如何将OLED直接封装到面板式外壳中
不同厂商的OLED模块在安装孔和面板开孔方面往往不一致。标准的面板安装通常需要精确的显示窗口以及四个位置准确的螺丝孔,这些尺寸会因模块而异。
本项目将未经任何中间处理的原始0.96英寸I2C OLED直接封装于一个48×29毫米的面板式外壳中,并配备螺丝端子。无需重新焊接或压接定制线缆,仅需一次组装即可完成原型制作。
为什么?
48×29毫米尺寸的面板仪表具有一项实用的半标准设计:一个矩形切口、内部夹子以及用于隐藏边缘瑕疵的前缘边框。这一理念借鉴自低成本直流面板仪表,包括广受欢迎的“九合一”电压/电流/功率模块,这些模块已采用双板内部布局。
在寻找一款能结合面板安装、简易I2C显示屏和坚固螺丝端子的现成产品时,市场上并未找到符合业余级需求的产品。因此,我们以流行的48×29毫米外壳的“九合一”直流电压/电流/功率面板仪表作为参考基准。
核心组件:0.96英寸OLED 128x64裸屏I2C接口。
主要特点:
•开源硬件:KiCad源文件及Gerber图文件位于GitHub
•原始I2C OLED接口(无内置MCU)
•48×29毫米面板式边框可容纳粗略切割的结构
•六个独立的0805指示LED,每个带有独立正极/负极引脚
•双层3.5毫米螺丝端子,适用于实心线、绞合线或杜邦线
•双板堆叠设计:一次焊接,多次更换线路,适用于多种项目
实用说明
本质上,目标很简单:一次焊接好显示屏,然后将模块从一个原型转移到下一个原型,而无需再接触铁片或压接工具。拧紧电线,再拧下来,大功告成。如果你在工作台上或仪器箱内进行线缆重装,这种便利性很快就会累积起来。
电子部分是容易的部分;真正耗时的是外壳设计。目前市面上几乎没有48×29毫米的空壳机箱可供业余爱好者大量采购。最现实的做法是购买能找到的最便宜的面板式仪表,并将其拆解。对于前面的窗口,我们尝试了各种方案:捐赠仪的红色表盘对OLED的亮度造成过强抑制,绿色或蓝色部件效果也不理想。而捐赠多用途仪表上的灰色半透明透镜表现最佳(或者如果自己切割,可使用1毫米以下的深色透明亚克力材料)。
一个令人安心的小细节:面板的切口不必完美无瑕。边框可以遮盖粗糙边缘,内部夹扣能固定模块,无需额外螺丝。底部端子排上的杜邦插头安装紧密(虽然不是最舒适的使用方式),但一旦插入后即使拉扯电缆也不会移位。
物料清单
•SMD电容套件(0805)
•SMD LED(0805)
•SMD二极管 1N4148
•SMD电阻套件(0805)
•1x8 2.54毫米公头引脚
•双层3.5毫米PCB螺丝端子(2x8)
•0.96英寸OLED 128x64裸屏I2C接口
•XC6206 3.3V LDO稳压器(SOT-23)
可选组件:
•48x29毫米面板电表(捐赠外壳)
•T型焊接探针(柔性电缆)
•1毫米透明亚克力板
电子设计
该设计将功能分布在两块电路板上,通过1×8连接器相连。显示板搭载XC6206 3.3V稳压器、OLED自动复位网络、I2C耦合接口、用于显示内部DC/DC转换器的部分电容,以及六个带独立引脚的指示LED。连接器板仅负责向双层螺丝端子提供信号。完整的原理图和设计说明详见GitHub仓库。
组装
手动组装遵循廉价“9合1”面板表的双板布局。首先在两块PCB上焊接SMD元件。显示板需要柔性OLED(0.7毫米间距,30针)、XC6206芯片、自动复位网络和六个指示LED灯。连接器板则采用双层螺丝端子。柔性显示屏需要T型铁片;其余部分均为常规SMD工艺。
使用1×8针跳线头并用间隔垫片将各板堆叠起来,确保侧面仍可触及所有端子。
外壳来自捐赠的48×29毫米面板表(以价格最低者为准):剥离原始电子元件,重复使用前面板边框和亚克力窗,或切割一块厚度不超过1毫米的全新深色半透明透镜。将电路板堆叠放入外壳中;内部夹具固定模块,无需额外的面板螺丝。
软件
该模块本身没有固件。任何带有I2C接口的主机(如Arduino、RPi Pico、ESP32等)均可通过螺丝端子驱动兼容SSD1306的显示屏以及六个LED输出。
定制化
设计可根据电源输入方式及指示LED的使用需求进行调整。此外,还可以在两个焊点之间插入电阻,以选择两种可能的I2C总线方向。
电源
板载XC6206为OLED提供3.3 V电压,通过VCC/GND螺丝端子供电。电源需经稳压器和显示屏额定值供给(通常输入电压为3.3-5 V,具体取决于所使用的XC6206型号)。
扩展
六个0805 LED带有独立的阳极和阴极引脚,因此每个指示灯可以连接到不同的电路或接地域。底部的引脚排对杜邦插头更紧贴,插入后固定牢固。双层螺丝端子可直接访问显示屏的I2C总线以及全部六个独立LED;单层端子(更便于获取电源)仍保留I2C接口及连接器PCB上的两个LED。
示例应用
将模块安装在面板或实验台外壳中,并从微控制器通过螺丝端子连接I2C信号(SCL、SDA、VCC、GND)。根据需要,将六组LED中的一个或多个引脚连接至独立返回线路上的状态信号(如电源正常、报警、模式等)。项目结束后,拆下导线并将同一组件移至下一个原型板上。
本文编译自hackster.io





