PCB колдонуп жакшы долбоорлор: 6 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:38

Эгерде сиз электроника долбоорлору менен иштөө үчүн убакыт бөлсөңүз, анда ал канчалык кызыктуу жана кызыктуу болорун билесиз. Сиздин айланаңыздын көз алдыңызда жанданышын көрүүдөн өткөн кубанычтуу эч нерсе жок. Долбооруңуз үйүңүздүн же кеңсеңиздин тегерегине туруктуу жабдууну жасоону каалаган пайдалуу гаджетке айланып кеткенде ого бетер кызыктуу болот. Бирок муну ишке ашыруунун эң жакшы жолу кайсы? Нан тактасы, албетте, жооп эмес жана прото тактасында татаал схеманы куруу бир топ түйшүктүү болуп калышы мүмкүн. Бул куралдардын экөөнүн тең өз орду бар, бирок алар реалдуу өндүрүш үчүн идеалдуу эмес.

Чечим? Долбооруңузду ПХБ (Басылган схема) аркылуу жасаңыз. Жасоочулардын жана хоббисттердин саны күн сайын өсүп жаткандыктан, өндүрүүчүлөр профессионалдуу деңгээлдеги кызматтарды баарына жеткиликтүү (жана жеткиликтүү) кылып жатышат. Бир убакта ПХБларды иштеп чыгуу жана даярдоо абдан кымбат болгон. Жогорку сапаттагы CAD программалык камсыздоосу менен кээ бир учурларда бекер жеткиликтүү жана заводдор чакан прототип такталарын 5 долларга плюс жеткирүү менен жасашат. Бул кызматтардан пайдаланбоого өтө аз себептер бар.

Менин максатым - бул долбоор аркылуу сизди жогорку деңгээлде өткөрүү. Ар бир CAD программасы бир аз башкача болгондуктан, бул үчүн башка булактардан кээ бир билимдерди чогултуу керек болот. Мен пайдалуу деп тапкан бир нече булактарга шилтемелерди жайгаштырам. Бул көндүмдөрдү үйрөнүү үчүн керектүү убакыт жөнүндө тынчсыздануудан мурун, мен нөлдүк билим жана тажрыйба менен баштаганымды жана 8 сааттан аз убакытты онлайн ресурстарынан үйрөнүп ийгиликтүү долбоорлорду түзгөнүмдү айткыла.

Мен бул CAD программалык пакеттеринин үчөөнү тең жеке колдондум, бирок алардын ар бири кантип орнотулганын түшүнүү үчүн бул видеолорду кароону сунуштайм.

• KICADга киришүү
• Eagle CAD вебинарына киришүү
• Altium менен таанышуу

Доктор Питер Далмаристин KICADга негизделген эң сонун курсу бар, мен аны бүтүрдүм жана бул сиз тандаган программалык камсыздоо болсо сунуштайм. Анын бардык өзгөчөлүктөрүнүн кантип иштээри жөнүндөгү түшүндүрмөлөрү ээрчүү оңой жана абдан толук. Бул жерде анын Tech Explorations сабагына шилтеме.

Карап чыгуунун дагы бир варианты (бул мен колдонгон вариант эмес да) EasyEDA. Мен башка өндүрүүчүлөрдүн бул онлайн программалык камсыздоону абдан катуу дизайндарды жасоо үчүн колдонгонун көрдүм.

Дизайнга киришайлик!

Жабдуулар

• CAD программалык камсыздоосу бар компьютер
• Кандооч
• Flux
• 1 ESP-32 модулу (WROOM-32D)
• 2 MCP 23017 (SOIC пакети)
• 5 вольт жөндөгүч (L7805)
• 3.3 вольт жөнгө салуучу (AP2114H)
• 2.1мм штепсель үчүн жалпы DC баррель уячасы
• Эркек же Аял пин-башы (милдеттүү эмес)
• Тостер меши жана паста (милдеттүү эмес)
• Бургулоо (Милдеттүү эмес)

1 -кадам: Пландоо жана Дизайн

Ар кандай долбоордун бекем пайдубалына ээ болуу абдан маанилүү. Пландаштырууга кеткен бир аз убакыт жолдо капаланган сааттарды сактап калат.

Баштоо үчүн жакшы жер - бул сиздин дизайныңызга ээ болууну каалаган функциялардын жана функциялардын тизмесин түзүү. Төмөндө мен бул мисал долбоорун түзгөндө колдонгон тизме.

• Учурдагы ESP-32 дизайнына шайкеш келген ESP-32 негизделген такта
• Стандарттык ESP-32 Dev комплектине караганда санарип казыктар
• ПКБга тиркелген аксессуарларды иштетүү үчүн жеткиликтүү 5v жана 3v3
• Келечекте мен аппаратты жаңырта алам, ошондуктан программалоо порту
• 6дан 12 вольтко чейин иштөө мүмкүнчүлүгү

Экинчиси, колдонууну каалаган бөлүктөрдүн тизмесин чогултуу жана жеткиликтүү булакты табуу. Акыркы кылгыңыз келген нерсе - бул бөлүктөрдү сатып ала албаган ПХБ жасоо. Сиз ошондой эле колдонууну пландап жаткан ар бир бөлүк үчүн өндүрүүчүлөрдүн маалымат баракчаларын чогултууңуз керек (мага ишениңиз, бул ӨТӨ маанилүү жана эмне үчүн кийинчерээк түшүндүрүп берем).

Акыры сиз бул дизайн үчүн мурунтан эле жараткан бардык ноталарды жана чиймелерди чогултуу. Бул сизде болушу мүмкүн болгон физикалык чектөөлөрдү камтыйт. Сиз тактаңыздын Arduino калканчына шайкеш келишин же белгилүү бир корпустун ичине киришин каалайсыз. Бул маалыматтын баары процесстин ар кандай этаптарында керек болот.

2 -кадам: CAD колдонуу ПХБ схемасы

Келгиле схемабызды түзө баштайлы!

Жалпысынан алганда, мен бардык бөлүктөрүмдү схемага кошуп, мага түшүнүктүү кылып жайгаштырууну жакшы көрөм. Сиз аларды жайгаштырган учурда, ПХБнын физикалык жайгашкан жерине эч кандай таасири жок, андыктан сиз ийкемдүүлүктү өз пайдаңызга колдоно аласыз. Эгерде сизде бардык компоненттериңиздин изи жок болсо, мен SnapEDA жана Ultralibrarian сунуштайм. Бул ресурстар сиз колдонгон ар бир CAD программасы үчүн жеткиликтүү бөлүктөрдүн укмуштуудай тандоосуна ээ. Жөн гана компоненттин бөлүк номерин издеп, тиешелүү файлдарды жүктөп алыңыз. Аларда сизде бул файлдарды кантип импорттоону үйрөтүүчү окуу куралдары бар, эгер сиз муну кантип жасоону билбесеңиз.

Бөлүктөрүңүздү бириктирүүдөн мурун, ар бир компоненттин тактыгын текшерүү эң жакшы. Ушул себептен улам, маалыматтык баракчалардын болушу маанилүү, мен бул кадамды өткөрүп жибергендиктен, мен ПХБлардын бүт партияларын талкалап салдым (ошол сааттар эсиңиздеби?). Эгерде сиз бөлүктү өзүңүз жасабасаңыз (жана кээде сиз болсоңуз да) ДАЙЫМ эки жолу текшерип көрүңүз.

Схемаңызды өткөргөнгө барганда, мен байланыштарды жасоо үчүн таза энбелгилерди колдонууну пайдалуу деп таптым. Эгерде сизде көп сандагы зымдар бар болсо, анда аларды ээрчүү кыйын болуп калат, ошондой эле башка жакка туташуу мүмкүнчүлүгүн жогорулатат (көңүлү чөгүү). Зымдар менен таза энбелгилердин балансы, адатта, эң жакшы болот, дизайнды карап жаткан башка адамдар үчүн мааниси бар таза этикеткалардын тизмесин колдонууну унутпаңыз. Келечекте бул дизайнга кайтып келип, өзгөртүүлөрдү киргизүүнү же түпнуска дизайнды оңдоону кааласаңыз, бул жашоону жеңилдетет.

Схема ошондой эле схеманын ар кандай бөлүктөрү кантип иштеши керектиги жөнүндө жазууларды калтыруу үчүн жакшы жер. Бул нерсенин иштеши үчүн зарыл болгон бардык деталдарды көзөмөлдөөнүн жакшы жолу. Бул проект боюнча мисал, ESP модулунун иштетүүчү пини менен программалоо үчүн 3.3v булагынын ортосунда секиргич керек. Бул, балким, мындай маалыматты документтештирүүңүз керек болгон жалгыз жер эмес, бирок бардыгын жазууну адат кылуу жакшы.

Кийинки кадамга өтүүдөн мурун схемаңызды жакшы текшериңиз. Бул PCB жайгашуу процесси оңой жүрүшү үчүн туура болушу керек. Жай жана методикалык ыкма ар дайым сизге эң сонун акыркы натыйжаны берет. Мүмкүн болгон бардык жазууларды карап чыгыңыз жана алардын ар бирин схемага ылайык текшериңиз.

3 -кадам: PCB макети

Биз компоненттерибизди түзүүнү баштоодон мурун, издерди карап, алар сиз колдонгуңуз келген бөлүктөргө туура келгенин текшериңиз. Мисалы, кээ бир бөлүктөрдө тешик жана SMD варианттары болот, сиз орното турган бөлүктөрдү гана колдонуңуз. EPS-32 модулунун астына блокнот бар, ал үчүн атайын мамиле талап кылынат (бул тууралуу кийинчерээк) Жөн гана бул кырдаалдар үчүн планыңыз бар экенине ынаныңыз. Биздин компоненттерге ылайыктуу пакеттерди тандап алгандан кийин, ар бир бөлүктүн пин-чыгарылышын маалымат баракчасына кайра текшерүү керек (бул жерде тренд байкадыңызбы?) Мен булар туура эмес болушу мүмкүн экенин айтканымда ишенип койгула жана бул узак күнгө созулат бул маселелерди кийинчерээк издеш керек болсо

Компоненттериңизди иретке келтирүүдө мен жогоруда айткан физикалык чектөөлөрдүн бирин эске алыңыз. Кээ бир учурларда кээ бир бөлүктөрдү биринчи орунга коюу зарыл болушу мүмкүн, анткени алардын орду өтө маанилүү жана айланасындагы бардык нерсеге туура келет. Бири -бирине тыгыз байланышкан бөлүктөрдү коюуну унутпаңыз, бирок жыйноо учурунда сиз менен иштөө үчүн жетиштүү орун бөлүңүз. Эгерде сизде белгилүү бир корпус бар болсо, анда аны колдонууну пландап жатсаңыз, анда тактанын профилин жана бургулоо тешиктерин түзүүнүн мааниси бар.

Бардык компоненттериңиз каалаган жерде жайгашкандан кийин, тректериңизди багыттай баштоо убактысы келди. Муну аткарууда эстен чыгарбоо керек болгон бир нече негизги пункттар бар.

• Мүмкүн болгон эң кыска из эң жакшы
• Чоңураак, адатта, жакшыраак (өзгөчө электр менен камсыздоо линиялары үчүн)
• Сиз канча тректи иштетүү керектигин билишиңиз керек жана сиз тандаган өлчөм бул сумманы аман -эсен көтөрө алаарына көзүңүз жетиши керек (Бул өтө маанилүү коопсуздук маселеси, ашыкча ток жылытууга алып келиши мүмкүн жана өрт коркунучу бар)
• Өндүрүүчүңүз бул көрсөтмөлөрдү сактоого жана аткарууга жөндөмдүү экенин билиңиз. Бул жерде бир өндүрүүчүнүн мүмкүнчүлүктөрү баракка шилтеме бар (сиздин CAD программаңызда фабрика ээрчий турган стандартка жооп бербеген жерлерге эскертүүчү дизайн эрежелери текшергичи болушу мүмкүн)

Тректерди багыттоо кызыктуу табышмак болушу мүмкүн, бирок кээде биздин дизайн татаалдашып, бул өтө кыйынга турат. Мындай учурларда авто-маршрут программасын колдонуу сизге бир топ убакытты үнөмдөйт. Бул жерде мен бир нече долбоорлордо колдонгон Авто-роутердин шилтемеси. Авто-роутер сиздин долбоорду импорттойт жана бардык торлоруңузга ылайыктуу издерди түзүү үчүн дизайн эрежелериңизди колдонот. Адатта мен Авто-роутерге өз ишин аткарууга уруксат берем, андан кийин мен башкача болгум келген бир нече нерсени кол менен өзгөртөм. Сиз ошондой эле белгилүү бир жерлерде болгуңуз келген издерди багыттай аласыз жана авто-роутер калган торлордо иштеп жаткандыктан ошол тректердин айланасында иштейт.

4 -кадам: Акыркы тийүүлөр жана өндүрүшкө даярдык

Бөлүктөр жайгаштырылган жана тректерди иштетүү менен сиздин ПКБ жөн эле даяр. Азыр бүт макетти бир жолу жакшы берүү үчүн жакшы учур. Схеманы жетектөөчү катары колдонуп, сизге керек болгон бардык байланыштарды жасаңыз.

Сиз ошондой эле жибек экраны катмарына тактаңызга графика кошууну ойлонушуңуз керек. Сиздин атыңыз же башка жаратуучулардын белгиси башкаларга сиздин ишиңиз менен сыймыктанганыңызды билдирүүнүн жакшы жолу. Мен ошондой эле баардык байланыш пункттарын алар үчүн эмнени белгилешине ишенем. Бул нерсени чогулткандан кийин туташтырууга жардам берет жана башкаларга бул туташуу пункттарынын функцияларын түшүнүүнү жеңилдетет.

Дагы бир нерсени эске алуу керек - бул, айрыкча, эгерде сиз бир эмес, бир нече жолу жасоону пландаштырсаңыз. Ушундай жол менен сиз келечекте схемага өзгөртүүлөрдү киргизе аласыз жана тактанын кайсы версиясы менен иштеп жатканыңызды бир көз ирмемде айта аласыз.

Мунун баары жасалып, дизайныңызды экспорттоого жана аны өндүрүүчүгө жөнөтүүгө убакыт келди. Жалпысынан бул Gerber файлдары болот жана адатта алардын баары бир.zip папкасында сакталууга тийиш. Бул сиздин PCB буйрутмаңызды жүктөсөңүз болот.

Бул жерде GitHubдагы менин мисал долбоорум үчүн Gerber файлдарына шилтеме

5 -кадам: Сиздин ПХБ заказ кылуу

Бул үчүн мурункуга караганда көбүрөөк мүмкүнчүлүктөр бар. Ал ушунчалык оңой болуп, ар ким өзүнүн дизайнын чоң заводдордо жана укмуштуудай баада профессионалдуу түрдө жасай алат.

Мен 35+ ПХБнын үстүнөн иштелип чыккан жана алардын баары JLCpcb тарабынан чыгарылган (https://jlcpcb.com)

Мен эч качан сапат жагынан көйгөйгө туш болбогон абдан жакшы компания. Бул жерде алардын объектиси боюнча экскурсия берген жана ПХБ өндүрүү процессин деталдуу түрдө түшүндүргөн видеого шилтеме бар. Заводдук тур

Алардын вебсайтына кирип, цитатаны баштаңыз. Кийинки Gerber файлдарыңыздын.zipин жүктөңүз. Жүктөө аяктагандан кийин сиз дизайныңыздын рендерингин көрүшүңүз керек. Саныңызды, түсүңүздү жана ушул убакта көрсөтүүнү каалаган башка критерийлерди тандаңыз. Андан кийин кассадан чыгуунун жөнөкөй маселеси. Сиз өзүңүздүн Gerber файлдарыңызды бекер онлайн Gerber көрүүчүсүнө жүктөй аласыз жана бул файлдар чыгарылганда кандай экенин көрө аласыз.

Адатта, мен бир убакта бир нече дизайнды жөнөтүүгө аракет кылам, жеткирүү боюнча бириктирем. Адатта мен буларды заказ берилгенден кийин 1-2 жуманын ичинде алам деп күткөм. Бул, албетте, ар кандай факторлорго жараша өзгөрүшү мүмкүн, бирок алар сиздин веб -сайтыңыз аркылуу буйрутмаңыздын жүрүшү боюнча жаңыртууларды жана буйрутмаңыз жөнөтүлгөндөн кийин көзөмөл номерин берет.

6 -кадам: Келгиле, аны куралы

Чогултуу убактысы келди!

ЭСП-32 модулун ширетүү үчүн айла бар экенин мурда айтканым эсиңиздеби? Эгерде сиз ПХБдагы изди карасаңыз, анда компоненттин астындагы чоң аянтчаны байкайсыз. Ооба, бул бир аз кыйынчылыкка турушу мүмкүн, бирок мен сизди жумушту аткаруунун жолдору керек.

Variant 1: Пайдалануучу пастаны жана кичинекей тостер мешин колдонуңуз.

Бул чынында эле алдыга жылат, жана бул, албетте, сизге эң жакшы жыйынтыктарды берет. Бул видео процессти түшүндүрөт. Сиз колдонгон пастадагы температуранын талаптарын түшүнгөнүңүзгө ишениңиз, жана сиз көп күч -аракет жумшабастан укмуштуудай натыйжаларга ээ болосуз. Бул SMD компоненттеринин баары болбосо да, көбүнчө ширетүүнү колго алат. Эгерде сиздин тостер мешиңиз керексиз үймөдөн чыккан болсо жана колдонуудан мурун оңдолушу керек болсо, бонустук упайлар.

2 -вариант: бургулоодон чыккыла!

Бул вариант сөзсүз түрдө иштейт, бирок бул эң идеалдуу эмес. Бул аянтчанын борборундагы ПХБ аркылуу кичинекей тешикти кылдаттык менен бургулоо, аны тешиктин тетиги сыяктуу тактанын арткы тарабынан ширетүүгө мүмкүндүк берет. Бул ыкма менен нерселер оңой эле жаңылып калышы мүмкүн, андыктан шашпаңыз жана жогорку сапаттагы бургуңузду колдонуңуз. Эгерде сиз мешке кайра агып келүү процессин колдонгуңуз келбесе, анда бул блокноттун ортосуна тешикти кошуп, дизайныңыздагы ушул сыяктуу маселелерди чече аласыз. Бул тактаңызды бузуп алуу коркунучу жок темир менен ширетүүгө мүмкүндүк берет.

Тешик бөлүктөрү аркылуу калган нерселерди (жана кайра иштетүү ыкмасын колдонбогон болсоңуз, SMDди) ээрчиңиз. Мен төөнөгүчтүн баштыктары үчүн такты тактап, анын тактыгына ынануу үчүн, аны кармап турам. SMDдин бардык бөлүктөрүндө кандайдыр бир лупанын жардамы менен ширетүүнү кылдаттык менен текшерүү жакшы. Эгерде сиз тийише турган нерсени тапсаңыз, флюсту колдонуңуз (мага ишениңиз, бул чоң айырманы түзөт) жана ширетүүчү түйүндү кайра жылытыңыз. Мен өзүмдүн үлгүмдөгү дизайнда ESP-32 модулунда кайра иштөө керек болгон бир нече жерлер бар экенин көрдүм. Мен атайылап бул тактага эч кандай пин-баш кошпогондугума көңүл бургула, анткени мен перифериялык түзмөктөрүмдөн зымдарды түз ширетүү ниетиндемин. Бул дайыма эле эң жакшы ыкма эмес, бирок менин колдонуум үчүн бул көйгөй эмес.

Дал ушул! башынан аягына чейин биз райондук түшүнүктү алып, бул долбоор үчүн өзүбүздүн жеке ПКБ жасадык. Бир жолу колуңузга тийген мүмкүнчүлүктөр чексиз. Бул Instructable сизге жакшы идеяларды берди деп үмүттөнөм жана сиздин ПКБ саякатыңызда сизге жардам берүү үчүн пайдалуу ресурстарды көрсөткөн. Окуганыңыз үчүн рахмат!

Бактылуу болгула, түтүн чыгарбагыла! (Чындап эле сыйкырдуу түтүнгө муктаж)