Hoa tai LED ma trận

Thiết kế hoa tai LED ma trận

• Những chiếc bông tai LED dạng stud đang bán trên thị trường hiện nay rất rẻ.
• Ý tưởng là thay thế viên đá nhựa và LED đơn bằng một bo mạch riêng, đồng thời tái sử dụng các linh kiện kim loại.
• Mạch và firmware giống hệt badge mới làm gần đây, cũng dùng CH32V003.

Thử thách về kích thước

• Thách thức là thu nhỏ thiết kế badge xuống còn 1/9 diện tích.
• Giảm pitch LED từ 3 mm xuống 1 mm.
• Quyết định không tạo viền dày quanh PCB.

Blind và buried via

• Có thể dùng blind và buried via khi sản xuất board đa lớp.
• Tạo sandwich bo mạch bằng cách ghép hai board hai lớp với nhau qua hàng pad hàn.
• Đường kính khoan via là 0.25 mm, thuộc hạng mức sản xuất board đắt hơn.

Solder sandwich

• Kết hợp giao hàng cùng nhiều đơn hàng khác để giảm chi phí.
• Màn hình chính là ma trận 8x8 với pitch 1 mm.
• Mặt trên và dưới của panel rộng 5 mm, toàn bộ panel có kích thước 23mm x 28.5mm.
• Độ dày board là 0.6 mm, nên sandwich khoảng 1.2 mm trở lên.

Keo hàn

• Đặt hàng stencil thép cùng với board.
• Không có fiducial trên stencil nên việc căn chỉnh khá khó.
• Lỗ cho pad 0201 quá nhỏ nên quá trình stencil rất căng thẳng.

Pick and place

• Linh kiện 0201 vượt quá sai số cho phép của máy.
• Thử gắn linh kiện bằng máy pick and place.
• Máy này giống máy in 3D nhưng được thiết kế với sai số cơ khí nghiêm ngặt hơn.

Chuẩn bị bông tai

• Dưới viên đá nhựa của bông tai có một PCB nhỏ.
• Cực dương pin là vỏ, cực âm là sợi dây mảnh ở giữa post.
• Chỉ cần nối mạch với hai điểm này.

Hình khoe mẽ

• Dự án điện tử này rất ấn tượng, nhưng chưa rõ có phải là món trang sức thực sự người ta muốn đeo hay không.
• Có bạn bè quan tâm đến việc thử thêm nhiều phụ kiện phát sáng hơn.
• Đang thử ý tưởng kết hợp phơi sáng dài và flash để tạo ảnh tĩnh có vệt LED.

Ý kiến GN⁺

• Đây là một ví dụ rất thú vị cho những người quan tâm đến điện tử và DIY. Nó thể hiện thử thách khi chế tạo mạch quy mô nhỏ cùng các giải pháp sáng tạo.
• Việc thử và thành công khi vượt qua giới hạn của máy pick and place mở ra nhiều khả năng cho các dự án khác nhau trong tương lai.
• Bài viết mô tả chi tiết quá trình giải quyết sự cố kỹ thuật, giúp người mới bắt đầu dễ hiểu hơn về tính phức tạp của dự án điện tử.

[GN⁺]

Nhận xét trên Hacker News

• Xét về thiết kế, phong cách công nghiệp theo kiểu cyberpunk thì sẽ còn hơn. Nhưng thiết kế hiện tại cũng khá gọn gàng.
  • Điều gây ấn tượng là LED RGB kích thước 0.65x0.65mm. Nó có kích thước bằng bình phương cạnh dài của LED hiện có, và độ dày là 0,25mm, tương đương vài tờ giấy.
  • Nếu dán loại LED này lên mặt và phối hợp với makeup thì có thể tạo ra phong cách cyberpunk. Dây rất mảnh cũng có thể mua được.
• Nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phác thảo thiết kế. Nên học cách phác họa thiết kế đang có trong đầu. Không cần vẽ đẹp, chỉ cần đủ để truyền đạt ý tưởng.
• Dự đoán rằng sản phẩm sử dụng LED này sẽ được thị trường đón nhận. Nếu có thể sạc lại pin và lập trình LED dễ dàng, chắc chắn sẽ bán được.
• Một phiên bản đồng bộ với âm thanh (nhạc) để tạo hoạt ảnh hoặc tạo xung dường như sẽ rất nổi tiếng ở các câu lạc bộ đêm.
• Dù ấn tượng như một dự án kỹ thuật điện tử, khi được hỏi liệu có ai thực sự muốn đeo một chiếc bông tai như vậy hay không, tôi tin chắc rằng phụ nữ trong ngành STEM sẽ chi nhiều tiền cho một chiếc bông tai kiểu này.
• Điều thú vị là cấu trúc sandwich PCB 2x2 lớp có vẻ rẻ hơn PCB 1-2-1 ở quy mô nhỏ. Đây cũng là phương thức mà Apple đang dùng.
• Ý kiến rằng các sản phẩm LED như vậy sẽ thịnh hành. Hy vọng sẽ có mặt trên Ali hoặc Temu vào cuối tuần này.
• Tò mò về màn hình OLED tròn nhỏ nhất hiện tại. Bước tiếp theo sau đó là LED kích thước 01005, nhưng khi nhỏ đến mức đó thì về bản chất không khác mấy so với màn hình OLED.
• Ý kiến cho rằng yếu tố hạn chế lớn nhất về tỷ lệ/độ nhỏ không phải chính LED mà là via. Nếu LED có 3 pad, hai pad ngoài được nối với nhau, thì bạn có thể tạo ma trận trên board một mặt mà không cần via.
• Ý tưởng muốn dùng LED này làm cúc áo (cufflink). Hãy tưởng tượng nó như một biểu tượng thể hiện địa vị.