Компьютериңиз үчүн жылдыз дарбазасы - PCB дизайны: 6 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:40

Fusion 360 долбоорлору »

Эгер сизге бул долбоор жакса, анда ПКБ сынагында (беттин ылдый жагында) добуш берүүнү карап көрүңүз

Stargate SG-1-бул менин эң жакшы көргөн телешоугум. Акыркы эки айдын ичинде мен сүйлөшкөн кызымды бардык сериалды көрүүгө мажбурладым. Биз 4 -сезондун тегерегинде болчумун, мен Instructables PCB сынагын өткөрүп жатканын көрүп, столума коюп алчу өзүмдүн Stargate дарбазамды иштеп чыгууга эң сонун мүмкүнчүлүк болуп көрүндү.

Бул долбоор мен ойлоп тапкан нерсе. Бул 4 дюймдук PCB Stargate дарбазасы, коштоочу DHD менен (бул Dial-Home Device for layman), ал столуңузга отурат жана күйөт! DHDдеги сыйымдуу сенсордук тактаны таптап коюңуз жана ар бир шеврон ырааттуулук менен күйөт. 7 -шевронго жеткиле, ошондо курт тешиги күйөт!

ПХБ бир бөлүкчө болуп иштелип чыккан жана бөлүнүп кетет. DHD борбордо, ал эми сырткы бурчтары Stargate жана DHD үчүн колдоо болуп саналат. Ал эки АА батарейкасы менен иштейт жана батарейка кармагыч DHDдин негизи катары иштейт.

Логика 74HC595 сменалык реестри аркылуу LEDлерди күйгүзүүчү ATtiny85 тарабынан камсыздалган. Аны кантип жасаганымды жана аны кантип чогултуу керектигин окуу үчүн окуңуз!

1 -кадам: Прототиптөө

Мүмкүн болсо, чындыгында, жасалма бир нерсе алаардан мурун, ПХБ конструкцияларыңызды протоколго салып коюңуз. Бул күндөрү ПХБ жасоо абдан арзан, бирок сиз дагы убактыңызды же акчаңызды короткуңуз келбейт.

Менин учурда, мен мурда эч качан сменалык реестр менен иштеген эмесмин, андыктан тестирлөөгө көңүл топтошум керек болчу. Мен алардын кантип иштээрин билүү үчүн бул Насаатчы окуу куралына көп таяндым:

Мен чындыгында кылдат текшерүүдөн мурун ПХБга буйрутма берип ката кетирдим. Менин баштапкы дизайнымда WS2812B индивидуалдуу даректүү светодиоддор колдонулат. Алар бир нече себептерден улам жакшы иштебей калышты, мен көп убакытты жана акчамды текке кетирдим. Жаңы дизайн жөнөкөй жана анча кымбат эмес.

ПКБлардын экинчи ревизиясына менин сменалык реестримдин дизайнын прототиптөө үчүн, мен бардыгын нан тактасына коюп койдум. ATtiny85, сменалык регистр, резисторлор жана светодиоддор ошол жерде. ATdiny85ти Arduino аркылуу программалоонун экинчи аймагы да бар (Google муну кантип жасоо керек, үйрөткүчтөр көп).

Бул долбоордун толук тизмеси:

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 Shift реестри
• 7х Кызыл 3мм LED
• 1х көк 3мм LED
• 2x 120ohm резистору
• 1x 1P2T SPDT которгуч
• 1x Батарея кармагыч

ATtiny85 коду тиркелет (Arduino аркылуу жаркырайт). Тесттен кийин мен ПХБнын дизайнына өттүм.

2 -кадам: PCB Дизайн

Эгерде сиз жөн гана менин дизайнымды колдонуп ПХБга ээ болгуңуз келсе, тиркелген StargatePlots.zip папкасын колдонсоңуз болот. Бул Гербердин файлдарын камтыйт, бул жасалма

ПХБнын физикалык дизайны акыркы продукт үчүн абдан маанилүү болгон, айрыкча ал бөлүнүп кеткендиктен жана ПХБнын бөлүктөрү таяныч катары колдонулат. Ушул себептен улам, мен CADдан баштадым. Мен PCBти, анын ичинде өтмөктөрдү иштеп чыгуу үчүн Autodesk Fusion 360 колдондум.

Fusion 360тагы PCB контуру

Сиздин ПХР CADда иштелип чыккандан кийин, аны четке кесүүнү кошуу үчүн PCB дизайн программасына алып келүү жолу керек. Fusion 360та эмне кылышыңыз керек болсо, анын бөлүгүнүн бетине жаңы эскиз түзүп, бардык четтерин проектирлөө керек. Андан кийин эскизди сактап коюңуз. Браузердин компонентинин аймагында (терезенин сол жагында) жаңы эскизди тандап, аны DXF катары экспорттоңуз. Муну кийинчерээк сактаңыз.

KiCAD схемасы

Мен чыныгы PCB дизайнымды KiCADда жасадым. Мен Autodesk Eagle колдонмокмун, бирок мен аны конкурстун мөөнөтүнө жакын кыскартчумун жана Eagle колдонууну үйрөнүүгө убактым жок болчу. KiCADда, биринчи кадам - ПХБ схемаңызды түзүү. Схема - бул сиздин дизайныңыздын жөнөкөйлөтүлгөн блок -схемасы жана анын негизги максаты - KiCADга кайсы компоненттердин түйрүктөрү бири -бирине туташып турганын айтуу.

Ыңгайлаштырылган Компонент

KiCADда мен колдонгон дээрлик бардык компоненттер бар болчу, ошондуктан мен аларды кошуп, төөнөгүчтөрдү туташтырдым. Чоң өзгөчөлүгү сыйымдуу сенсордук блокада болчу, ал таптакыр ыңгайлаштырылган. Муну кошуу үчүн мен жаңы PCB изин түзүшүм керек болчу.

Биринчиден, InkScapeте сенсордук блокноттун формасын тарттым. Мен андан кийин KiCADтын Bitmap конвертерин колдонуп, аны жаңы компоненттин изине айландырдым. Бул менин схемама кошулду.

KiCAD PCB

Схемаңызды бүтүргөндөн кийин, сиз чыныгы PCB макетин түзө аласыз. KiCAD барактын издерин баракка түшүрөт жана аларды жайгаштыруу сизге байланыштуу. Биринчиден, бирок сиз PCB контуруңуздун ошол DXF файлын импорттоону каалайсыз.

Edge Cuts катмарына өтүңүз, анан DXF импортун тандаңыз. Сиз DXFдин контурун тандап алыңыз, ал баракка жайгаштырылат. Андан кийин сиз изиңизди керектүү жерге жайгаштыра аласыз. Бул кадамдардын баары KiCADга карата деталдуу көрсөтмөлөрдө жакшы камтылган. Акыр-аягы, кесилиштерден алыс болуу үчүн жез куюп толтуруучу жерлерди толтуруңуз.

Ыңгайлаштырылган Silkscreen

Жылдыздар дарбазасы глифсиз толук болбойт, демек, колдонуучунун жибек экраны зарыл. Мен Google'дан Stargate дарбазасынын глифтерин ачык көрсөткөн иллюстрация табуудан баштадым. Андан кийин, GIMPти колдонуп, глифтерден башка сүрөттүн бардыгын алып салдым жана аны ак -кара кылдым. Мен муну InkScapeке киргизип, аны вектордук сүрөткө айландырдым жана аны тиешелүү өлчөмгө масштабдадым.

Ал жерден, процесс бажы изин түзүүгө окшош болгон. Бирок, сүрөттү из катары колдонуунун ордуна, мен аны жибек экраны катмары үчүн колдондум. Андан кийин мен аны ПХБга көчүрүп, жайгаштырдым. Бул процесс DHD глифтери үчүн кайталанган.

3 -кадам: ПКБларыңызды даярдап алыңыз

ПКБларыңызды жасоо үчүн колдоно турган көптөгөн жасалма кызматтар бар. OSH Park-бул популярдуу тандоо, аны колдонуу абдан оңой жана сапаты жакшы, бирок бул бир аз кымбат-ПХБлар дагы кызгылт көк түстө.

Бул долбоор үчүн мен Seeed Studio Fusion PCB кызматын колдондум. Бул кыйла жеткиликтүү болгон, сапаты да сонун болчу, жана алар бир топ ыңгайлаштырууну сунушташат. Мисалы, мен муну кара түстө жасай алдым жана бир нече түстүү варианттар бар.

Сизде жеткирүү үчүн бир нече варианттар болот, бирок мен DHLди тандадым. Мен буйрутмамды 11 -январда, ал эми такталарымды 22 -январда алдым. Жеткирүүнү кошкондо, жалпы наркы бул 101.6 x 101.6мм тактайлардын 10уна $ 51.94 болгон. Эгерде мен тактайларга демейки жашыл түстө буйрук берсем, алар арзан болмок. Бирок, алардын чоңдугун эске алганда, бир коллегияга $ 5.20 абдан акылга сыярлык.

Мунун баары, сиз каалаган кызматты колдоно аласыз деди. Башка популярдуу варианттар JLCPCB жана PCBWay. Болгону KiCAD же Eagleден Гербер файлдарын пландап, бул кызматтарга долбоорлоруңузду жүктөп бериңиз. Эгерде сиз OSH Park колдонсоңуз, KiCAD долбооруңузду түз жүктөй аласыз.

4 -кадам: Башкарманы чогултуу

Эгерде сиз өзүңүздүн тактаңызды ойлоп тапкан болсоңуз, аны кантип чогултууну билишиңиз керек. Бирок, эгер сиз менин ПХБ дизайнымды колдонуп жатсаңыз, аны кантип бириктирүү керек:

Бардык компоненттер тешик аркылуу жүргүзүлөт жана тактада жазылат, андыктан чогултуу оңой болушу керек. Ар бир компонент тактайдын капталына этикеткасы менен жайгаштырылган. ATtiny85 жана 74HC595 жерлери кандай багытталышы керектиги менен белгиленген. Микросхемалардын тактадагы чиптин контурундагы оюкка жанашкан Pin 1 деген чекит бар.

Светодиоддордун полярдуулугу бар, андыктан аларды салууда этият болуу керек. Светодиоддордун терс катоду (кыска буту) төрт бурчтуу тешиктен, ал эми оң анод (узун буту) тегерек тешиктен өтөт. Алгач шеврондор үчүн жети кызыл диодду эритип, анан тактайды оодарыңыз.

Көк LED жылдыз дарбазасынын борборун караган 90 градус бурчта бүгүлүшү керек. Болжол менен жарымына киргизиңиз, анан аны ширетүүдөн мурун бүгөңүз.

Андан кийин DHD зымдары келет. ПХБнын DHD бөлүгүнө ар бир зымдын бир тарабын ээрчиңиз, андан кийин башка учтарын Stargate бөлүгүнө салыңыз. Кайсы зым кайсы тешикке кирери маанилүү эмес, сыйымдуу сенсордук тактанын полярдуулугу жок.

Акыр -аягы, батарея зымдарын ширетүү. Эгерде сизде тактанын биринчи версиясы болсо, анда ал туура эмес белгиленет жана төмөнкү тешик оң үчүн "+" деп айтылат. Бул менин катам болчу. Төмөнкү (сырткы) тешик терс. Ошентип, оң батарейканын зымын үстүңкү (ички) тешикке, ал эми терс зымды астыңкы (сырткы) тешикке кошуңуз.

5 -кадам: 3D бөлүктөрүңүздү басып чыгарыңыз

Бул долбоордо 3D түрүндө басылган тогуз бөлүк бар: жети шеврон капкагы, жана курт тешигинин LED диффузорунун алдыңкы жана арткы бөлүктөрү.

Шеврондор жөнөкөй жана кошумча стиль үчүн шеврон диоддорунун үстүнө ысык желимделген. Булар кара же боз түстө басылышы керек.

Курт тешигинин LED диффузору басып чыгарууну жеңилдетүү жана аны эффективдүү кылуу үчүн эки бөлүккө бөлүнгөн. Алдыңкы бөлүк тунук жип менен басылган, ошондуктан жарык жаркырайт, ал эми арткы бөлүгү ак жип менен басылып, жарыктын артка кайра чагылышына жардам берет.

Бул бөлүктөрдүн бардыгын таянычсыз басып чыгарууга болот. Мен 0,15мм катмар бийиктигин колдонууну сунуштайм, толтуруу 20%сыяктуу болушу керек.

6 -кадам: Акыркы жыйын

Жылдыз дарбазасын чогултууну бүтүрүү үчүн, бөлүктөрдү ысык желим менен бириктирүү керек. Биринчиден, мен сизге PCB бөлүктөрүндөгү өтмөктөрдү жылмакай кылуу үчүн кумду же Дремелди колдонууну сунуштайм.

Андан кийин, диффузордун арткы жагына алдыңкы диффузордун бөлүгүн жабыш үчүн бир аз ысык клей же супер клей колдонуңуз. Алар концентрлик (борборлоштурулган) болушу керек.

Андан кийин, шевронду ысык клей менен толтуруп, аны шеврон диодуна түртүп салыңыз. Башка алты шеврон LED үчүн кайталаңыз. Улантуу жана дагы бир нече ысык клейди колдонуп, LED диффузорун PCBге орнотуңуз. Светодиоддун кичинекей тешиги бар, андыктан аны киргизиңиз жана диффузордун калың бөлүгүн ПХБга ысык желимдөө үчүн бети катары колдонуңуз.

DHD зымдарын батарейканын зымдарынын айланасына бир нече жолу ороп, тыкан кармаңыз. DHD PCB батарейка кармагычтын үстүнө чыгууга арналган, ошондуктан аны ошол жерге ысык клей менен жабыңыз (батарейканын зымдары ылдый жагында). Андан кийин батареяны кармагычтын капталдарына колдорун (оюктары жок) бекитип коюу үчүн ысык желимди колдонуңуз.

Акырында, колдоону оюктар менен Stargate PCBдеги тиешелүү оюктарга салыңыз. Ар биринде ысык клей колдонуп, аны ордунда кармаңыз.

А сиз бүттүңүз! Жөн эле которгучту күйгүзүп, бир нече секунд күтө туруңуз, андан кийин сенсордук панелди таптап, ар бир шеврон менен алектенип, курт тешигин орното аласыз!