Masaüstünüz üçün Stargate - PCB Dizaynı: 6 Addım (Şəkillərlə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:45

Fusion 360 Layihələri »

Bu layihəni sevirsinizsə, zəhmət olmasa PCB Müsabiqəsində (səhifənin altındakı) səs verməyi düşünün

Stargate SG-1, bütün zamanlar üçün ən çox sevdiyim televiziya şousudur. Son iki ay ərzində sevgilimi bütün serialı izləməyə məcbur etdim. Instructables -ın PCB Yarışması keçirdiyini görəndə 4 -cü sezondaydıq və masamın üstünə qoya biləcəyim öz Ulduz qapısını dizayn etmək üçün mükəmməl bir fürsət kimi görünürdü.

Bu layihə mənim düşündüyüm şeydir. Masanızda oturan və işıq saçan 4 düym diametrli bir PCB Yıldız Qapısı, müşayiət olunan DHD ilə (bu, sadə adamlar üçün Dial-Home Cihazıdır)! DHD üzərindəki kapasitif toxunma yastığına vurun və hər bir chevron ardıcıl olaraq yanacaq. 7 -ci şevrona gedin və qurd deliği yanır!

PCB tək parça olaraq hazırlanmışdır və ayrılır. DHD mərkəzdədir və xarici künclər Stargate və DHD üçün dayaqlardır. İki AA batareyası ilə işləyir və batareya tutucusu DHD -nin əsası kimi çıxış edir.

Məntiq, 74HC595 keçid reyestri vasitəsilə LEDləri yandıran ATtiny85 tərəfindən təmin edilir. Bunu necə hazırladığımı və onu necə yığacağımı öyrənmək üçün oxuyun!

Addım 1: Prototipləşdirmə

Mümkünsə, bir şey almadan əvvəl PCB dizaynlarınızı çörək taxtasında prototip etmək istəyirsiniz. Bu günlərdə PCB istehsal etmək çox əlverişlidir, amma hələ də vaxtınızı və ya pulunuzu israf etmək istəmirsiniz.

Mənim vəziyyətimdə, əvvəllər heç bir növbəli qeydlə işləməmişəm, buna görə də testə diqqət yetirmək üçün lazım olan budur. Onların necə işlədiyini öyrənmək üçün bu Təlimatlandırıcı dərsliyə çox güvəndim:

Əslində hərtərəfli sınamadan əvvəl PCB sifariş verməkdə səhv etdim. Orijinal dizaynımda fərdi ünvanlı LEDlər WS2812B istifadə olunur. Bunlar bir neçə səbəbdən yaxşı işləmədi və çox vaxt və pul itirdim. Yeni dizayn daha sadə və daha ucuzdur.

PCB -lərin ikinci versiyası üçün növbəli qeydlərimin dizaynını prototip etmək üçün hər şeyi çörək taxtasına qoydum. ATtiny85, keçid reyestri, rezistorlar və LED -lər oradadır. ATtiny85 -in bir Arduino vasitəsilə proqramlaşdırılması üçün ikinci bir sahə də var (Google bunu necə edəcəyini, çoxlu dərsliklər var).

Bu layihə üçün tam hissə siyahısı:

• 1 x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 Shift Qeydiyyatı
• 7x Qırmızı 3 mm LED
• 1x Mavi 3mm LED
• 2x 120ohm rezistor
• 1x 1P2T SPDT açarı
• 1x Batareya Tutacağı

ATtiny85 kodu əlavə olunur (Arduino istifadə edərək yanır). Testdən sonra PCB dizaynına keçdim.

Addım 2: PCB Dizaynı

Dizaynımdan istifadə edərək PCB -lərin hazırlanmasını istəyirsinizsə, əlavə edilmiş StargatePlots.zip qovluğundan istifadə edə bilərsiniz. Bunları hazırlamaq üçün Gerber faylları var

PCB-nin fiziki dizaynı son məhsul üçün çox vacib idi, xüsusən də parçalanması və PCB hissələri dayaq kimi istifadə edildiyi üçün. Bu səbəbdən CAD -da başladım. Nişanlar daxil olmaqla PCB dizayn etmək üçün Autodesk Fusion 360 istifadə etdim.

Fusion 360 -da PCB konturu

PCB -ni CAD -da hazırladıqdan sonra, kənar kəsiklər əlavə etmək üçün bunu PCB dizayn proqramınıza gətirmək üçün bir yol lazımdır. Fusion 360 -da etməli olduğunuz şey, hissənin səthində yeni bir eskiz yaratmaq və bütün kənarları proyeksiya etməkdir. Sonra sadəcə eskizi saxla. Komponent brauzerində (pəncərənin sol tərəfində) yeni eskizi seçin və DXF olaraq ixrac edin. Bunu sonraya saxla.

KiCAD Şematik

Əsl PCB dizaynımı KiCAD -da etdim. Autodesk Eagle -dən istifadə edərdim, amma yarışma müddətinə yaxın kəsirdim və Eagle -dən istifadə etməyi öyrənməyə vaxtım yox idi. KiCAD -da ilk addım PCB sxeminizi yaratmaqdır. Şematik, dizaynınızın sadələşdirilmiş bir blok diaqramıdır və əsas məqsədi KiCAD -ə hansı komponentlərin bir -birinə bağlı olduğunu söyləməkdir.

Fərdi Komponent

KiCAD-da istifadə etdiyim demək olar ki, bütün komponentlər var idi, buna görə onları əlavə etdim və sancaqları bağladım. Böyük bir istisna, tamamilə özəlləşdirilmiş kapasitif toxunma paneli idi. Bunu əlavə etmək üçün yeni bir PCB izi yaratmalı oldum.

Əvvəlcə InkScape -də toxunma panelinin şəklini çəkdim. Daha sonra KiCAD -ın Bitmap çeviricisini istifadə edərək, bunu yeni komponentin ayaq izinə çevirdim. Bu, mənim sxematikaya əlavə edildi.

KiCAD PCB

Şematik işinizi bitirdikdən sonra əsl PCB düzeni yarada bilərsiniz. KiCAD, bütün ayaq izlərini vərəqə atacaq və onları yerləşdirmək sizin ixtiyarınızdadır. Ancaq əvvəlcə PCB konturunuzun bu DXF -ni idxal etmək istəyirsiniz.

Edge Cuts qatına keçin və sonra DXF idxalını seçin. DXF konturunu seçin və vərəqə qoyulacaq. Sonra, lazım olduqda ayaq izlərinizi yerləşdirə bilərsiniz. Bu addımların hamısı KiCAD -a dair daha ətraflı təlimatlarda yaxşı əks olunmuşdur. Nəhayət, kəsiklərdən kənarda qalmaq üçün saxlama yerləri ilə bir az mis tökmə doldurun.

Xüsusi Silkscreen

Heç bir ulduz qapısı qlif olmadan tamamlanmır, yəni xüsusi bir ipək ekranına ehtiyac var. Google -da ulduz qapısının qliflərini açıq şəkildə göstərən bir illüstrasiya taparaq başladım. Sonra, gliflərdən başqa bütün şəkilləri silmək üçün GIMP -dən istifadə etdim və onu ağ -qara etdim. Bunu InkScape -ə götürdüm və vektor görüntüsünə çevirdim və uyğun ölçüyə gətirdim.

Oradan, proses xüsusi bir ayaq izi yaratmağa bənzəyirdi. Ancaq görüntüyü ayaq izi olaraq istifadə etmək əvəzinə, ipək ekran təbəqəsi üçün istifadə etdim. Sonra onu PCB -yə köçürdüm və yerləşdirdim. Bu proses DHD glifləri üçün təkrarlandı.

Addım 3: PCB -lərinizi hazırlayın

PCB -lərinizi hazırlamaq üçün istifadə edə biləcəyiniz bir çox istehsal xidmətləri var. OSH Park, istifadəsi son dərəcə asan və əla keyfiyyətə sahib olan məşhur bir seçimdir, lakin bir az bahalıdır-PCB-lər də bənövşəyi rəngdədir.

Bu layihə üçün Seeed Studio Fusion PCB xidmətindən istifadə etdim. Olduqca daha əlverişli idi, keyfiyyəti də əla idi və daha çox fərdiləşdirmə təklif edirlər. Məsələn, bunları qara rəngdə əldə edə bildim və bir neçə rəng seçimi var.

Göndərmə üçün bir neçə seçiminiz olacaq, amma mən DHL -i seçdim. Sifarişimi 11 yanvarda verdim və lövhələrimi 22 yanvarda aldım. Göndərmə daxil olmaqla ümumi xərc, bu 101.6 x 101.6 mm lövhələrdən 10 -u üçün 51.94 dollar idi. Lövhələri standart yaşıl rəngdə sifariş etsəydim, daha ucuz olardı. Lakin, lövhə başına 5.20 dollar, nə qədər böyük olduqları nəzərə alınmaqla olduqca məqbuldur.

Bütün bunlar, istədiyiniz xidmətdən istifadə edə biləcəyinizi söylədi. Digər məşhur seçimlər JLCPCB və PCBWay -dir. Etməyiniz lazım olan şey, dizaynlarınızı bu xidmətlərə yükləmək üçün KiCAD və ya Eagle -dən Gerber fayllarını qurmaqdır. OSH Parkdan istifadə edirsinizsə, KiCAD layihənizi birbaşa yükləyə bilərsiniz.

Addım 4: lövhəni yığın

Lövhəni özünüz hazırlamısınızsa, onu necə yığacağınızı bilməlisiniz. Ancaq PCB dizaynımı istifadə edirsinizsə, burada bir araya gətirmək üçün:

Bütün komponentlər çuxurdan keçir və lövhədə etiketlənir, buna görə montaj asan olmalıdır. Hər bir komponent etiket ilə lövhənin yan tərəfinə yerləşdirilir. ATtiny85 və 74HC595 yerləri, necə yönləndirilməli olduqları ilə işarələnmişdir. Çiplər, lövhədəki çip konturundakı çentikin yanından keçən Pin 1 işarəli nöqtəyə malikdir.

LED -lərin bir qütblülüyü var, buna görə də onları qoyarkən diqqətli olmalısınız. LED -lərin mənfi katotu (qısa ayağı) kvadrat çuxurdan, pozitiv anodu (uzun ayağı) isə yuvarlaq dəlikdən keçir. Əvvəlcə şevronlar üçün yeddi qırmızı LED -i lehimləyin və sonra lövhəni çevirin.

Mavi LED, ulduz qapısının mərkəzinə baxan 90 dərəcə bir açı ilə əyilməlidir. Təxminən yarısına daxil edin və sonra lehimdən əvvəl bükün.

Sonra DHD telləri gəlir. Hər telin bir tərəfini PCB -nin DHD hissəsinə lehimləyin, sonra digər uclarını Stargate hissəsinə lehimləyin. Hansı telin hansı çuxura girməsinin əhəmiyyəti yoxdur, kapasitiv toxunma panelinin polaritesi yoxdur.

Nəhayət, batareya tellərini lehimləyin. Lövhənin ilk düzəlişinə sahibsinizsə, səhv işarələnəcək və alt çuxurun müsbət olduğu üçün "+" olduğunu söyləyəcək. Bu mənim tərəfimdən bir səhv idi. Alt (xarici) deşik neqativdir. Beləliklə, müsbət batareya telini yuxarı (daxili) çuxura, mənfi teli isə alt (xarici) çuxura lehimləyin.

Addım 5: Parçalarınızı 3D çap edin

Bu layihə ümumilikdə 3D çaplı doqquz hissədən ibarətdir: yeddi şevron örtüyü və solucan dəliyi LED difüzörünün ön və arxa hissələri.

Şevronlar sadədir və əlavə stil üçün şevron LED-lərin üzərinə isti yapışdırılır. Bunlar qara və ya boz rəngdə çap olunmalıdır.

Solucan deliği LED difüzörü, çapı asanlaşdırmaq və daha təsirli etmək üçün iki hissəyə bölünür. Ön parça şəffaf filamentlə yazılmışdır, beləliklə işıq parlayacaq və arxa hissə işığı öndən geri çəkməyə kömək etmək üçün ağ filamentlə çap edilmişdir.

Bütün bu parçalar dəstək olmadan çap edilə bilər. 0.15mm bir təbəqə hündürlüyü istifadə etməyi məsləhət görürəm, doldurma 20%kimi bir şey olmalıdır.

Addım 6: Son Quraşdırma

Ulduz qapısının montajını başa çatdırmaq üçün parçaları isti yapışqan ilə bir yerə yığmaq kifayətdir. Birincisi, PCB hissələrindəki tırnaqları hamarlaşdırmaq üçün zımpara və ya Dremel istifadə etməyi məsləhət görürəm.

Sonra bir az isti yapışqan və ya super yapışqan istifadə edərək diffuzorun ön hissəsinə diffuzorun arxasına yapışdırın. Konsentrik (mərkəzdə) olmalıdırlar.

Sonra, bir şevronu isti yapışqanla doldurun və bir şevron LED -inə itələyin. Digər altı chevron LED üçün bunu təkrarlayın. Qurd deliği LED difüzörünü PCB -yə bağlamaq üçün bir az isti yapışqan istifadə edin. LED -in daxil olması üçün kiçik bir çuxur var, buna görə onu daxil edin və diffuzorun qalın hissəsini PCB -yə isti yapışdırmaq üçün səth kimi istifadə edin.

Səliqəli qalmaq üçün DHD tellərini batareya tellərinin ətrafına bir neçə dəfə sarın. DHD PCB, batareya tutacağının üstünə çıxmaq üçün nəzərdə tutulmuşdur, ona görə də oraya isti yapışdırın (beləliklə batareya telləri altındadır). Ardından, dayaqları (çentiklər olmadan) batareya tutucusunun yanlarına dik və sabit saxlamaq üçün bir az isti yapışqan istifadə edin.

Nəhayət, dəstəyi çentiklərlə Stargate PCB -nin müvafiq çentiklərinə itələyin. Yerində saxlamaq üçün hər birinə bir az isti yapışqan tətbiq edin.

Və bitirdin! Sadəcə açarı çevirin, bir neçə saniyə gözləyin və sonra hər şevronu işə salmaq və bir qurd deliği qurmaq üçün toxunma panelinə toxuna bilərsiniz!