1 dollarlıq PCB Milad ağacı: 7 addım (şəkillərlə birlikdə)

2024 Müəllif: John Day | [email protected]. Son dəyişdirildi: 2024-01-30 07:46

Məni Twitter -də izləyin! Müəllifin daha çoxunu izləyin:

Haqqında: Mənim adım Loann Boudin, bir istehsalçı və Paris yaxınlığında elektronika mühəndisliyi təhsili alan bir fransız tələbəyəm. Özüm bir şey hazırlamağı və layihələrimi hər kəslə paylaşmağı sevirəm. Lobot haqqında ətraflı »

Loann BOUDIN tərəfindən PCB Milad ağacı | 2018

Milad yaxınlaşanda elektronika həvəskarı nə edə bilər? Əlbəttə ki, bir PCB Milad ağacı!

Kiçik bir elektronika həvəskarlar klubunun üzvü olaraq, kiçik layihələr vasitəsilə elektronika və PCB dizaynına olan ehtirasımı bölüşmək istəyirəm. Milad üçün əyləncəli və sadə bir layihə ilə SMD lehim kainatını yeni üzvlərə təqdim etmək istədim: 0805 SMD yanıb -sönən ledləri olan kiçik bir PCB Milad ağacını lehimləyin.

Bu təlimat, vahidi 1 dollardan aşağı olan çap lövhələrində bir dəstə ucuz, kiçik, parlayan Milad ağacı təsəvvür etmək, dizayn etmək və yaratmaq üçün izlədiyim prosesi təsvir edir. Zövq alın:)

Və bu Təlimatlandırmanı bəyənmisinizsə, PCB Müsabiqəsində bu layihəyə səs verməyi düşünün! Çox sağ ol !

Addım 1: BOM, Alətlər və Bacarıqlar lazımdır

Sizə lazım olacaq:

Lazımi vasitələr:

• lehimleme dəmir
• lehim teli
• zımpara
• düz kəlbətinlər
• kəlbətin kəsmə
• incə cımbızlar

İsteğe bağlı (lakin lazımlı) vasitələr:

• Duman çıxaran
• çox metrlik
• möhtəşəm şüşə

Bacarıqlar:

əsas lehimləmə bacarıqları

Sənəd materialı:

Komponentlər	Təchizatçı	Topdan satış qiyməti ($)	PCB başına qiymət ($)
11x 0805 SMD yanıb -sönən ledlər	Aliexpress	15, 79	0, 29
1 ədəd CR1220 batareya	Aliexpress	0, 75	0, 15
1x batareya tutacağı	Aliexpress	6, 58	0, 07
1x keçid açarı	Aliexpress	2, 62	0, 03
2x 2 sancaq başlığı	Aliexpress	0, 51	0, 01
1x PCB	SeeedStudio	4, 90	0, 12

BOM -un Milad ağacı PCB başına 1 dollarlıq simvolik qiymətinin altında qalması üçün ucuz komponentlər seçmişəm. Bütün elektron komponentləri lehimlənmiş bir PCB Milad ağacının ümumi qiymətinin 0, 67 dollar olduğu təxmin edilir.

Addım 2: İlham axtarın…

Dik olaraq yığılmış iki PCB -nin ayağa qalxa biləcəyi 3B bir forma verə biləcəyi real bir PCB Milad ağacı dizayn etmək istədim. İki fərqli PCB yaratmaq, dizaynı çox çətinləşdirmir, lakin daha bahalı edir, çünki bir PCB -də birdən çox dizayn olduqda istehsalçılar daha çox pul alırlar. Qiyməti mümkün qədər aşağı saxlamaq üçün tullantıları və xərcləri azaltmaq üçün PCB dizaynının ağıllı bir yer idarəçiliyi haqqında düşünməliydim. Məqsədim üçün mükəmməl bir PCB Milad ağacı hazırlamaq axtarışında Google və Instructables -da oxşar layihələr axtardım.

Xüsusilə maraqlı və çox yaxşı sənədləşdirilmiş gördüyüm bluquesh dizaynına rast gəldim. İlk Təlimat kitabında bu üzv, bir çox xüsusiyyətə malik kiçik bir PCB Milad ağacı yaratmağı necə bacardığını izah edir:

• Daxili Arduino çipi
• İki rəngli SMD LED-lər
• Kapasitiv toxunuş
• Daxili batareya
• DC/DC gücləndirici dövrə
• … və daha çox !

Bu xüsusiyyətlərdən bəziləri sadə və aşağı qiymətli olmağı hədəfləyən layihəmlə uyğun gəlmir. Buna baxmayaraq, layihəsinin başqa bir detalı diqqətimi çəkdi: bluquesh, 3D Milad ağacı dizaynını boş yerə israf etməyən bir kvadrat sahəyə uyğunlaşdırmağı bacardı. Əsas küknarın yanında iki yarı küknar formalı qanadlar yaradaraq, boş formasını yenidən mürəkkəb formasına baxmayaraq başqa bir tam ağac yaratmaq üçün istifadə etdi.

Bu ağıllı dizaynı layihəmdə uyğunlaşdırdım və yenidən istifadə etdim.

Addım 3: PCB Dizaynı

PCB Milad ağacımı Autodesk EAGLE istifadə edərək hazırladım. EAGLE, sxematik diaqramların dizaynını, komponentlərin yerləşdirilməsini və PCB marşrutlaşdırmasını təmin edən elektron dizayn avtomatlaşdırma (EDA) proqramdır.

Dizaynı elektron dövrənin sxemini yaratmaqla başladım. 3 V düyməli hüceyrə batareyası ilə işləyən paralel olaraq 11 yanıb -sönən LED -dən ibarətdir. Bir keçid dövrəni aça və ya bağlaya bilər. Nəhayət, batareya gərginliyi ilə şasi arasına 10 µF həcmində filtrasiya kondensatoru qoyulur.

LED -lərlə birlikdə bir rezistor daxil etməmək qərarına gəldim, çünki 3 V bir çox LED rənglərinin irəli gərginliyinə çox yaxındır:

Şematik və PCB üç hissəyə bölünür:

• ana lövhə: bir Milad ağacı formasına malikdir və batareya tutacağı, açar, üst üzündə 3 LED və alt üzündə 2 LED var. İki 2 pinli pinhead konnektoru, iki üzgəcin birini üst üzündə, digəri isə alt üzdə birləşdirməyə və işə salmağa imkan verir.
• üst üzgüçü: batareya tutacağı üçün bir çəngəl olan yarım Milad ağacı şəklinə malikdir və üst üzündə 1 LED və alt üzündə 2 LED var. Bir 2 pinli pinhead konnektor ayaq izi, üzgüçünün ana lövhəyə qoşulmasına və güclənməsinə imkan verir.
• alt üzgüçü: yarım Milad ağacı şəklindədir və üst üzündə 2 LED və alt üzündə 1 LED var. 2 pinli pinhead konnektor ayaq izi, üzgəcin ana lövhəyə qoşulmasına və güclənməsinə imkan verir.

20 -ci təbəqə "Ölçü" ilə lövhənin konturunu çəkərək hər küknarda 48 * 48 mm ölçüdə azalma seçməyə qərar verdim.

Köknar ağacının şəklini eni 3 mm olan 46 -cı təbəqə "Freze" ilə çəkdim: bu xətt istehsalçı üçün bir freze sahəsi olaraq şərh edilir və küknarı qanadlarından ayırır.

Dövrün konturu dəqiq müəyyən edildikdən sonra, batareya tutacağı və açar kimi ən böyük komponentləri, sonra LED -ləri yerləşdirdim ki, paylanması xoş olsun.

Bir üzgəcdə başqa bir freze sahəsi əlavə etdim ki, batareya tutucusu uyğunlaşsın və ağacın üstündə hər hansı bir yerə asıla bilsin (məsələn, əsl Milad ağacında).

Sonra, bütün komponentləri Üst və Alt qatlardan istifadə edərək yönləndirdim: batareya gərginliyi 0, 5 mm genişlikdə izləri olan və ümumi bir torpaq təyyarəsi olan LED -lərə paylanır.

Nəhayət, lövhəmin tək bir dizayn olaraq qalması və PCB panellərinin işlənməsinə icazə vermək üçün iki ayrılma nişanı hazırladım və onları 3 mm freze izi üzərində əsas küknar və qanadlarının arasına qoydum (daha ətraflı məlumat üçün növbəti addıma baxın).

Bütün Eagle fayllarını githubumda və ya aşağıda tapa bilərsiniz ▼

Addım 4: PCB Panelization

Bir çox PCB istehsalçısı, 100*100 mm ölçüsünə qədər olan 10 PCB üçün 5 dollarlıq bir qiymət təklif edir. Dövrə 50*50 mm və ya 100*100 mm olsun, qiymət eyni olaraq qalır. Bu maksimum sahədəki dövrələrin sayını artırmaqla xərclərin optimallaşdırılması mümkündür. PCB panelləşdirmə, xərcləri və tullantıları azaltmaq üçün bir neçə kiçikdən tək bir PCB yaratmaqdan ibarətdir.

PCB istehsalçılarının əksəriyyəti eyni dizayn panelləri üçün əlavə xərc tələb etmir. Bir neçə kiçik PCB -ni bir yerə pulsuz yerləşdirə biləcəyiniz deməkdir, lakin hamı üçün eyni dizayn olaraq qalmalıdır. Daha çox məlumatı PCB istehsalçısı Seeedstudio veb saytında tapa bilərsiniz.

PCB panelləşdirmə 2 şəkildə ola bilər:

V-yivli panelləşdirmə üsulu: lövhənin qalınlığının 1/3 hissəsini yuxarıdan və 1/3 hissəsinin alt hissəsindən 30-45 dərəcə dairəvi kəsici bıçaqla üst hissəyə paralel olaraq kəsilməsindən ibarətdir. Bu, yalnız PCB dizisi boyunca düz xətlər boyunca edilə bilər

Ayrılma nişanı panelləşdirmə üsulu: PCB-lər arasında deşikli nişanlar yerləşdirmək üçün yer buraxmaqdan ibarətdir. Əksər istehsal evlərində standart router ölçüsü olduğu üçün iki PCB arasındakı məsafə təxminən 2, 5 mm -dir və lövhəni üyütmək üçün router bitinin yalnız bir keçidini tələb edir. N-Deliklərin perforasiya nümunələri ayrılan tırnaqlar üçün standartdır və istenmeyen yan lövhə çıxıntıları buraxmadan asanlıqla söküləcəkdir

PCB panelləşdirmə dizaynı haqqında daha çox məlumatı Jack Lucas tərəfindən www. ElectronicDesign.com üçün yazılmış çox yaxşı sənədləşdirilmiş məqalədə tapa bilərsiniz.

Layihəmin dəyərini azaltmaq üçün dörd PCB Milad ağacımı bir lövhədə panelləşdirmək qərarına gəldim. Əvvəlcə PCB Milad ağacının iki qanadını ana lövhəyə bağlamalı oldum. Hər bir üzgəci əsas Milad ağacı lövhəsinə bağlayan 3 delikli deşmə nümunəsi olan iki ayrılma nişanı hazırladım. Çıxarış çubuqları diametri 0, 9 mm olan 2*3 çuxurdan hazırlanmışdır.

Bir PCB Milad ağacının dizaynı bitdikdən sonra onu dörd dəfə təkrarladım və hər birini yan -yana göndərdim ki, istehsalçı tərəfindən qoyulan 100*100 mm sahəni doldursun. Bütün dizaynlar 3 mm aralığındadır və 3 delikli perforasiya nümunəsi olan ayrılan tırnaqlar ilə əlaqələndirilir.

Son PCB 100*100 mm ölçüsündədir və 4 Milad ağacı PCB -dən ibarətdir. Bir PCB vahidinin dəyəri 4 -ə bölünür!

Addım 5: PCB -nin lehimlənməsi

Bütün komponentlər toplandıqda PCB -nin lehimlənməsi başlaya bilər!

LEDlərin lehimlənməsi -

Ən kiçik komponentlər olduğu üçün LEDləri lehimləməklə başlamaq yaxşıdır. Onları son dəfə lehimləmək, işi daha da çətinləşdirəcək, çünki daha böyük komponentlər onların yerləşdirilməsinə mane ola bilər. LEDlər qütbləşdirilmiş komponentlərdir və onların necə lehimlənməsi lazım olduğunu PCB -də müəyyən etmək vacibdir. PCB üzərindəki LED ayaq izi həmişə eynidır: yer müstəvisinə bağlanan yastıq kütlədir (katod) və bir izə qoşulan yastıq isə təchizat gərginliyidir (anod). CMS LED -in altındakı yaşıl ox cərəyanın axın istiqamətini və buna görə də onun polaritesini göstərir.

"Diod test cihazı" konfiqurasiyasında bir multimetr ilə LED -in sınanması onun polaritesini və rəngini təyin etməyə kömək edə bilər.

LEDləri lehimləmək üçün əvvəlcə LED yastıqlardan birinə az miqdarda lehim qoyaraq başladım. Daha sonra lehimi lehimləmə dəmirimlə əridib saxlayarkən incə cımbızla LED -ə yaxınlaşdım. Led düzgün yerləşdirildikdə, lehimi bərkitmək üçün lehimləmə dəmirimi çıxardım. İkinci lehim, LED -i cımbızla tutmağa ehtiyac olmadan edilə bilər. Qalan 10 LED üçün bu proses təkrarlanır.

Batareya tutucusunun lehimlənməsi -

Batareya tutacağı elektrik bağlantısı yaratmaq üçün düymə hüceyrəsini PCB -yə qarşı tutur. Batareyanı möhkəm tutmaq üçün kiçik bir qalay təbəqəsini batareya tutucusunun üstünə qoydum. Sonra bağlayıcı yerləşdirilir və lehimlənir.

Şalterin lehimlənməsi -

Nəhayət, keçid batareya konnektoru ilə eyni tərəfə lehimlənir. Asan istifadə üçün keçid PCB -dən çıxır.

Addım 6: PCB -nin yığılması

Bütün komponentlər lehimləndikdən sonra Milad ağacını yığmağın vaxtı gəldi.

Lövhələrin ayrılması -

İki lövhəni ana lövhədən ayırmaq üçün lövhəni düz kəlbətinlə sındırmağa başladım. Zərər verə biləcək hər hansı bir böyük kənarı çıxarmaq üçün kəsici kəlbətin istifadə etdim. Sonra, Milad ağacının kənarlarını düzəltmək üçün zımpara kağızından istifadə etdim və nəhayət üç təmiz lövhə aldım: əsas ağac və iki qanad.

Lövhələrin birləşdirilməsi -

Aralarında 2 pinli pinhead konnektoru lehimlənərək bir lövhə ana lövhəyə yapışdırılır. Pinhead konnektorunun burada iki istifadəsi var: qanadı ana taxtaya tutun və gərginliyi və kütləni üzgüçünün LED -lərinə gətirin.

Böyük bir pinhead bağlayıcı zolağından 2* 2 pin pinhead bağlayıcılarını kəsdim və plastik kənarları zımpara ilə təmizlədim. Sonra, şəkillərdə göstərildiyi kimi baş lövhədə başdan -ayağa lehim etdim, biri üst, digəri alt üz.

İki üzgəci konnektorlara lehimlədim ki, onları düzgün şəkildə hizalayaq və üzgəci batareya konnektoru tərəfində çentiklə yerləşdirim.

PCB Milad ağacı artıq nəhayət yığılmışdır!

Dövrəni açmaq -

PCB, 3V CR1220 lityum batareya ilə təchiz edilmişdir. Batareya tutucusuna lövhədən aşağı salınan düymə hüceyrəsi və açar bağlandıqdan sonra bütün LEDlər sehr kimi yanıb sönməyə başlayır!

Bu layihədə istifadə olunan düymə hüceyrəsinin ortalama tutumu 40 mAh -a bərabərdir, məsələn, 1 saat ərzində 40 mA və ya 2 saat ərzində 20 mA -a qədər çatdıra bilir. PCB Milad ağacının cari istehlakı təxminən 80 mA -dır və seçilmiş LEDlərin rənglərindən asılıdır: ağ, mavi və bənövşəyi LEDlər qırmızı, narıncı və sarı LED -lərdən daha çox cərəyan çəkir.

Təcrübə ilə, qırmızı, narıncı, sarı və yaşıl LED -lərdən istifadə etməyi məsləhət görürəm, çünki onlar Milad mövzusunda gözəl rənglər təmin edərkən batareyanın ömrünü əsirgəməyəcəklər:) Bu rənglər bərabər nisbətdə, mənim PCB Milad ağaclarım 1 saat ərzində parlayır. yaşıl LEDlər sönməyə başlayana qədər.

Addım 7: Nəticə

Bu kiçik PCB Milad ağaclarını dizayn edərkən əyləndim və PCB istehsalı və PCB panelləri haqqında çox şey öyrəndim.

Layihənin ucuz dizaynı sayəsində, lehimləmə atelyesi sınamaq istəyənlərə pulsuz olaraq təklif edildi. Bu PCB -lər klubumda çox müvəffəqiyyətli oldu və bir çox yeni üzv SMD komponentlərinə əsaslanan ilk çipini lehim etdi. Bəzi əsərlərimin dostlarımın yolka ağaclarını bəzədiyini eşidəndə daha çox sevindim.

Bu gün bu seminarda və bu dərslikdə bu layihə zamanı əldə etdiyim bilikləri ötürə bildiyim üçün qürur duyuram. Ümid edirəm bəyənmisiniz və gələn ilin ən yaxşısını diləyirəm:)