ПХБ ашиглан илүү сайн төслүүд: 6 алхам

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

Хэрэв та электроникийн төслүүд дээр ажиллах цагийг өнгөрөөсөн бол энэ нь хичнээн хөгжилтэй, сонирхолтой болохыг та мэднэ. Таны тойрог таны нүдэн дээр шууд гарч ирэхийг харахаас илүү урам зоригтой зүйл гэж үгүй. Таны төсөл гэртээ эсвэл оффисын эргэн тойронд байнгын бэхэлгээ хийхийг хүсч буй ашигтай хэрэгсэл болж хувирах нь улам бүр сэтгэл хөдөлгөм болно. Гэхдээ үүнийг хэрэгжүүлэх хамгийн сайн арга юу вэ? Талхны самбар нь мэдээжийн хэрэг хариулт биш бөгөөд прото самбар дээр нарийн төвөгтэй хэлхээг бий болгох нь нэлээд уйтгартай болж магадгүй юм. Эдгээр хоёр хэрэгсэл хоёулаа өөрийн гэсэн байр суурийг эзэлдэг боловч бодит үйлдвэрлэлд тохиромжгүй байдаг.

Шийдэл? ПХБ (Хэвлэсэн хэлхээний самбар) ашиглан төслөө хий. Өдөр бүр үйлдвэрлэгчид болон хобби сонирхогчдын тоо нэмэгдсээр байгаа тул үйлдвэрлэгчид мэргэжлийн түвшинд үйлчилгээг хүн бүрт хүртээмжтэй (мөн боломжийн үнэтэй) болгож байна. Нэгэн цагт ПХБ -ийг зохион бүтээх, үйлдвэрлэх нь үнэхээр үнэтэй байсан. Өндөр чанартай CAD програм хангамжийн тусламжтайгаар зарим тохиолдолд үнэ төлбөргүй авах боломжтой бөгөөд үйлдвэрүүд нь жижиг загвар хавтанг 5 доллараас бага үнээр нийлүүлдэг. Эдгээр үйлчилгээний давуу талыг ашиглахгүй байх шалтгаан маш цөөхөн байдаг.

Миний зорилго бол энэ төслийг танд өндөр түвшинд хүргэх явдал юм. CAD програм бүр арай өөр байдаг тул үүнийг хийхийн тулд бусад эх сурвалжаас зарим мэдлэгийг цуглуулах шаардлагатай болно. Би хэрэгтэй гэж үзсэн хэдэн эх сурвалжуудын холбоосыг оруулах болно. Эдгээр ур чадварыг сурахад шаардагдах цаг хугацааны талаар санаа зовохоосоо өмнө би огт тэг мэдлэг, туршлагаар эхэлж, онлайн нөөцөөс суралцахад 8 хүрэхгүй цаг зарцуулсны эцэст амжилттай дизайн хийж байсан гэж хэлээрэй.

Би эдгээр CAD програм хангамжийн гурвууланг бүгдийг нь биечлэн ашигласан боловч тус бүрийг хэрхэн яаж тохируулж байгааг олж мэдэхийн тулд эдгээр танилцуулгын видеог үзэхийг зөвлөж байна.

• KICAD -ийн танилцуулга
• Eagle CAD вебинарын танилцуулга
• Алтиумын танилцуулга

Доктор Питер Далмарис нь KICAD дээр суурилсан маш сайн сургалттай бөгөөд миний бөглөсөн бөгөөд таны сонгосон програм хангамж бол зөвлөж байна. Бүх функцууд хэрхэн ажилладаг талаар түүний тайлбарыг дагаж мөрдөхөд хялбар бөгөөд маш бүрэн гүйцэд байдаг. Tech Explorations дахь түүний ангийн линкийг энд оруулав.

Өөр нэг сонголтыг анхаарч үзэх хэрэгтэй (хэдийгээр энэ нь миний ашиглаж байгаагүй) EasyEDA юм. Бусад үйлдвэрлэгчид энэхүү онлайн програм хангамжийг ашиглан маш хатуу загвар гаргахыг би харсан.

Дизайн хийцгээе!

Хангамж

• CAD програм хангамжтай компьютер
• Гагнуурын төмөр
• Урсгал
• 1 ESP-32 модуль (WROOM-32D)
• 2 MCP 23017 (SOIC багц)
• 5 вольтын зохицуулагч (L7805)
• 3.3 вольтын зохицуулагч (AP2114H)
• 2.1 мм -ийн залгуурт зориулсан DC тогтмол баррель үүр
• Эрэгтэй эсвэл эмэгтэй зүү толгой (заавал биш)
• Талх шарах зуух ба гагнуурын зуурмаг (заавал биш)
• Өрөм (заавал биш)

Алхам 1: Төлөвлөлт ба дизайн

Аливаа төслийн бат бөх суурийг тавих нь маш чухал юм. Төлөвлөхөд зарцуулсан багахан цаг нь зам дээр бухимдах цагийг хэмнэх болно.

Эхлэх хамгийн тохиромжтой газар бол таны дизайн хийхийг хүсч буй функц, онцлогуудын жагсаалтыг гаргах явдал юм. Энэ жишээ төслийг бүтээхдээ миний ашиглаж байсан жагсаалт доор байна.

• ESP-32 дээр суурилсан ESP-32 загвартай нийцсэн самбар
• Стандарт ESP-32 Dev хэрэгслээс илүү дижитал тээглүүр
• ПХБ -д хавсаргасан дагалдах хэрэгслийг тэжээхэд 5v ба 3v3 боломжтой
• Програмчлалын порт учраас би уг төхөөрөмжийг ирээдүйд шинэчлэх боломжтой болно
• 6-12 вольтын оролт дээр ажиллах чадвар

Хоёрдугаарт, ашиглахыг хүсч буй хэсгүүдийнхээ жагсаалтыг цуглуулж, бэлэн эх сурвалжийг хайж олох явдал юм. Хамгийн сүүлд хийхийг хүссэн зүйл бол эд ангиудыг худалдаж авах боломжгүй ПХБ хийх явдал юм. Та мөн ашиглахаар төлөвлөж буй хэсэг бүрийнхээ талаар үйлдвэрлэгчдийн мэдээллийн хуудсыг цуглуулах ёстой (энэ нь маш чухал бөгөөд надад яагаад гэдгийг дараа тайлбарлах болно).

Эцэст нь энэ загварт зориулж аль хэдийн бүтээсэн тэмдэглэл, зургийг цуглуулж болно. Үүнд таны бие махбодийн аливаа хязгаарлалт орно. Та самбараа Arduino -ийн бамбайтай нийцэж эсвэл тодорхой хашлага дотор суулгахыг хүсч байна. Энэхүү бүх мэдээлэл нь үйл явцын янз бүрийн үе шатанд шаардлагатай болно.

Алхам 2: CAD ашиглан ПХБ -ийн схем

Манай схемийг хийж эхэлцгээе!

Ерөнхийдөө би бүх хэсгүүдийг схемд нэмж, надад ойлгомжтой байдлаар байрлуулах дуртай. Тэдгээрийг байрлуулах цэг нь ПХБ -ийн физик байршилд ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй тул та уян хатан байдлаа давуу тал болгон ашиглах боломжтой болно. Хэрэв танд бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн ул мөр байхгүй бол би SnapEDA болон Ultralibrarian -ийг санал болгож байна. Эдгээр нөөцүүд нь таны ашиглаж болох бараг бүх CAD програм хангамжийн гайхалтай хэсгүүдийг агуулдаг. Зүгээр л бүрэлдэхүүн хэсгийн хэсгийн дугаарыг хайж, тохирох файлуудыг татаж аваарай. Хэрэв та үүнийг хэрхэн хийхээ мэдэхгүй байгаа бол эдгээр файлыг хэрхэн импортлохыг зааж өгөх заавартай болно.

Сэлбэгээ холбохоосоо өмнө бүрэлдэхүүн хэсэг бүрийн зүүг нарийвчлан шалгах нь зүйтэй. Ийм учраас мэдээллийн хуудсыг авах нь чухал бөгөөд би энэ алхамыг алгассан тул ПХБ -ийн бүх багцыг сүйтгэсэн (бухимдсан цаг хугацааг санаж байна уу?). Хэрэв та энэ хэсгийг өөрөө хийгээгүй бол (заримдаа хийсэн ч гэсэн) үргэлж шалгаж үзээрэй.

Та схемээ холбох гэж байгаа бол би сүлжээний шошго ашиглан холболт хийх нь ашигтай болохыг олж мэдэв. Хэрэв танд олон тооны утас байгаа бол түүнийг дагахад хэцүү болж, хаа нэгтээ холболт хийх магадлал нэмэгдэх болно (илүү их бухимдах цаг). Утас болон сүлжээний шошгоны тэнцвэр нь хамгийн сайн арга бөгөөд дизайныг харж буй бусад хүмүүст ойлгомжтой байх болно. Хэрэв та ирээдүйд өөрчлөлт хийх эсвэл анхны дизайныхаа алдааг олж засварлахыг хүсч байвал энэ загвар руу буцаж ирвэл энэ нь амьдралыг хөнгөвчлөх болно.

Схем нь хэлхээний янз бүрийн хэсгүүд хэрхэн ажиллах ёстой талаар тэмдэглэл үлдээхэд тохиромжтой газар юм. Энэ нь тухайн зүйлийг зохих ёсоор ажиллуулахын тулд шаардлагатай бүх нарийн ширийн зүйлийг хянах сайн арга юм. Энэхүү төслийн жишээ бол ESP модулийг идэвхжүүлэх зүү болон програмчлалын 3.3V тэжээлийн хооронд холбогч шаардлагатай болно. Хэдийгээр энэ нь ийм мэдээллийг баримтжуулах цорын ганц газар биш ч гэсэн БҮГД зүйлийг бичих зуршилтай болох нь зүйтэй юм.

Дараагийн алхам руу шилжихээсээ өмнө схемээ сайтар шалгаж үзээрэй. ПХБ -ийн зохион байгуулалтын процесс жигд явагдахын тулд энэ нь зөв байх ёстой. Удаан, арга барилтай хандлага нь танд хамгийн сайн эцсийн үр дүнг өгөх болно. Танд хэрэгтэй тэмдэглэлүүд дээр очиж, тус бүрийг схемийн дагуу шалгаж үзээрэй.

Алхам 3: ПХБ -ийн зохион байгуулалт

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зохион байгуулж эхлэхээсээ өмнө ул мөрийг нь шалгаж, ашиглах гэж буй хэсгүүдийнхээ зөв эсэхийг шалгаарай. Жишээлбэл, зарим хэсгүүдэд нүх, SMD хувилбарууд байдаг боловч зөвхөн суулгах боломжтой хэсгүүдийг ашиглаж байгаа эсэхийг шалгаарай. EPS-32 модуль нь тусгай зохицуулалт хийх шаардлагатай дэвсгэрийн доор байрладаг бөгөөд эдгээр нөхцөл байдлын талаар төлөвлөгөөтэй байгаа эсэхээ шалгаарай. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд тохирох багцыг сонгосны дараа та хэсэг тус бүрийн хавчаарыг мэдээллийн хуудаснаас дахин шалгаж үзэх хэрэгтэй (энд чиг хандлага ажиглагдсан уу?) Эдгээр нь буруу байж магадгүй бөгөөд энэ нь урт удаан хугацаанд үргэлжлэх болно гэж хэлэхэд надад итгээрэй. Хэрэв та эдгээр асуудлыг дараа нь хайх шаардлагатай бол

Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг зохион байгуулахдаа миний өмнө дурдсан эдгээр физик хязгаарлалтын аль нэгийг анхаарч үзэх хэрэгтэй. Зарим тохиолдолд байршил нь маш чухал тул эргэн тойрныхоо бүх зүйлд тохирох тул зарим хэсгийг эхлээд байрлуулах шаардлагатай болдог. Холбогдсон хэсгүүдийг хооронд нь ойрхон байрлуулахаа бүү мартаарай, гэхдээ угсрах явцад ажиллахад хангалттай зай гаргах хэрэгтэй. Хэрэв танд тусгай хашлага байгаа бол үүнийг ашиглахаар төлөвлөж байгаа бол эхлээд самбарын профайл болон өрөмдлөгийн цооног хийх нь зүйтэй болов уу.

Таны бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүд хүссэн газраа байрлуулсны дараа замаа чиглүүлж эхлэх цаг болжээ. Үүнийг хийхдээ хэд хэдэн чухал зүйлийг санаж байх хэрэгтэй.

• Хамгийн богино ул мөр нь ерөнхийдөө хамгийн сайн байдаг
• Том нь ихэвчлэн илүү сайн байдаг (ялангуяа цахилгаан хангамжийн шугамд)
• Та тухайн зам хэр их гүйдэлтэй байх ёстойг мэдэж байх ёстой бөгөөд таны сонгосон хэмжээ нь энэ хэмжээг найдвартай зохицуулж чадах эсэхийг шалгах хэрэгтэй (Энэ бол аюулгүй байдлын маш чухал асуудал, хэт гүйдэл нь халаалт үүсгэж, галын аюулд хүргэж болзошгүй юм)
• Танай үйлдвэрлэгч эдгээр удирдамжийг дагаж мөрдөж, дагаж мөрдөх чадвартай болохыг мэдэж аваарай. Энд нэг үйлдвэрлэгчийн боломжийн хуудасны холбоос байна (таны CAD програм хангамж нь үйлдвэрийн дагаж мөрдөх стандартад нийцэхгүй байгаа газруудад танд анхааруулах дизайны дүрмийг шалгагчтай байж магадгүй)

Замуудыг чиглүүлэх нь хөгжилтэй таавар байж болох ч заримдаа бидний дизайн төвөгтэй болж, энэ нь туйлын сорилт болдог. Энэ тохиолдолд автомат чиглүүлэлтийн програм хангамжийг ашиглах нь танд ихээхэн цаг хэмнэх болно. Миний хэд хэдэн төсөл дээр ашиглаж байсан авто чиглүүлэгчийн холбоос энд байна. Автомат чиглүүлэгч нь таны төслийг импортолж, таны дизайны дүрмийг ашиглан бүх сүлжээнд зохих ул мөрийг бий болгодог. Ерөнхийдөө би автомат чиглүүлэгчийг ажлаа хийхийг зөвшөөрч, дараа нь өөр байхыг хүсч буй хэдэн зүйлийг гараар өөрчлөх болно. Та мөн тодорхой байршилд байхыг хүсч буй ул мөрөө чиглүүлэх боломжтой бөгөөд үлдсэн сүлжээн дээр ажиллаж байх үед автомат чиглүүлэгч нь одоо байгаа замуудын эргэн тойронд ажиллах болно.

Алхам 4: Эцсийн мэдрэгч ба үйлдвэрлэлд бэлтгэх

Хэсэг байрлуулж, зам ажиллуулснаар таны ПХБ ажиллахад бэлэн боллоо. Одоо бүхэл бүтэн зохион байгуулалтыг сайн хийх сайхан цаг боллоо. Схемийг гарын авлага болгон ашиглан ул мөрийг дагаж, шаардлагатай бүх холболтыг хийсэн эсэхийг шалгаарай.

Та мөн торгон дэлгэцийн давхаргад график самбар дээр нэмэх талаар бодож үзэх хэрэгтэй. Таны нэр эсвэл бусад үйлдвэрлэгчдийн тэмдэг нь таны ажлыг бахархаж байгаагаа бусдад мэдэгдэх сайн арга юм. Би бүх холболтын цэгүүдээ зориулалтын дагуу биш юмаа гэхэд ихэнхийг нь тэмдэглэнэ гэдэгт би итгэдэг. Энэ нь угсралтын дараа уг зүйлийг холбоход тусалдаг бөгөөд бусад хүмүүст эдгээр холболтын цэгүүдийн үүргийг ойлгоход хялбар болгодог.

Өөр нэг анхаарах зүйл бол засварлах таних тэмдгийг тэмдэглэх явдал юм, ялангуяа хэрэв та энэ самбарыг нэгээс олон удаа хийх гэж байгаа бол. Ингэснээр та ирээдүйд хэлхээнд өөрчлөлт оруулж, самбарын аль хувилбар дээр ажиллаж байгаагаа шууд хэлээрэй.

Энэ бүгдийг хийсний дараа дизайныг төлөвлөх, экспортлох, үйлдвэрлэгч рүү илгээх цаг гарна. Ерөнхийдөө эдгээр нь Gerber файлууд байх бөгөөд ихэвчлэн тэдгээрийг бүгдийг нэг.zip хавтсанд хадгалах ёстой. Энэ бол та ПХБ -ийн захиалга өгөхдөө байршуулах зүйл юм.

GitHub дээрх миний жишээ төслийн Gerber файлуудын холбоос энд байна

Алхам 5: ПХБ -ээ захиалах

Өмнөхөөсөө илүү олон сонголтууд боломжтой болсон. Энэ нь маш хялбар болсон тул хэн ч гэсэн загвараа том үйлдвэрүүдээр мэргэжлийн түвшинд хийж, гайхалтай боломжийн үнээр хийлгэх боломжтой болжээ.

Би 35+ ПХБ -ийг зохион бүтээсэн бөгөөд бүгдийг нь JLCpcb үйлдвэрлэсэн (https://jlcpcb.com)

Надад чанарын асуудал тулгарч байгаагүй маш сайн компани. Энд тэдний байгууламжтай танилцах, ПХБ -ийн үйлдвэрлэлийн явцыг нарийвчлан тайлбарласан видеоны линк байна. Үйлдвэрийн аялал

Тэдний вэбсайт руу ороод үнийн саналаа эхлүүлээрэй. Дараа нь Gerber файлуудынхаа.zip файлыг байршуулна уу. Байршуулж дууссаны дараа та дизайныхаа дүрсийг харах ёстой. Одоогийн байдлаар тодорхойлохыг хүссэн тоо хэмжээ, өнгө, бусад шалгууруудаа сонгоорой. Дараа нь төлбөр тооцоогоо үргэлжлүүлэх нь энгийн зүйл юм. Та өөрийн Gerber файлуудаа үнэгүй онлайн Gerber үзэгч рүү хялбархан байршуулж, эдгээр файлуудыг үзүүлэх үед ямар харагдахыг харах боломжтой.

Ерөнхийдөө би тээвэрлэлтийг нэгтгэхийн тулд хэд хэдэн загварыг нэг дор илгээхийг хичээдэг. Ер нь би эдгээрийг захиалга өгснөөс хойш 1-2 долоо хоногийн дараа хүлээж авна. Мэдээжийн хэрэг, энэ нь янз бүрийн хүчин зүйлээс хамаарч өөр өөр байж болно, гэхдээ тэд таны захиалгын явцын талаархи мэдээллийг вэбсайтаараа дамжуулан өгч, захиалга ирсний дараа танд дагаж мөрдөх дугаарыг өгөх болно.

Алхам 6: Үүнийг бүтээцгээе

Угсрах цаг боллоо!

ESP-32 модулийг гагнах заль мэх байдаг гэдгийг би өмнө нь санаж байсан уу? Хэрэв та ПХБ -ийн ул мөрийг харвал бүрэлдэхүүн хэсгийн доор том дэвсгэр байгааг анзаарах болно. Энэ нь жаахан бэрхшээлтэй байж магадгүй, гэхдээ би ажлаа яаж хийх вэ?

Сонголт 1: Гагнуурын зуурмаг болон жижиг талх шарах шүүгээ ашиглана уу.

Энэ бол үнэхээр урагшлах бөгөөд ерөнхийдөө танд хамгийн сайн үр дүнг өгөх нь дамжиггүй. Энэ видео нь үйл явцыг тайлбарласан болно. Ашиглаж буй гагнуурын зуурмагийн температурын шаардлагыг ойлгож байгаа эсэхээ шалгаарай, тийм ч их хүчин чармайлт гаргахгүйгээр гайхалтай гайхалтай үр дүнд хүрэх болно. Энэ нь SMD -ийн бүх бүрэлдэхүүн хэсэг биш юм бол ихэнхийг гагнах ажлыг хийх болно. Хэрэв таны шарсан талх шарах шүүгээ хогноос ирсэн бөгөөд ашиглахаасаа өмнө засвар хийх шаардлагатай бол бонус оноо авна.

Сонголт 2: Өрөмдлөгөөс гараарай!

Энэ сонголт үнэхээр үр дүнтэй байх болно, гэхдээ энэ нь хамгийн тохиромжтой биш юм. Энэхүү дэвсгэрийн төв хэсэгт байрлах ПХБ -ээр жижиг нүхийг болгоомжтой өрөмдөх нь самбарын ар талаас нүхний хэсэг шиг гагнах боломжийг танд олгоно. Энэ арга барилаар бүх зүйл маш амархан бүтэлгүйтэх тул та цаг заваа гаргаж, өндөр чанартай өрмийн машин ашиглаарай. Хэрэв та дахин зуухны процессыг ашиглахыг хүсэхгүй байгаа бол энэ дэвсгэрийн голд нүхийг нэмж хийснээр дизайнтай холбоотой ийм асуудлыг шийдэж болно. Ингэснээр та самбараа гэмтээх эрсдэлгүйгээр төмрөөр гагнах боломжтой болно.

Нүхний үлдсэн хэсгүүдийг гагнах (хэрэв та дахин урсгалын аргыг ашиглаагүй бол SMD). Зүү толгойн хувьд би нэг зүүг гагнаж, шулуун байлгахын тулд самбарыг эргүүлэв. SMD -ийн бүх эд ангиудад ямар нэгэн томруулагч ашиглан гагнуурыг сайтар шалгаж үзэх нь зүйтэй. Хэрэв танд ямар нэгэн зүйл хэрэгтэй бол ямар нэгэн урсгал хэрэгтэй болно (надад итгээрэй, энэ нь маш чухал ач холбогдолтой юм), гагнуурын үеийг дахин халаана. Би өөрийн загвар дизайнаас ESP-32 модулийг дахин боловсруулах шаардлагатай хэд хэдэн газартай болохыг олж мэдсэн. Би энэ самбар дээр санаатайгаар ямар ч зүү толгой нэмээгүйг анхаарна уу, учир нь би өөрийн дагалдах төхөөрөмжүүдийн утсыг шууд гагнах бодолтой байна. Энэ нь үргэлж хамгийн сайн арга биш боловч миний хэрэглээний хувьд энэ нь асуудал биш юм.

Ингээд л боллоо! эхнээс нь дуустал бид хэлхээний үзэл баримтлалыг авч, энэ төсөлд зориулж өөрийн захиалгаар ПХБ хийсэн. Үүнийг олж авмагц боломжууд бараг хязгааргүй болно. Энэхүү зааварчилгаа нь танд сайн санаа өгч, ПХБ хийх аялалд тань туслах хэдэн ашигтай эх сурвалжийг зааж өгсөн гэж найдаж байна. Уншсанд баярлалаа!

Аз жаргал хийж, утааг бүү гарга! (Үнэхээр ид шидийн утаа хэрэгтэй байна)