Loyiha 2: muhandislikni qanday qaytarish mumkin: 11 qadam (rasmlar bilan)

2024 Muallif: John Day | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2024-01-30 13:26

Salom, sevimli mashg'ulotchi, Mening yaxshi do'stim RS232 protokolini TTL -ga hal qilish uchun Raspberry Pi bilan birga bir nechta komponentlarni birlashtirdi. Yakuniy natija 3 ta asosiy komponentni o'z ichiga olgan qutiga tashlandi: Pi -ni quvvatlantirish uchun quvvat konvertori, aloqa qachon sodir bo'lishini nazorat qilish orqali quvvat sarflanmasligini ta'minlaydigan ikki kanalli o'rni va RS232 -TTL modul konvertori. Vazifa - barcha dasturiy ta'minotni bitta tenglikka birlashtirgan yaxshiroq echim yaratish. Yakuniy natijada kamroq elementlar bo'ladi -> kamroq kabellar -> tebranishga qarshi dizayn. Bu shuni anglatadiki, vazifa - bu texnikani teskari muhandislik vazifasi. Quyidagi qadamlar bu turdagi vazifalarni hal qilishga yordam berishi kerak.

1 -qadam: Komponentlarni aniqlang

Quyidagilardan biriga asoslanib google -ga kirishingiz kerak bo'ladi:

- doskaning o'zida yozilgan ismdan foydalanish.

- Qurilmaning funktsiyasidan foydalanish.

-Kengashning o'zida asosiy komponentdan foydalanib: beefy chiplarini qidiring -> ularning nomlarini oling -> google ilovasini.

- Google -da topilgan har qanday kalit so'zni tasvirlang va qurilmani topmaguningizcha yoki boshqa qidiruvga olib kelmaguningizcha pastga aylantiring.

Qisqa qilib aytganda, men uchta qurilmani topdim va oldinga borib, ularni ebayga buyurtma qildim:

-MAX3232 TTL ga:

-5V ikkita kanalli estafeta: https://www.ebay.ca/itm/5V-Dual-2-Channels-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino/263347137695?hash= item3d50b66c9f: g: DlUAAOSwIVhaG-gf

-DC-DC buck konvertori: https://www.ebay.ca/itm/DC-DC-Buck-Step-Down-Converter-6V-80V-24V-36V-48V-72V-to-5V-9V-12V -Quvvat manbai/122398869642? Hash = item1c7f8a888a: g: 3vkAAOSwuxFYyQyb

2 -qadam: O'chirish sxemalarini olish vaqti

O'chirish sxemalarini qidirishda har bir kartaning asosiy vazifasini yodda tutish kerak.

O'chirish sxemalari topilgach, digikeyga (yoki sichqonchani yoki elementlarga buyurtma beradigan biror narsaga) o'ting va asosiy chip mavjud yoki yo'qligini bilib oling, keyin siz buyurtma berasiz.

Qolgan barcha elementlar ko'pgina elektron veb -saytlar bo'lishi kerak (diodlar, qopqoqlar, induktorlar, rezistorlar …)

Agar bu dizaynning keyingi bosqichlarida muhim bo'lsa, iltimos, tafsilotlarni yodda saqlang.

Shunday qilib, men quyidagi ma'lumotlar jadvalini topdim:

-MAX3232 TTL ga:

- 5V ikki kanalli kanalli estafeta:

- DC-DC buck konvertori:

Yuqorida aytib o'tilganidek, Digikey veb-saytlarida ishlatiladigan komponentlarni qidirishni boshlaganimda, men ularni DC-DC konvertoriga tegishli bitta komponentdan tashqari hamma narsani topa oldim, aniqrog'i XLSEMI XL4015 buck konverterini topa olmadim (LCSC -da topilgan!) Ikki xil veb -saytga buyurtma bermaslik uchun va shuning uchun yukni ikki marta to'lash uchun, men konvertorni chetlab o'tib, Digikey -da joylashgan komponentlardan foydalanadigan boshqa dizaynga o'tishga qaror qildim. Shunday qilib, men ushbu sxemaga amal qildim:

Yangi Buck konvertori:

Piyni quvvatlantirish uchun oqim va kuchlanish etarli ekanligiga ishonch hosil qilib, men nihoyat asosiy PCBda ishlatiladigan barcha elementlarni aniqladim.

3 -qadam: Katta rasmni yodda saqlang

Bu qadam juda muhim, chunki u umumiy dizaynning ohangini belgilaydi. Mening vazifam - bu qutining ichida o'tkaziladigan simlar sonini kamaytirish, chunki bu oxirgi marta yuqori tebranishli muhitga ta'sir qiladi. Ushbu muammoni hal qilishda men elektr uzatish liniyalarini (Pi quvvatini) kodni hal qilish va qurilmalar orasidagi aloqani uzatish liniyalaridan ajratishga majbur bo'ldim. Ma'lumotni hisobga olgan holda, biz hamma narsani bitta tenglikka birlashtiramiz. Yakuniy mahsulot bitta tasma kabeliga va Pi bilan aloqa o'rnatish uchun bitta mikro usb kabeliga ega bo'ladi. Tasma kabeli ikkita qurilma orasidagi barcha signallarni o'z ichiga oladi, mikro usb kabeli esa Pi ni yoqish uchun zarur bo'lgan 5V, 1 A quvvatini beradi. Shuni yodda tutgan holda, men oldinga o'tdim va rasmda ko'rsatilgandek barcha signallar bir -biriga yaqin bo'lishi uchun Pi -da ishlatiladigan GPIO pinlarini o'zgartirdim. Shubhasiz, buni amalga oshirish uchun siz GPIO pinlarini boshqa GPIO pinlariga o'zgartirishingiz kerak, shu bilan birga Gndni boshqa Gnd bilan almashtiring va Raspberry Pi umumiy pinidan foydalanib boshqa quvvat pimlarini ishlating. Bu o'zgarishlar yozib olinishi kerak, chunki ular keyinchalik Pi dasturiy ta'minotini yangilash uchun kerak bo'ladi.

4 -qadam: EasyEDA: sxemalar

Bu bosqichda siz u erdagi eng oddiy cad vositasi bilan tanishishingiz kerak bo'ladi. EasyEDA! Nomidan ko'rinib turibdiki, ushbu veb -saytni ishlab chiqish vositasidan foydalanishni o'rganish oddiy bo'lishi kerak. Men sizni tezda oldinga siljitish uchun veb -saytga havolani va boshqa yaxshi havolalarni biriktiraman:

EasyEDA:

Kirish videolari (GreatScott tomonidan):

www.youtube.com/watch?v=35YuILUlfGs

Veb -sayt ishlab chiquvchilari tomonidan tuzilgan tezkor qo'llanma:

5 -qadam: kerakli komponentlarni tanlang

Ushbu bosqichda siz taxtaning o'lchamiga, lehimlash uskunangizga va lehimlash mahoratiga qarab, teshik yoki sirtdan o'rnatish komponentlarini ishlatishni xohlaysizmi, tanlashingiz kerak! Agar iloji bo'lsa, SMD versiyasi mavjud bo'lmagan bir nechta istisnolardan tashqari, barcha komponentlar uchun sirtdan o'rnatishga qaror qildim, masalan, o'rni.

Keyin siz barcha qopqoqlar, rezistorlar, diodlar va boshqalar uchun paket hajmini to'g'rilashingiz kerak bo'ladi. Menimcha, men eng keng tarqalgan komponentlar uchun 1206 -ni o'rnatishga qaror qildim.

Bu erda yana sirtdan lehimlash texnikasi bo'yicha ko'plab onlayn darsliklar mavjud. Men, ayniqsa, Deyv Jouning bu mavzu bo'yicha qo'llanmasiga tayandim (quyida havola qilingan), boshqa ikkita lehim darsliklarini tomosha qiling:

EEVblog #186 - Lehimlash bo'yicha qo'llanma 3 -qism - Er yuzasiga o'rnatish

www.youtube.com/watch?v=b9FC9fAlfQE&t=1259s

Bilaman, video uzun, lekin do'stim sizga qanday lehim qilishni o'rgatayotganda boshqa qiziqarli narsalar haqida gapiradi. Shubhasiz, u siz va men kabi boshqa havaskorlardan ko'ra ko'proq tajribaga ega, shuning uchun hammasi yaxshi bo'lishi kerak.

6 -qadam: Yo'qolgan komponentlar sxemasini chizish

EasyEDA men buyurtma berishni rejalashtirgan komponentlarning ko'pchiligiga ega, faqat bitta qurilmadan tashqari. Aytishlaricha, bu muammo bo'lmasligi kerak, chunki bu dastur sizning chizmalaringizni onlayn kutubxonaga qo'shish imkonini beradi.

Menga "D-SUB 15 ayol ulagichi" ni qo'shish kerak edi (digigey:

Havoladagi qurilmaning ma'lumotlar varaqlarini tekshirib, siz komponentning geometrik xususiyatlarini takrorlay olasiz. Bu qurilmaning oraliqlari, o'lchamlari va yo'nalishini o'z ichiga olishi kerak. Agar sizga omad kulib boqsa, ba'zida ishlab chiqaruvchilar PCB chizmalarini ham o'z ichiga oladi, uni qo'lda nusxa ko'chirishingiz va easyeda -ga joylashtirishingiz mumkin.

7 -qadam: PCB sxemasini loyihalash

Har xil komponentlarni taxtaga joylashtirganda, ulanish izlarining uzunligini kamaytirishga ishonch hosil qilishingiz kerak bo'ladi. Bular qanchalik uzoq bo'lsa, siz impedans va shovqin shovqinlariga signal chizig'ini shunchalik oshkor qilasiz. Bu oltin qoidani hisobga olgan holda, men oldinga o'tdim va videoda ko'rsatilgandek barcha komponentlarimni joylashtirdim.

8 -qadam: Raqamlarni kesib tashlang

Ushbu bosqichda siz turli xil elementlarni ulash uchun to'g'ri iz kengligini aniqlashingiz kerak bo'ladi. Easyeda izining qalinligi 1ozgacha standartlashtirilgan (sizning arzon variantingiz). Bu shuni anglatadiki, siz har bir izda oqayotgan oqim haqida taxminiy bahoga ega bo'lishingiz kerak. Qo'l ostidagi dasturga asoslanib, men ko'p kuch izlari uchun 30 mil (maksimal 1 A ushlab turish uchun) va signal izlari uchun 10 ~ 15 mil (maksimal 100 mm A ushlab turish uchun) tuzatishga qaror qildim.

Bu raqamlarni olish uchun siz shunga o'xshash onlayn iz kalkulyatoridan foydalanishingiz mumkin.

Onlayn izlar kalkulyatori:

9 -qadam: simni ulang

Turli chiziqlar uchun poyga qalinligi aniqlangandan so'ng, barcha komponentlarning simlarini ulash vaqti keldi. Agar siz komponentlaringizni PCB dizaynining umumiy qoidalariga muvofiq joylashtirsangiz (quyida bog'langan bo'lsangiz), siz simlarni osonlik bilan ulashingiz kerak. Mis qoplamasini qo'shgandan so'ng, siz buyurtma berishga tayyor to'ldirilgan tenglikni olasiz. Buning uchun men buyurtma berishda standart buyurtma variantlariga o'zgartirish kiritishingiz shart emas, hamkor veb -saytidan easyeda, JLCPCB (quyida bog'langan) dan foydalanishni tavsiya qilaman. Agar siz bir nechta taxtalarni lehimlayotgan bo'lsangiz, men yuklagan gerber faylingiz bilan birga keladigan shablon varag'iga buyurtma berishni maslahat beraman. Bu sizga payvandlash jarayonida ko'p vaqtni tejash imkonini beradi.

10 -qadam: jiddiy lehimlash vaqti

Men o'z dizaynimni sinab ko'rish uchun faqat bitta komponentni lehimlayotganim uchun, bu sohada o'z mahoratimni oshirish uchun lehim bilan qo'lda olib yurdim. Yakuniy mahsulot ilova qilingan rasmga o'xshaydi.

11 -qadam: Yakuniy tekshiruvlarni o'tkazing

Oxirgi bosqichda siz elektr uzatish liniyalari kabi muhim izlaringizni uzluksizligini tekshirishingiz kerak bo'ladi. Bu sizning taxtangizga ulanadigan narsalarga zarar bermaslikka yordam beradi (mening holatimda: malina Pi). Va xuddi shunday, teskari muhandislik yordamida men tebranishga qarshi qurilmani yaratishga muvaffaq bo'ldim.

Har doimgidek, mening hikoyalarimni muhandislik bilan kuzatganingiz uchun tashakkur. Har qanday postimni yoqtirish, baham ko'rish yoki sharhlashda o'zingizni erkin his eting.

Keyingi safargacha, Salom: D.