们必须谨慎地执行一些步骤，例如焊膏分配和拾放过程。

焊膏点胶工艺 - 顶层

我们首先从顶层 LED 组件开始，将焊膏逐一添加到每个 LED 焊盘。

我们使用熔化温度为 140° 至 270°C 的常规 Sn-Pb 焊膏，并使用带有宽喷嘴的焊膏注射器来涂抹焊膏。

取放过程

然后，我们使用 ESD 调谐器小心地将所有 SMD LED 一个接一个地挑选并放置在指定位置，最多需要 30 秒，但结果是一个完美的 PCB，所有组件都放置在它们的位置。

电炉回流焊

在“拾取和放置过程”之后，我们小心地抬起整个电路板并将其放在我的新 Mini Hotplate 上。

加热板从下方将 PCB 加热至焊膏熔化温度。结果，焊膏熔化并且元件在其焊盘上得到焊料。

到目前为止的结果

 

这是到目前为止的结果：所有 32 个 LED 都已正确回流，现在我们需要将 SMD 组件添加到电路板的另一侧，但是有一个问题。

问题是，我们不能使用热板在底部回流 SMD 组件，因为我们已经在顶部安装了 LED。如果我们将电路板倒置以回流底层，加热板会熔化 LED。

焊膏点胶工艺-底层

我们在每个元件焊盘上添加焊膏，就像我们在 TOP 层上所做的那样，这里使用相同的 Sn-Pb 焊膏。

取放过程

然后，使用 ESD 镊子，我们小心翼翼地一一挑选和放置所有 SMD 组件。

热风回流工艺

我们将热风站设置为 200 °C，这样电路板的 TOP 面就不会太热，LED 的焊膏也不会熔化，我们慢慢地四处移动气枪，熔化底部的焊膏。

做完这一步，板子就完成了。

能量源

 

至于电源，我们使用的是CR2032纽扣锂电池，容量为240毫安，工作电压为3伏。

因为它添加了两个与负载 (LED) 并联的 500 欧姆电阻器，所以它们在闪烁时不会消耗太多电流，并且整个设置持续超过一天的连续使用。

结果

总体结果如下：用于装饰电子工程师圣诞树的“闪烁的圣诞装饰品” 。我的想法是制作一堆这些装饰品，作为圣诞礼物送给我的朋友和亲戚。

在这个项目中使用 555 定时器 IC 的原因是为了让它更简单、更容易重新制作，微控制器更适合添加 LED 闪烁动画或花哨的 RGB 效果，但那将是一个矫枉过正的设置。

也许明年圣诞节我会准备这个装饰品的矫枉过正版本。

我希望这篇文章有用，如果有用，请发表评论。

特别感谢PCBWAY对本项目的支持；一定要以较低的成本检查它们以获得出色的 PCB 服务。

再次感谢，我很快就会带着一个新项目回来。