HowTo: PCB – Das pxlDigit_PCB aufbauen

Die Idee zum pxlDigit_PCB ist mir beim Aufbau des pxlDigit (Artikel hier: https://nerdiy.de/howto-elektronik-sieben-segment-ziffer-pxldigit-aus-ws2812-leds-bauen/) gekommen.

Dort wird das pxlDigit aus einzelnen WS2812-LED-Segmenten aufgebaut. Dazu müssen die LEDs zuerst in das 3D gedruckte Gehäuse eingeklebt und dann dort drin miteinander verlötet werden. Besonders dieser Schritt ist aufgrund des mangelnden Platzes gar nicht so leicht. :/

Deswegen habe ich das pxlDigit_PCB entworfen. Darauf können die LEDs, der ESP8285 und die restliche Elektronik installiert werden. So kann man erst die gesamte Platine aufbauen, testen und programmieren und dann in das 3D gedruckte Gehäuse des pxlDigit einsetzen.

Dank des integrierten USB-C-Anschluss kann das Digit auch direkt mit Strom versorgt und falls notwendig die Firmware programmiert werden.

Zusätzlich können auf dem PCB die folgenden (optionalen) Komponenten verbaut werden:

  • BME280 Klima Sensor
  • TSL2591 Helligkeitssensor
  • MPR121 Touchsensor für bis zu 12 Touch-Elektroden

Die Platine habe ich bei dem Platinen-Hersteller PCBWay.com fertigen lassen, welcher mir diese kostenlos zur Verfügung gestellt hat. An dieser Stelle nochmal vielen Dank für den tollen Service und die Zusammenarbeit. 🙂

Im folgenden seht Ihr ein paar Bilder der fertig aufgebauten Platine und (fast) allen möglichen Komponenten. Leider sind manche Sensoren wie zum Beispiel der BME280 aufgrund der aktuellen Chip-Knappheit sehr teuer bzw. schlecht verfügbar, weshalb ich ihn nicht verbaut habe.


Sicherheitshinweise

Ich weiß die folgenden Hinweise sind immer irgendwie lästig und wirken unnötig. Aber leider haben schon viele Menschen die es "besser" wussten aus Leichtsinnigkeit Augen, Finger oder anderes verloren bzw. sich verletzt. Im Vergleich dazu ist ein Datenverlust fast nicht der Rede Wert, aber auch diese können echt ärgerlich sein. Deswegen nehmt Euch bitte fünf Minuten Zeit um die Sicherheitshinweise zu lesen. Denn auch das coolste Projekt ist keine Verletzung oder anderen Ärger wert.
https://www.nerdiy.de/sicherheitshinweise/

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Voraussetzungen

Für den Aufbau müsst ihr SMD Lötaufgaben bewältigen. Die folgenden Artikel enthalten Tipps dazu.

Benötigtes Werkzeug:

PCB-Fertigung: Alle infos die Ihr zur Fertigung der PCBs braucht, könnt Ihr hier finden:


Der Aufbau

In der Vergangenheit habe ich an dieser Stelle oft einzelne Bilder eingefügt mit denen gezeigt wurde welche Komponenten wo auf dem PCB verlötet werden müssen.

Ein noch besserer Weg um eine Übersicht darüber zu bekommen welche Komponenten an welcher Stelle auf das PCB gehören seht Ihr im folgenden Absatz. Dank der Arbeit von Open Scope Project kann man nun nämlich sehr hilfreiche HTML Dateien generieren in denen man direkt sehen kann welche Komponenten wo auf dem PCB verbaut werden müssen.

Die Übersicht für das pxlDigit_PCB seht ihr hier: pxlDigit_PCB

Die jeweils aktuelle Datei findet Ihr aber auch im GIT-Repository unter folgendem Link:
https://github.com/Nerdiyde/pxlDigit_PCB/blob/main/PCB/pxlDigit_PCB_v1.2_bom.html
(Beachtet dabei bitte, dass Ihr die HTML-Datei herunterladen müsst um sie anzuzeigen. Direkt aus dem GIT-Repository ist dies nicht möglich.)


Firmware programmieren

Ich arbeite aktuell noch an einer einfachen Arduino Bibliothek zur Ansteuerung der Digits. Bis diese fertig ist könnt Ihr aber auch die pxlBlck Firmware verwenden. Diese unterstützt die LED-Matrix-Form des pxlDigit bereits und bietet zudem nützliche Funktionen zur Automatisierung und Ansteuerung über WiFi oder die serielle Schnittstelle. Allgemeine Infos zum pxlBlck-Plugin findet ihr auch hier:


Ich hoffe bei euch hat alles wie beschrieben funktioniert. Falls nicht oder ihr Fragen oder Anregungen habt lasst es mich in den Kommentaren bitte wissen. Ich trage dies dann ggf. in den Artikel nach.
Auch Ideen für neue Projekte sind immer gerne willkommen. 🙂

Fab

P.S. Viele dieser Projekte - besonders die Hardwareprojekte - kosten viel Zeit und Geld. Natürlich mache ich das weil ich Spaß daran habe, aber wenn Du es cool findest, dass ich die Infos dazu mit Euch teile, würde ich mich über eine kleine Spende an die Kaffeekasse freuen. 🙂

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