PCB yordamida yaxshiroq loyihalar: 6 qadam

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:23

Agar siz elektronika loyihalari bilan ishlashga ko'p vaqt sarflagan bo'lsangiz, u qanchalik qiziqarli va hayajonli bo'lishini bilasiz. Sizning davrangiz ko'z oldingizda jonlanishini ko'rishdan ko'ra hayajonliroq narsa yo'q. Loyihangiz sizning uyingiz yoki ofisingiz atrofida doimiy moslamani o'rnatmoqchi bo'lgan foydali gadjetga aylanganda yanada hayajonli bo'ladi. Lekin buni amalga oshirishning eng yaxshi usuli qanday? Non paneli-bu, albatta, javob emas va prototipda murakkab sxemani yaratish juda zerikarli bo'lishi mumkin. Bu ikkala vositaning ham o'z o'rni bor, lekin ular real ishlab chiqarish uchun ideal emas.

Yechim? Loyihangizni PCB (bosilgan elektron karta) yordamida qiling. Ishlab chiqaruvchilar va havaskorlar soni kundan -kunga ko'payib borayotganligi sababli, ishlab chiqaruvchilar har kimga professional darajadagi xizmatlarni taqdim etishmoqda (va hamyonbop). Bir paytlar tenglikni ishlab chiqarish va yasash nihoyatda qimmat bo'lgan. SAPR -ning yuqori sifatli dasturiy ta'minoti bilan ba'zi holatlarda bepul foydalanish mumkin va fabrikalar kichik prototipli taxtalarni 5 dollargacha etkazib berish bilan birga etkazib berishadi. Bu xizmatlardan foydalanmaslik uchun juda kam sabablar bor.

Maqsadim sizni ushbu loyihani yuqori saviyada olib borish. Har bir SAPR dasturiy ta'minoti biroz boshqacha bo'lgani uchun, buni amalga oshirish uchun siz boshqa manbalardan ba'zi ma'lumot to'plashingiz kerak bo'ladi. Men o'zimga foydali bo'lgan bir nechta manbalarga havolalarni joylashtiraman. Bu ko'nikmalarni o'rganishga qancha vaqt ketishi haqida qayg'urishdan oldin, shuni aytishim kerakki, men o'zimni mutlaqo nol bilim va tajribadan boshlaganman va men 8 soatdan kam vaqtni onlayn manbalardan o'rganib, muvaffaqiyatli dizaynlar yaratganman.

Men ushbu SAPR dasturiy ta'minot paketlarining uchtasini ham shaxsan ishlatganman, lekin ularning har biri qanday o'rnatilgani haqida tasavvurga ega bo'lish uchun ushbu kirish videolariga qarashingizni tavsiya qilaman.

• KICADga kirish
• Eagle CAD veb -seminari bilan tanishish
• Altiumga kirish

Doktor Piter Dalmaris KICAD asosida mukammal kursga ega, men uni tugatdim va agar siz tanlagan dasturiy ta'minot bo'lsa, tavsiya qilaman. Uning barcha funktsiyalari qanday ishlashini tushuntirish oson va juda to'liq. Bu erda uning Tech Explorations darsiga havola.

Ko'rib chiqishning yana bir varianti (garchi bu men ishlatmagan bo'lsa ham) EasyEDA. Men boshqa ishlab chiqaruvchilar ushbu onlayn dasturiy ta'minotni juda mustahkam dizaynlarni yaratish uchun ishlatganini ko'rdim.

Dizaynga o'tamiz!

Ta'minotlar

• SAPR dasturi bilan kompyuter
• Lehimlash temir
• Oqim
• 1 ESP-32 moduli (WROOM-32D)
• 2 MCP 23017 (SOIC to'plami)
• 5 voltli regulyator (L7805)
• 3.3 voltli regulyator (AP2114H)
• 2,1 mm vilka uchun umumiy shahar barreli uyasi
• Erkak yoki ayol pin sarlavhalari (ixtiyoriy)
• Tosterli pech va lehim pastasi (ixtiyoriy)
• Matkap (ixtiyoriy)

1 -qadam: Rejalashtirish va dizayn

Har qanday loyihaning mustahkam poydevori bo'lishi juda muhimdir. Rejalashtirishga sarflangan ozgina vaqt yo'lda tushkunlikka tushgan vaqtni qutqarishi mumkin.

Boshlash uchun yaxshi joy - bu sizning dizayningiz xohlagan funktsiyalar va funktsiyalar ro'yxatini tuzish. Men bu misol loyihasini yaratganimda ishlatgan ro'yxat.

• Mavjud ESP-32 dizaynlariga mos keladigan ESP-32 asosidagi taxta
• Standart ESP-32 Dev to'plamidan ko'ra ko'proq raqamli pinlar
• PCBga ulangan aksessuarlarni quvvatlantirish uchun 5v va 3v3 mavjud
• Kelgusida jihozni yangilashim uchun dasturiy port
• 6 dan 12 voltsli kirishda ishlash qobiliyati

Ikkinchidan, siz foydalanmoqchi bo'lgan qismlar ro'yxatini yig'ish va mavjud manbani topish. Siz qilmoqchi bo'lgan oxirgi narsa - bu qismlarni sotib olmaydigan PCB. Shuningdek, siz foydalanmoqchi bo'lgan har bir qism uchun ishlab chiqaruvchilarning ma'lumot varaqalarini to'plashingiz kerak (menga ishoning, bu juda muhim va buning sababini keyinroq tushuntiraman).

Nihoyat, siz ushbu dizayn uchun yaratgan barcha eslatmalar va chizmalaringizni yig'asiz. Bu sizga mumkin bo'lgan har qanday jismoniy cheklovlarni o'z ichiga oladi. Sizning taxtangiz Arduino qalqoni bilan mos kelishini yoki ma'lum bir korpusga joylashishini xohlaysiz. Bu ma'lumotlarning barchasi jarayonning turli bosqichlarida kerak bo'ladi.

2 -qadam: SAPR yordamida PCB sxemasi

Keling, sxemani tuzishni boshlaylik!

Umuman olganda, men barcha qismlarimni sxemaga qo'shishni va ularni o'zimga ma'no beradigan tarzda joylashtirishni yaxshi ko'raman. Siz ularni joylashtirgan joy PCBning joylashuviga ta'sir qilmaydi, shuning uchun siz bu moslashuvchanlikni o'zingizning foydangizga ishlatishingiz mumkin. Agar sizda barcha komponentlar uchun izlar bo'lmasa, men SnapEDA va Ultralibrarianni tavsiya qilaman. Bu manbalarda siz foydalanishi mumkin bo'lgan deyarli har bir SAPR dasturi uchun mavjud bo'lgan qismlarning ajoyib tanlovi mavjud. Faqat komponentning qism raqamini qidiring va tegishli fayllarni yuklab oling. Agar sizda bu fayllarni qanday import qilishni bilmasangiz, ular sizga bu fayllarni qanday import qilishni o'rgatadi.

Qismlarni ulashdan oldin, har bir komponentning aniqligini tekshirish kerak. Shu sababli, ma'lumotlar varaqlarining bir qismi bo'lishi muhim, men bu bosqichni o'tkazib yubordim, chunki men PCBlarning butun partiyalarini vayron qildim (umidsizlikni eslaysizmi?). Agar siz bu qismni o'zingiz qilmagan bo'lsangiz (va ba'zida shunday qilgan bo'lsangiz ham) har doim ikki marta tekshiring.

Agar siz sxemani o'tkazmoqchi bo'lsangiz, men ulanishlarni o'rnatish uchun tarmoq yorliqlarini ishlatishni foydali deb topdim. Agar sizda ko'p miqdordagi simlar bor bo'lsa, ularni kuzatib borish qiyinlashadi, shuningdek, boshqa joyga ulanish ehtimolini oshiradi (ko'p soatlik umidsizlik). Simlar va tarmoq yorliqlari balansi odatda eng yaxshisidir, faqat dizaynga qaragan har bir kishiga mantiqiy bo'ladigan tarmoq yorliqlari ro'yxatidan foydalaning. Agar siz kelajakda ushbu dizaynga qaytishni xohlasangiz, o'zgartirish kiritishni yoki asl dizayndagi muammolarni bartaraf etishni xohlasangiz, bu hayotni osonlashtiradi.

Sxema, shuningdek, sxemaning turli qismlari qanday ishlashi kerakligi haqida eslatmalar qoldirish uchun yaxshi joy. Bu ishni kerakli tarzda bajarish uchun zarur bo'lgan barcha tafsilotlarni kuzatib borishning yaxshi usuli. Ushbu loyihaga misol, ESP modulining yoqish pimi va dasturlash uchun 3.3V manbai o'rtasida o'tish moslamasi bo'lishi kerak. Garchi bu ma'lumotni hujjatlashtiradigan yagona joy bo'lmasa ham, hamma narsani yozishni odat qilish yaxshidir.

Keyingi bosqichga o'tishdan oldin sxemangizni yaxshilab tekshirib ko'ring. Bu tenglikni joylashtirish jarayoni muammosiz o'tishi uchun to'g'ri bo'lishi kerak. Sekin va uslubiy yondashuv har doim eng yaxshi yakuniy natijani beradi. Sizda mavjud bo'lgan barcha yozuvlarni ko'rib chiqing va ularning har birini sxemaga muvofiq tekshiring.

3 -qadam: PCB tartibi

Komponentlarimizni tartibga solishni boshlashdan oldin, oyoq izlarini ko'rib chiqing va siz foydalanmoqchi bo'lgan qismlarga to'g'ri kelishini tekshiring. Masalan, ba'zi qismlarda teshik va SMD variantlari mavjud bo'lsa, faqat siz o'rnatadigan qismlardan foydalanganingizga ishonch hosil qiling. EPS-32 modulida maxsus ishlov berishni talab qiladigan taglik mavjud (bu haqda keyinroq) Bu vaziyatlar uchun rejangiz borligiga ishonch hosil qiling. Komponentlarimizga mos keladigan paketlarni tanlagandan so'ng, siz har bir qismning pinhonlarini ma'lumotlar varag'i bilan qayta tekshirishingiz kerak (bu erda tendentsiyani sezdingizmi?) Aytingchi, bu noto'g'ri bo'lishi mumkin va bu uzoq kun davom etadi. agar bu muammolarni keyinroq izlashga to'g'ri kelsa

Komponentlaringizni joylashtirayotganda, men yuqorida aytib o'tgan jismoniy cheklovlarni hisobga olganingizga ishonch hosil qiling. Ba'zi hollarda, birinchi navbatda, ba'zi joylarni joylashtirish kerak bo'lishi mumkin, chunki ularning joylashuvi juda muhim va atrofdagi hamma narsaga mos keladi. Bog'langan qismlarni bir -biriga yaqin joylashtirishni unutmang, lekin yig'ish paytida ular bilan ishlash uchun etarli joy ajratib qo'ying. Agar sizda maxsus korpus bo'lsa, uni ishlatishni rejalashtirgan bo'lsangiz, avval taxta profilini va har qanday burg'ulash teshiklarini yaratish mantiqiy bo'lishi mumkin.

Barcha komponentlar siz xohlagan joyga joylashgandan so'ng, treklarni yo'naltirishni boshlash vaqti keldi. Buni amalga oshirayotganda eslash kerak bo'lgan bir nechta muhim fikrlar mavjud.

• Mumkin bo'lgan eng qisqa iz odatda eng yaxshisidir
• Odatda kattaroq yaxshiroq (ayniqsa elektr ta'minoti liniyalari uchun)
• Siz ma'lum bir trekni qancha oqim bilan boshqarishi kerakligini bilishingiz kerak va siz tanlagan o'lchamingiz bu miqdorni ishonchli ushlab turishiga ishonch hosil qilishingiz kerak (bu juda muhim xavfsizlik muammosi, ortiqcha oqim qizib ketishiga olib kelishi mumkin va yong'in xavfi bo'lishi mumkin)
• Ishlab chiqaruvchi ushbu ko'rsatmalarga qanday bardoshli bo'lishi mumkinligini biling. Bu erda bitta ishlab chiqaruvchi uchun imkoniyatlar sahifasiga havola bor (sizning SAPR dasturiy ta'minotingizda siz zavod amal qilishi mumkin bo'lgan standartlarga javob bermaydigan joylar haqida sizni ogohlantiradigan dizayn qoidalari tekshiruvchisi bo'lishi mumkin).

Yo'llarni yo'naltirish qiziqarli jumboq bo'lishi mumkin bo'lsa -da, ba'zida bizning dizaynimiz murakkablashishi mumkin, bu esa o'ta qiyin vazifadir. Bunday holda, avtomatik marshrutlash dasturidan foydalanish vaqtingizni sezilarli darajada tejaydi. Bu erda men bir nechta loyihalarda ishlatgan avtomatik marshrutizatorga havola. Avtomatik yo'riqnoma sizning loyihangizni import qiladi va sizning barcha tarmoqlaringizga mos keladigan izlarni yaratish uchun sizning dizayn qoidalaringizdan foydalanadi. Odatda men avtomatik marshrutizatorga o'z ishini bajarishga ruxsat beraman, keyin men boshqacha bo'lishni istagan narsalarni qo'lda o'zgartiraman. Shuningdek, siz kerakli joylarni aniq joylarga yo'naltirishingiz mumkin, va avtomatik yo'riqnoma qolgan tarmoqlarda ishlayotganda, mavjud treklar atrofida ishlaydi.

4 -qadam: Yakuniy teginish va ishlab chiqarishga tayyorgarlik

Ehtiyot qismlar joylashtirilsa va yo'llar ishga tushsa, PCB ishga tayyor. Endi butun tartibni bir marta yaxshi qilish uchun yaxshi vaqt. Qo'llanma sifatida sxemadan foydalanib, izlarni kuzatib boring va sizga kerak bo'lgan barcha ulanishlar aniqlanganligiga ishonch hosil qiling.

Shuningdek, ipak ekranli qatlamda taxtangizga grafik qo'shishni o'ylab ko'rishingiz kerak. Sizning ismingiz yoki boshqa ishlab chiqaruvchilar belgisi sizning ishingiz bilan faxrlanishingizni boshqalarga bildirishning yaxshi usuli. Men, shuningdek, ko'pchilik ulanish nuqtalarini ular nima uchun kerakligini belgilashga ishonaman. Bu sizga yig'ilgandan keyin narsalarni ulashga yordam beradi va boshqalarga ushbu ulanish nuqtalarining vazifalarini tushunishni osonlashtiradi.

Ko'rib chiqilishi kerak bo'lgan yana bir narsa - bu qayta ko'rib chiqish identifikatorini belgilash, ayniqsa, agar siz bu taxtani bir necha marta qilmoqchi bo'lsangiz. Shunday qilib, siz kelajakda sxemaga o'zgartirishlar kiritishingiz va taxtaning qaysi versiyasi bilan ishlayotganingizni bir qarashda ayta olasiz.

Bularning barchasi tugagandan so'ng, sizning dizayningizni rejalashtirish/eksport qilish va uni ishlab chiqaruvchiga yuborish vaqti keldi. Umuman olganda, bu Gerber fayllari bo'ladi va odatda ularning hammasi bitta.zip papkasida saqlanishi kerak. Bu siz PCB buyurtma berganingizda yuklaydigan narsadir.

GitHub -dagi mening namunali loyiham uchun Gerber fayllariga havola

5 -qadam: PCB -larga buyurtma berish

Buning uchun o'tmishga qaraganda ko'proq imkoniyatlar mavjud. Bu shunchalik oson bo'ldiki, har kim o'z dizaynini yirik fabrikalarda professional tarzda ishlab chiqarishi va nihoyatda maqbul narxga ega bo'lishi mumkin.

Men 35 dan ortiq tenglikni ishlab chiqdim va ularning hammasi JLCpcb tomonidan ishlab chiqarilgan (https://jlcpcb.com)

Menda hech qachon sifat muammosi bo'lmagan juda yaxshi kompaniya. Bu erda ularning ob'ektlari bilan tanishish va PCB ishlab chiqarish jarayonini batafsil tushuntirib beradigan videoning havolasi. Zavod safari

Ularning veb -saytiga o'ting va taklifni boshlang. Keyin Gerber fayllarini.zip -ni yuklang. Yuklab olish tugagandan so'ng siz o'zingizning dizayningizni ko'rishingiz kerak. O'zingiz xohlagan miqdor, rang va boshqa mezonlarni tanlang. Keyin to'lovni davom ettirish oddiy masala. Siz o'zingizning Gerber fayllaringizni bepul onlayn Gerber tomoshabiniga yuklashingiz va bu fayllar ko'rsatilganda qanday ko'rinishini ko'rishingiz mumkin.

Odatda men yuklarni birlashtirish uchun bir vaqtning o'zida bir nechta dizaynlarni yuborishga harakat qilaman. Odatda men ularni buyurtma berilganidan 1-2 hafta o'tgach kutaman. Bu, albatta, har xil omillarga qarab o'zgarishi mumkin, lekin ular sizga buyurtmalaringiz borasida o'z veb -sayti orqali va sizning buyurtmangiz jo'natilganidan keyin kuzatuv raqami orqali xabar beradi.

6 -qadam: Keling, uni quraylik

Yig'ilish vaqti keldi!

ESP-32 modulini lehimlashning hiylasi borligini aytganimni eslaysizmi? Agar siz PCB -dagi oyoq iziga qarasangiz, siz uning ostida katta yostiqni ko'rasiz. Xo'sh, bu biroz qiyin bo'lishi mumkin, lekin men sizga ishni bajarish yo'llarini tanlashim kerak.

Variant 1: Lehim pastasi va kichik tost pechidan foydalaning.

Bu haqiqatan ham oldinga siljiydi va bu, albatta, sizga eng yaxshi natijalarni beradi. Bu video jarayonni tushuntiradi. Siz ishlatadigan lehim pastasining harorat talablarini tushunganingizga ishonch hosil qiling va siz ko'p harakat qilmasdan ajoyib natijalarga erishasiz. Bu SMD komponentlarining hammasi bo'lmasa ham, lehim bilan shug'ullanadi. Agar tost pechingiz keraksiz qoziqdan kelgan bo'lsa va ishlatishdan oldin ta'mirlanishi kerak bo'lsa, bonusli ball.

2 -variant: Matkapdan chiqing!

Bu variant albatta ishlaydi, lekin u eng ideal emas. Kichkina tuynukni ehtiyotkorlik bilan burab qo'yganingizda, uni taxtaning orqa qismidan teshik qismlari kabi lehimlashga imkon beradi. Bu yondashuv bilan ishlar osonlikcha noto'g'ri ketishi mumkin, shuning uchun shoshilmang va yuqori sifatli matkapdan foydalaning. Agar siz pechni qayta quyish jarayonini ishlatishni xohlamasangiz, dizayndagi bu kabi muammolarni, bu yostiqning o'rtasiga teshikli teshik qo'shib hal qilishingiz mumkin. Bu sizga taxtaga zarar etkazish xavfisiz temir bilan lehimlashga imkon beradi.

Qolgan teshik qismlarini lehimlang (va agar siz qayta oqim usulidan foydalanmagan bo'lsangiz SMD). Pim sarlavhalari uchun men uni ushlab turish uchun bitta pinni lehimlayman va men uning to'g'ri ekanligiga ishonch hosil qilish uchun taxtani aylantiraman. Har qanday kattalashtirgich yordamida SMD -ning barcha qismlarida lehimni diqqat bilan tekshirish yaxshidir. Agar biror narsaga teginish kerak bo'lsa, bir oz oqimdan foydalaning (ishoning, bu katta farq qiladi) va lehim birikmasini qayta qizdiring. Men o'z namunaviy dizaynimda ESP-32 modulida qayta ishlash kerak bo'lgan bir nechta joy borligini aniqladim. Shuni ham esda tutingki, men bu taxtaga qasddan hech qanday sarlavha qo'shmaganman, chunki men periferik qurilmalarimdan simlarni to'g'ridan-to'g'ri lehimlamoqchiman. Bu har doim ham eng yaxshi yondashuv emas, lekin mening ilovam uchun bu muammo emas.

Bo'ldi shu! boshidan oxirigacha biz elektron kontseptsiyani oldik va ushbu loyiha uchun shaxsiy PCB yasadik. Qo'lga tushganingizda, imkoniyatlar deyarli cheksiz bo'ladi. Umid qilamanki, bu ko'rsatma sizga yaxshi g'oyalar berdi va sizga PCB sayohatingizda sizga yordam beradigan foydali manbalarni ko'rsatdi. O'qiganingiz uchun tashakkur!

Baxtli bo'ling, tutun chiqmasin! (Bu sehrli tutunga muhtoj)