NFC Lock - ПКБ дагы баскычтар, антенна жана башкалар болгондо: 7 кадам (сүрөттөр менен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:41

Бул Нускамадан эки нерсенин бирин алсаңыз болот. Сиз ээрчип, сандык баскычтоп менен NFC окурмандын өз айкалышын түзө аласыз. Схема бул жерде. PCB макети бул жерде. Сизге керектүү тетиктерди заказ кылуу үчүн материалдардын эсебин таба аласыз. Мен микроконтроллерди программалоо үчүн код бердим. Бул долбоорду көчүрүү же кеңейтүү үчүн сизге керектүү нерселердин баары бар.

Бирок, окурмандардын көбү анын кээ бир аспектилеринен илхам алышы мүмкүн деп шектенем. Бул Нускамалык көрсөтмөгө ылайык, ПКБ компоненттерди зым менен жабуунун бир гана жолу эмес. Бул кичинекей стекловолокно жана жездин башка көптөгөн колдонуулары бар - ошол эле учурда электр байланыштарын түзүү боюнча негизги жумушун аткарууда. Мен бүт бул долбоорду бириктирүүдөн мурун, булардын бардыгын сунуштайм. Мен сизге саякаттан ырахат алам деп үмүттөнөм жана бул трюктардын бирин же экөөнү өзүңүздүн долбооруңузда колдонууну чечишиңиз мүмкүн!

1 -кадам: Процесс

Көптөгөн долбоорлор "бүтүрүү" жолунда бирдей траекториядан өтүшөт жана акыркы тоскоолдун алдында чалынып кетишет.

Прототип

Алгач прототип бар. Сизде идея бар жана суурмадан микроконтроллерди иштеп чыгуу тактасы чыгат. Көптөр үчүн бул Arduino болот, бирок мен TIнин MSP430 16-бит аз кубаттуу микроконтроллерлер линиясында бактылуумун. Сиздин тандооңуз кандай болбосун, көбүнчө жардам берүүчү өнүктүрүү кеңеши бар. Бул өзүңүздүн ПХБ жасоо менен баштоонун кажети жок дегенди билдирет жана сиз теорияларды жана потенциалдуу перифериялык түзүлүштөрдү сынап көрө аласыз. Көбүнчө Booster Pack / Shield / Hat бар - же өндүрүүчүсү ойлоп тапкан кыздын тактайчасынын кызыктай аты. Колдонуунун эч кимиси нан табак же адашкан зым үчүн чоочун эмес.

Бул жерде мен TIнин CapTIvate өнүктүрүү комплектин жана TRF7970A NFC Booster пакетин колдонгондугумду көрө аласың, бул түшүнүк иштеши мүмкүн экенин далилдөө үчүн.

Сиз түшүнүк кодунун дагы бир далили болосуз. Бул башаламан болушу мүмкүн. Бул сизди ошол жакка алып бара турган жүктөлгөн китепканаларга таянышы мүмкүн. Жеке мен муну бир аз кемчиликсиз калтырууга жакынмын, анткени мен алдыда ПХБлардын келишин күтүп жаткан жумаларым бар экенин билем. Мен ошондо иретке келтире алам.

Дизайн

Кийинки дизайн келет. Сүйүктүү PCB дизайн программаңызды күйгүзүңүз. Менин учурда бул Бүркүт. Идеядан кемчиликсиздикке өтүү үчүн таң калыштуу убакыт талап кылынат жана бул жерде биздин укмуштуу окуябыз! Келе жаткан кадамдар бул нерседен максималдуу пайдаланууга жардам берет.

ПКБларыңыз күтүлүүдө

Сиз өзүңүздүн оюңузду оюп же аларды шашылыш түрдө жасатып алышыңыз мүмкүн, бирок көбүбүз Кытайдагы пансионаттан заказ кылабыз жана бир нече жума күтөбүз. Эми ошол кодго кайтуу убактысы келди. Бул өзүн өзү иретке келтирбейт!

Кураштыруу жана мүчүлүштүктөрдү оңдоо

Лампочканы же тостер мешин алыңыз. Андан кийин ал күтүлгөндөй иштээрин көрө аласыз. Балким 2 кадам артка кайтабыз. Балким жок.

Корпус жана алдыңкы панель

Ошентип, сиздин ПКБ профессионалдуу көрүнөт. Эми ага корпус жана алдыңкы панель керек. Балким сиз бир нерсени 3D басып чыгарасыз. Бул жакшы көрүнөт, бирок ал ичиндеги сүйкүмдүү ПХБнын кооздугун билдирбейт. Бул жерде бул колдонмо чынында жардам берет!

2 -кадам: Сиздин ПКБ алдыңкы панель катары

Soldermask жөн эле жашыл болчу. Жибек экраны декоративдүү эмес, функционалдуу болгон. ПХБ жашырылган нерсе болчу жана биз сыяктуу геиктер гана аны көрүүгө кызыкдар болушмак. Мейли, мындан ары!

Көптөгөн пансионаттар азыр түстөрдүн кеңири спектрин тандоого мүмкүндүк берет. Жибек экрандын сапаты бир топ жакшырды. Күлкүлүү фигураларга жана кесүүгө уруксат берилет. Анда эмне үчүн бул мүмкүнчүлүктү колдонбойсуз? Эгерде сиз ПКБны кылдаттык менен түзсөңүз, анда пансионат алдыңкы панелдерди сиз үчүн жасай алат!

Менин мисалымда, мен бардык компоненттерди бир жагына коюп, экинчи жагы менин түзмөгүмдүн алдыңкы жагына жакшы көрүнгөнүнө ынандым. Муну кылуунун кажети жок. Балким, сиз сулуулукту жана мээни өзүнчө тактайда болгуңуз келет. Бул сага жараша.

Мен бүт корпусту түзүү үчүн биригип бир нече ПХБны көрдүм, бирок бул адаттан тыш. Эгер сиз муну кыла алам деп ойлосоңуз - эмне үчүн!

Менин тактайым абдан жөнөкөй - кара түстөгү масканын үстүндөгү тыкан ак жибек экраны. Кийинки көрүнүшүмө туура келди. Жибек экраны, soldermask жана жезди ар кандай жолдор менен айкалыштырып, түстөрдүн жана көлөкөлөрдүн бир топ диапазонун алууга болот. Мен сизди Google "PCB artке" калтырам жана башка адамдар ойлоп тапкан укмуштуу жаратууларды көрөм! Алар таасирдүү болсо да, балким, бардыгы алдыңкы панелге ылайыктуу эмес.

3 -кадам: Сиздин PCB баскычтар катары

Жибек экрандуу сандар сандык баскычтопко окшош экенин байкагандырсыз жана бул алар үчүн. Тагыраак айтканда, алар сыйымдуу сенсордук баскычтар. Эгерде сиз бул жол менен бара жатсаңыз, анда сизге сыйымдуу тийүүнү колдогон микроконтроллер керек болот, бирок эгер сиз чын эле кааласаңыз, сыйымдуу сенсордук "өзүңүздүн өзүңүз" түртө аласыз.

Бардык сыйымдуу сенсордук баскычтар кээ бир PCB издеринен турат, алар жерге (өзүн-өзү сыйымдуулук деп аталат) же башка изге (өз ара сыйымдуулук деп аталат) аныкталуучу сыйымдуулукка ээ.

Мен дизайнымды TIнин CapTIvate жетектемесин алардын MSP430FR2633 түзмөгүнө баштоо менен баштадым, бирок эгер сиз башка микроконтроллерди колдонуп жатсаңыз, балким, өндүрүүчү тарабынан берилген көрсөтмөлөрдү жана маалымдама конструкцияларын карап чыгууга арзыйт. ПКБнын жайгашуусу боюнча гана көрсөтмө берилбестен, аппаратураңызга дал келген кээ бир шаблон кодун түзө турган CapTIvate Дизайн Борбору да бар.

Байкасаңыз, баскычтын маңызы бири -бирине абдан жакын эки жезден турат. Манжаңызды жакындатуу алардын ортосундагы сыйымдуулукту азайтат. MSP430 бул конденсаторду кубаттоо үчүн туруктуу ток булагын колдонот жана андагы чыңалуу канчалык тез өзгөрөрүн өлчөйт. CapTIvate китепканасы муну табылган баскыч басууга айландырууну жөнөкөйлөтөт.

Мен Eagleде бул бөлүктөрдүн он экисин кошууну жөнөкөйлөтүү үчүн жана аларды келечектеги долбоорлордо колдонуу үчүн атайын бөлүгүн ойлоп таптым.

4 -кадам: Сиздин PCB LED диффузор катары

Сиздердин араңыздагы бүркүт көздүү ПХБнын эки тарабында кара солдерма жок болгон кичинекей тегерек такты байкагандырсыз. Дээрлик бардык электрондук дизайндагыдай эле, колдонуучу үчүн визуалдык пикирге муктаж болчумун. Мен RGB LED менен бардым жана бул үчүн бир нече варианттар бар болчу.

• Мен тешикчелүү LEDди колдонуп, тешип алсам болот. Мен аны башка ПКБсыз кантип туташтырарымды билбейм.
• Мен үстүнкү LED диодун колдоно алам. Андан кийин менде бир аз издер жана светодиод бар, ал менин тыкан алдыңкы панелимди бузат.
• Мен тескери орнотуучу LEDди колдоно алам.

Кээ бирлериңиз арткы диоддук LED деген эмне деп ойлонушуңуз мүмкүн. Ооба, бул "өйдө караган" үстүнкү LED, ал орнотулган ПХБга кайра жаркырайт. Эмне?! Эмнеге мындай кылмак элеңиз? Ооба, ал ПХБнын башка жагында жолдон чыгат. Көпчүлүк конструкцияларда бул LEDдын жаркырашы үчүн ПХБда тешик болот, бирок мен жезди жана сольмарканы алып салууну чечтим жана ПХБнын материалдары LEDдин жаркырашы үчүн жетишерлик тунук экенин көрүүнү чечтим. Спойлердин эскертүүсү - болгон! Мен анын ордуна тешик менен бир аз жарык болоруна ишенем, бирок күндүн нурунда 1.6мм FR4 аркылуу көрүнүү оңой эле жетиштүү. Бул да сонун таралган.

Анын астында эч кандай жез же soldermask жок экенин камсыз кылуу үчүн Eagle тарабынан иштелип чыккан атайын бөлүк керек болчу, бирок мунун баары эки жакта чектөө жана Keepout катмарында бир нече тегерек эле. Сиз бул салт бөлүгүн тиркелген Eagle китепканасынан таба аласыз.

5 -кадам: Сиздин PCB антенна катары

PCB изин антенна катары колдонуу жаңы нерсе эмес. Мен колдонгон NFC Booster пакетинде бирөө бар. Көпчүлүк коммерциялык NFC окурмандары сиз аларды колдоно аласыз. Мен тапкан бир маселе, бул эң кеңири таралган NFC тегинин форматтарына ылайыкташтырылган - карттар жана ачкычтар. Менин колума кичинекей NFC теги салынганга мен акылдуумун. Толук маалымат бул жерде, эгер сиз чымырканбасаңыз. Мен антенна катары зым индукторун колдонуп мурунку долбоорду да түзгөм. Бул долбоор үчүн мен кичинекей имплантацияланган тегге жакшы дал келген ПХБ антеннасын түзүүгө болоорун көргүм келди.

Биринчиден, мен сиз адатта көрө тургандардан кичине болгон ПХБ изин түзүүнү чечтим. Антеннаны тууралоодо индуктивдүүлүк маанилүү, андыктан мен онлайн ПКБ индуктордук калькуляторун колдоном жана болжол менен 1μH болжол менен мурда колдонулган зым менен окшош болууга багытталган. Мен TIнин L_Calculate колдондум жана бул мага 9mm x 6.5mm орточо өлчөмү боюнча 0.1524 изинин туурасы 950nH болушу керектигин айтты. Жетишээрлик жакын.

Мен PCBлерди кайра алганда, ал 0.627μH өлчөндү - 0.867Ω каршылык менен. TRF7970A 50Ω көрүп тургандай, дал келген тармак кандай болушу керек экенин иштеп чыгууга убакыт келди. Антеннаны дал келтирүү - бул өзүнчө бир тема, андыктан мен азыр бул нерседен баш тартпайм, бирок эгер сизди кызыктырса, антеннаны бул жерде кымбат VNAга муктаж болбостон кантип тууралоо керектигин карап көрдүм.

Сиздин ПКБңыз RFID үчүн индуктивдүү катушка (антенна эмес) же WiFi, ZigBee, Sub-1Ghz ж.б болобу, нөлдүк наркы антеннаны түзүү үчүн колдонулушу мүмкүн экенин айтуу жетиштүү. Дагы бир жолу сунуштайм. эгер сизге бирөө керек болсо, сиз колдонуп жаткан түзмөктүн дизайн ноталарынан баштайсыз. Өндүрүүчү сизден алардын компоненттерин сатып алууну каалайт, андыктан алар аны колдонууда чоң жардам берет.

6 -кадам: Сиздин PCB мүчүлүштүктөрдү оңдоочу аталыш катары

Долбооруңузга микроконтроллерди кошоору менен сизде кодуңузду кантип алуу керек деген маселе пайда болот. Көбүнчө сиз жакшы профилдеги ПКБнын үстүндө тыгыз пин башы менен аяктайсыз. Көбүнчө булар тешик версиялары аркылуу болот, андыктан сизге жакшынакай тыкан ПХБ эки тараптан тең таасирин тийгизди. Албетте, мен каалагандай тешик аркылуу бир жагы менин алдыңкы панелим болушун кааладым. Бетине орнотулган пин баштары издериңизди тазалоо коркунучун жаратышы мүмкүн - айрыкча, эгер сиз бир нече жолу туташып жана ажыратсаңыз.

Бактыга жараша альтернатива бар - пого пинс. Бул жазгы казыктар тактаңыз менен жакшы электр байланышын түзөт. Бул туруктуу туташуу үчүн жетиштүү тынч болушу мүмкүн эмес, бирок, албетте, программалоо үчүн. Мен программалоо үчүн да, өндүрүш тактасын тестирлөө үчүн да ыңгайлаштырылган джиг менен колдонулган погондорду көрдүм. Мен аларды үйдө жасалган программисттин келбети үчүн кийим казыгына илинип калганын көрдүм. Бирок, мен көптөгөн микроконтроллерлердин үй -бүлөлөрү үчүн жеткиликтүү болгон коммерциялык продукцияны - Tag Connectти колдондум. Бул тактаңызда кичинекей тегиздөө тешиктерин талап кылат, андыктан суу өткөрбөй турган алдыңкы панель керек болсо, идеалдуу эмес болушу мүмкүн, бирок мен бул долбоор үчүн жакшы болот деп чечтим.

Бардык талап кылынган нерсе - бул ПХБнын изи жана сиз бүттүңүз! Тешиктер тактай үйүнүн, балким ал тургай үйдүн оюунун талабына ылайык.

7 -кадам: Даяр PCB

Ошентип, бул ПХБ идеяларынын бардыгын бир долбоорго киргизгенден кийин - акыркы жыйынтык. Бул туура NFC тегине же кирүү кодуна жооп берет жана эшикти ачат. Эшиктин иштеши өзүнчө, анткени бул бир нече ар кандай эшиктерди ар кандай жолдор менен иштетет. Менин үйүмдүн эшиги домком системасы бар көп кабаттуу үйдөн тапкандай эле, электромагниттик релиз болот.

Мен кайтсерфистмин, океанда көп болом жана ачкычтарыңыз менен эмне кылуу керек экенин билүү ар дайым татаал. Колумда NFC теги бар, менде дайыма ачкыч бар! Менин фургонум үчүн ал борбордук кулпу тутумуна туташат.

Сиздин эшигиңиз үчүн, аны ачуу же ачуу үчүн ылайыктуу жолду тандап алгыңыз келиши мүмкүн.

Бул GitHub репозиторийинде бул долбоорду кайталоо (же ыңгайлаштыруу) үчүн керектүү нерселердин бардыгын таба аласыз.

Сизге бул проект жөнүндө окуу жагып калды деп ишенем жана бул сизге кээ бир идеяларды жеке ПХБңызга киргизүүгө дем берди. Эгер андай болсоңуз, төмөнкү комментарийлерде мага билдириңиз. Сураныч, PCB сынагындагы жазууларды карап көрүңүз жана кайсынысы жакшы деп ойлосоңуз, ошого добуш бериңиз. Меники болот деп үмүттөнөм, бирок ал жакта дагы көптөгөн жакшы жазуулар бар экенине ишенем.

PCB сынагында экинчи орун