Би хамгийн дэвшилтэт гар чийдэнг хэрхэн бүтээсэн бэ: 10 алхам (зурагтай)

2024 Зохиолч: John Day | [email protected]. Хамгийн сүүлд өөрчлөгдсөн: 2024-01-30 11:00

ПХБ -ийн дизайн бол миний сул тал юм. Би ихэвчлэн энгийн санаа олж аваад түүнийгээ аль болох нарийн, төгс байдлаар хэрэгжүүлэхээр шийддэг.

Тиймээс би нэг удаа тоос шороо цуглуулдаг ердийн чийдэнтэй хуучин "цэргийн" 4.5В гар чийдэнг харав a. Энэ чийдэнгийн гэрлийн гаралт үнэхээр хөөрхийлөлтэй, батерей нь цэнэглэгддэггүй, батерейны ашиглалтын хугацаа огт байхгүй байсан. Гэхдээ түүний хэрэг сайхан байсан.

Тиймээс би түүнд өндөр технологийн шинэ зүрхийг өгөхөөр шийдлээ.

Тиймээс би өөрөөсөө: "Би хичнээн олон функцийг бий болгохыг хүсч байна вэ?" Гэж асуухад би: "Тийм. Бүгд."

:)

Би хүсч байсан: 3.7V 6000mAh (3x NCR18500A) цэнэглэдэг Li-Ion батерейгаар архивлагдсан батерейны маш сайн амьдрал. Батерейны ашиглалтын хугацаа нь тохиргооноос хамааран 20 цагаас 6 цаг хүртэл байдаг.

- Миний олж чадах хамгийн өндөр үр ашигтай LED диод - Хэт үр ашигтай Cree XP -G3 (187lm/W)

- Хамгийн өндөр үр ашигтай LED драйвер IC (90% -иас дээш) - Хэрэглэгчийн LED драйверууд зөвхөн 60% орчим үр ашигтай байдаг

- Би үүнийг USB -ээр цэнэглэж, 40В хүртэлх гадаад адаптераар цэнэглэхийг хүссэн тул хаана ч хамаагүй цэнэглэж болно

- Би үүнийг бас powerbank -тэй байхыг хүсч байсан тул утсаа цэнэглэж болно

- Би цэнэгийн төлөв байдлын индикаторыг хүсч байсан тул хичнээн шүүс байсныг харах боломжтой байв

- мөн би тэр жижиг хайрцагны дотор байгаа бүх зүйлийг багтаахыг хүссэн юм

Тиймээс би хайрцган дотор нь тохирсон тусгай ПХБ хийх шаардлагатай байсан бөгөөд дээр дурдсан бүх зүйлийг самбар дээр байрлуулах шаардлагатай байв.

Дээрх нь дизайны бүх явцыг харуулсан видео юм. Миний youtube сувгийг үзэх, хуваалцах, like дарах, бүртгүүлэхийг хүсээрэй:)

Энэхүү зааварчилгааны дагуу би дизайны үе шатуудыг нарийвчлан тайлбарлах болно.

Энэхүү зааварчилгаа нь зарим хүмүүст юу хийж болох, хичнээн их хөдөлмөр шаардагдах талаар ойлголт өгөх болно, магадгүй зарим хүүхдүүдэд цахилгаан инженер болох урам зориг өгөх байх гэж найдаж байна:)

Алхам 1: Хуучин гар чийдэн

Энэ бол 4.5В батерейгаар цэнэглэдэг, энгийн лаа шиг тод гэрэлтэй, хямдхан гэрэл байв.

Энэ нь дажгүй, гараар ажилладаг улаан, ногоон шүүлтүүртэй байв.

Алхам 2: Гар чийдэнг унтраах

Би бүх эд ангиудыг гадагшлуулж, дотоод хэмжээсийг хэмжсэн. Би төгс тохирох самбарыг зохион бүтээх хэрэгтэй байсан.

Би 3 литийн батерейг зэрэгцээ ашиглахаар шийдсэн. Энэ хайрцаг нь сонгодог 18650 нүдийг ашиглахад хэтэрхий жижиг байсан. Тиймээс би арай богино 18500 эсийг ашиглахаар шийдсэн - тус бүр нь 2000 мАч багтаамжтай Panasonic NCR18500A. Тиймээс би нийт 6Ah багтаамжтай байсан

Энэ нь ПХБ -ийн зай маш бага гэсэн үг юм. Гэхдээ тэд хэлэхдээ: "хэрэв тэр оролдвол хүн удирдаж чадна":)

Алхам 3: Схем

Тиймээс би энэ гайхалтай нарийн төвөгтэй схемийг хийсэн. Үүний төлөө зарцуулсан хэдэн цагийн талаар надаас бүү асуу:)

Дүгнэлт хийхээсээ өмнө би хэдэн өдрийн турш тохирох бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг хайж, сонгосон. Энэ нь IC -ийн үйлдвэрлэгч (Texas Instruments, Microchip, Analog Devices …) сайтуудыг ангиллаар нь үзэж, миний хэрэгцээнд нийцсэн нэгийг сонгоно гэсэн үг юм. Мөн Фарнелл, Моузер, Дигики гэх мэт сайтуудаас үнэрийг их хэмжээгээр худалдаж авахын тулд IC бэлэн байх ёстой.

Бүх IC -ийг холбох нь тийм ч хэцүү биш юм, учир нь үйлдвэрлэгчид IC мэдээллийн хүснэгтэд нэг үндсэн утас диаграмыг оруулдаг. Би энд схемийн талаар дэлгэрэнгүй ярихгүй, хэрэв ямар нэгэн асуулт байвал сэтгэгдлээс асуугаарай.

Схемд дараахь дэд хэлхээнүүд багтсан болно.

-Батерейг аюулгүй ажиллагааны хязгаарт байлгадаг хэт их цэнэглэх/хэт цэнэглэх, хэт гүйдлийн хамгаалалт.

- USB удаан цэнэг хянагч - гар чийдэнг микро USB портоор аажмаар цэнэглэхэд ашигладаг. Энэ нь тав тухыг нэмэгдүүлсэн боловч гар чийдэн нь 12 цаг хүртэл цэнэглэгдэх боломжтой тул би 100 мА (USB 1.0 гүйдлийн хязгаар), 500 мА (стандарт USB гүйдэл) ба 800 мА (ханын цэнэглэгч) хооронд цэнэглэх гүйдлийг сонгохын тулд унтраалга нэмсэн.

- Хурдан цэнэглэгч хянагч - энэхүү IC нь батерейны хайрцагт суурилуулсан DC залгуурын холбогчоор дамжуулан цэнэглэлтийг хянадаг. Энэ нь 5V -аас 40V хүртэлх оролтын хүчдэлийг зохицуулж чаддаг, урвуу туйлт хамгаалалттай бөгөөд зайг хамгийн ихдээ хэдэн цагийн дотор цэнэглэдэг. Би тэжээлийн эх үүсвэрийн хязгаарлалтаас хамааран хоёр өөр цэнэглэх гүйдлийг сонгохын тулд унтраалга нэмсэн. Гүйдлийг 1А -аас 3А хүртэл сонгох боломжтой. Ингэснээр та бага чадалтай DC хананы адаптерийг хэт ачаалах боломжгүй болно. Би үүнийг бүх нийтийнх болохыг хүсч байсан:)

- LED драйвер - Би LED -ийг 1А хүртэл гүйдэлтэй (3W орчим) гүйх чадвартай, өндөр үр ашигтай (90%) LED драйверийг сонгосон. Энэ бол маш бага хүч чадал, гэхдээ би жолоодох чадвар багатай Cree XP -G3 (187lm/W) LED -ийг сонгосон. Би хамгийн их үр ашиг, батерейны ашиглалтыг хүсч байсан. Драйвер нь тохируулж болох 4 тэжээлийн тохиргоог дэмждэг. Би Off, 1W, 2W, 3W -ийг сонгосон.

- Хоёртын декодер руу эргэдэг унтраалга - энэ нь LED драйверын цахилгаан гаралт нь хоёртын кодлогдсон тул би гаралтыг хос OR хаалга IC бүхий 2 битийн хоёртын код руу хөрвүүлэх шаардлагатай болсон юм.

- Батерейны түлш хэмжигч индикаторыг би 4 харьцуулагч, нарийвчлалтай хүчдэлийн лавлагаа, нарийвчлалтай резистор хуваагчаар бүтээсэн. Энэ нь батерейны хүчдэл дээр үндэслэн үлдсэн хүчин чадлыг зааж өгсөн болно. Би ижил төстэй батерейны цэнэгийн хүчдэлийн муруйг олж, резистор хуваагчийг тооцоолсон тул LED -ийг зохих ёсоор асаадаг.

- USB powerbank функц, хурдан цэнэг хянагч. Эхний IC нь батерейны 2.5V - 4.2V хүчдэлээс тогтвортой 5V IC үүсгэдэг. Хоёрдахь IC нь нэмэлт зүйл юм - энэ нь USB цэнэг хянагч юм. Та утсаа цэнэглэх порт руу холбоход энэхүү IC нь утсыг холбож, энэ нь ухаалаг цэнэглэгч порт гэж юу болохыг хэлж, 1.5А хүртэл цэнэглэх гүйдэл авах боломжтой гэдгийг утсанд хэлдэг. Хэрэв энэ IC байхгүй бол олон утас зөвхөн USB анхдагч гүйдэл 500 мА -аар цэнэглэгдэх болно. Хурдан цэнэглэгдэх үед LED нь асдаг тул утас хурдан цэнэглэгдэж байгааг харж болно. ПХБ -ийн бага зэрэг унтраалга нь powerbank -ийн ажиллагааг идэвхжүүлэхэд ашиглагддаг.

Хэрэв та итгэж, итгэхгүй байгаа бол энэ схем дээр 125 бүрэлдэхүүн хэсэг байна:)

Би тэдгээрийг маш жижиг самбар дээр байрлуулахыг хүсч байна, би 0402 хэмжээтэй идэвхгүй жижиг хэсгүүдийг ашиглах ёстой байсан - нэг резисторын хэмжээ 1 мм х 0.5 мм эсвэл 0.04 х 0.02 инч. Тиймээс тэдний хэмжээ 0402.

Алхам 4: ПХБ

Дараа нь схем дууссаны дараа ПХБ -ийн талбайг хүссэн хэмжээгээр нь хэлбэржүүлж, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг ПХБ дээр байрлуулах цаг болжээ.

Энэ бол нэлээд урт ажил боловч та үүнийг хийхдээ баяртай байх болно. Энэ бол сайхан, тайвшруулах ажил юм.

Тодорхой бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн байршлын талаар бага зэрэг мэдлэг хэрэгтэй болно. Үүнийг ихэвчлэн ном, хичээлээр олж авдаг бөгөөд зарим нь практик дээр ирдэг. ПХБ -ийн тоо их байх тусам үүнийг хийх чадвар сайжирна.

Би мэргэжлийн програм болох Altium Designer -ийг ашигладаг бөгөөд ажлаасаа лиценз авдаг. Харин хобби сонирхогчдын хувьд бүргэд, Kicad, designspark ПХБ болон бусад олон зүйл бол илүү сайн шийдэл юм.

Би 3D хэлбэрээр зурсан бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй ажилладаг бөгөөд энэ нь дүрсийг дүрслэх, хашаа барихад маш их тусалдаг, учир нь та хаана байгаа зүйл, хэр өндөр болохыг мэддэг. Гэхдээ бүрэлдэхүүн хэсгийн ул мөрийг 3D биетэй зурах нь 3 дахин их хөдөлмөр шаарддаг. Гэхдээ энэ нь урт хугацаанд үнэ цэнэтэй юм.

ПХБ-ийн дизайны өгөгдлийг энд оруулав.

Би самбар хийхдээ JLCPCB ашигладаг. Энэхүү самбарын өртөг нь 5 ширхэг (тээвэрлэлтийг нэмэх) хэдхэн доллар бөгөөд энэ нь хямдхан юм! 18 долларын шинэ хэрэглэгчийн купон авахын тулд бүртгүүлнэ үү:

Та төлбөр тооцоо хийхдээ "JLCPCBcom" купон кодыг ашиглан бага хэмжээний хөнгөлөлт эдлэх боломжтой.

Алхам 5: ПХБ -ийн үйлдвэрлэл

ПХБ -ийг гэртээ сийлбэрлэх өдрүүдийг тоолж болно. 10 жилийн өмнө дунд сургуульд байхдаа би ПХБ -ээ гэртээ сийлдэг байсан. Ийм байдлаар хамаагүй хямд байсан. Гэхдээ дараа нь ПХБ -ийг бараг үнэгүй санал болгодог хятадын компаниуд байгаагүй.:)

Одоо та JLCPCB.com гэх мэт сайтуудаас 2usd + тээвэрлэх зориулалттай 2 давхар ПХБ авах боломжтой. Энэ нь илүү тохиромжтой бөгөөд мэргэжлийн түвшний самбар авах болно.

Та зүгээр л gerber файлуудыг (ПХБ дээрх зэсийн давхаргын талаархи мэдээллийг агуулсан) экспорт хийж, сайт руу нь байршуулж, дуртай шууданчаа таны бүтээлийг хүргэх хүртэл хэдэн долоо хоног хүлээх хэрэгтэй.

Алхам 6: Гагнах

Энэхүү жижиг хэсгүүдийг гагнах нь тийм ч амар ажил биш юм. Гэхдээ сайн гагнуурын төмөр, алсын хараатай бол үүнийг хийх боломжтой.

Би энэ ажлыг маш сайн хийдэг Ersa Icon гагнуурын станц ашигладаг.

Энэ төслийн хувьд би орон зай багатай байсан тул инээдтэй жижиг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгосон. Үгүй бол би гагнахад илүү хялбар 0603 эсвэл 0805 бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг сонгох болно.

Алхам 7: LED халаагч

LED -ээс дулааныг хуваарилахын тулд би хөнгөн цагаан массыг хашаанд оруулах шаардлагатай байв.

Би самбарынхаа 3D загвартай байсан тул уг хэсгийг 3D хэлбэрээр хялбархан загварчилж, хобби чиглүүлэгчийнхээ тусламжтайгаар үйлдвэрлэх боломжтой болсон.

Би бүх нүх, зүслэгийг төгс тохируулахын тулд хайчилж болно.

Алхам 8: Чуулганыг эхлүүлэх

Дараа нь угсралт эхэлж, бүх зүйл гэнэт төгс тохиров.

ПХБ -ийн доор би Каптон соронзон хальсны туузыг наасан тул самбарыг хөнгөн цагаанаас тусгаарласан тул богино холболт үүсэхгүй.

Алхам 9: Хэдэн цагийн дараа кабель хавчих …

Араатан бараг дууссан!

Би кабелийг чангалж, унтраалга, цахилгаан холбогчийг холбож, бүх зүйлийг холбож, LED -ийн линзийг суурилуулж, батерейны хайрцганд батерейг суулгаж, батерейны температурыг хэмжих термисторыг наасан. Цэнэглэгч IC нь батерейг аюулгүй хязгаарт байлгадаг. Хэрэв температур хэт бага эсвэл хэт халуун байвал батерейг гэмтээхгүйн тулд цэнэглэх гүйдлийг бууруулдаг.

Алхам 10: Тэгээд …

Дууссан!

Гар чийдэн дууссан! Зааварчилгааны дээд талд байгаа видеог үзээд үүнийг хэрхэн яаж гэрэлтүүлж байгааг үзээрэй!

Сайжруулах шаардлагатай цорын ганц зүйл бол би USB холбогчийг тойрсон нүхийг тоосоор битүүмжлэх хэрэгтэй.

Гэхдээ би үүнийг хэрхэн зөв хийхээ хараахан ойлгоогүй байна. Хэрэв танд ямар нэгэн санаа байвал үүнийг коммент хэсэгт хэлээрэй.

Тиймээс.. Одоо та намайг мэргэжлийн хүн гэж бодож байна, та ийм зүйлийг бүтээж чадахгүй байна. Гэхдээ та буруу бодож байна. Дунд ангид байхдаа электроникийн чиглэлээр хичээллэж эхлэхдээ би бас юу хийж байгаагаа огт мэдэхгүй байсан. Би онлайнаар схем хайж байсан бөгөөд транзистор гэж юу болохыг, энэ нь хэрхэн ажилладагийг ч мэдэхгүй байхдаа гагнах гэж оролдсон. Мэдээжийн хэрэг тэдний ихэнх нь ажиллаагүй. Туршилт, алдааны ачаар би улам сайжирч байв. Би хэдэн ном уншиж, цахилгаан инженерийн чиглэлээр сурч, олон ПХБ хийж эхлэв. Тэр болгонд би сайжирсан. Та ч бас чадна!

Миний зааврыг уншсанд баярлалаа! Миний бусад зааварчилгааг шалгаарай!

Та Facebook, Instagram дээр намайг дагаж болно

www.instagram.com/jt_makes_it

Миний одоо ажиллаж байгаа зүйл, тайзны ард болон бусад нэмэлт зүйлүүдийг сүйтгэгчдэд зориулав!

ПХБ -ийн дизайны сорилтын тэмцээнд 2 -р байр эзэлсэн