Miradi Bora Kutumia PCB's: 6 Hatua

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:50

Ikiwa umetumia wakati kufanya kazi na miradi ya umeme basi unajua jinsi inaweza kuwa ya kufurahisha na ya kufurahisha. Hakuna kitu cha kufurahisha zaidi kuliko kuona mzunguko wako ukiishi mbele ya macho yako. Inafurahisha zaidi wakati mradi wako unageuka kuwa kifaa muhimu ambacho unataka kutengeneza vifaa vya kudumu karibu na nyumba yako au ofisi. Lakini ni nini njia bora ya kukamilisha hii? Bodi ya mkate sio jibu, na kujenga mzunguko mgumu kwenye proto-board inaweza kuwa ngumu sana. Zana zote hizi zina nafasi yake, lakini sio bora kwa uzalishaji wa kweli.

Suluhisho? Tengeneza mradi wako kwa kutumia PCB (Printed circuit board). Na idadi ya watengenezaji na watendaji wa hobby wanaokua kila siku, wazalishaji wanafanya huduma za kiwango cha kitaalam kupatikana (na bei rahisi) kwa kila mtu. Wakati mmoja ilikuwa ghali sana kuunda na kutengeneza PCB. Na programu ya hali ya juu ya CAD inapatikana kwa bure katika hali zingine, na viwanda vinavyotengeneza bodi ndogo za mfano kwa kidogo kama $ 5 pamoja na usafirishaji. Kuna sababu chache sana za kutotumia huduma hizi.

Lengo langu ni kukuchukua kupitia mradi huu kwa kiwango cha juu. Kwa sababu kila programu ya CAD ni tofauti kidogo utahitaji kukusanya maarifa kutoka kwa vyanzo vingine ili kufanikisha hili. Nitaandika viungo kwa rasilimali chache ambazo nimeona zinasaidia. Kabla ya kuwa na wasiwasi juu ya wakati inachukua kujifunza ufundi huu wacha niseme kwamba nilianza na maarifa na uzoefu kabisa, na nilikuwa nikifanya miundo mafanikio baada ya kutumia chini ya masaa 8 kujifunza kutoka kwa rasilimali za mkondoni.

Mimi binafsi nimetumia programu hizi zote tatu za programu ya CAD, lakini ninapendekeza uangalie video hizi za utangulizi ili upate wazo la jinsi kila moja imewekwa.

• Utangulizi wa KICAD
• Utangulizi wa webinar ya Eagle CAD
• Utangulizi wa Altium

Daktari Peter Dalmaris ana kozi bora kulingana na KICAD ambayo nimemaliza na kupendekeza sana ikiwa hiyo ni programu unayochagua. Maelezo yake ya jinsi huduma zote zinavyofanya kazi ni rahisi kufuata na kamili. Hapa kuna kiunga kwa darasa lake katika Utafutaji wa Tech.

Chaguo jingine la kuzingatia (ingawa hii sio moja niliyoitumia mwenyewe) Je, ni EasyEDA. Nimeona watengenezaji wengine wakitumia programu hii mkondoni kutengeneza miundo thabiti sana.

Hebu kupata kubuni!

Vifaa

• PC na programu ya CAD
• Chuma cha kulehemu
• Flux
• Moduli 1 ya ESP-32 (WROOM-32D)
• 2 MCP 23017's (kifurushi cha SOIC)
• Mdhibiti wa volt 5 (L7805)
• Mdhibiti wa volt 3.3 (AP2114H)
• generic DC pipa jack kwa kuziba 2.1mm
• Vichwa vya pini vya Mwanamume au Mwanamke (hiari)
• Tanuri ya toaster na kuweka solder (hiari)
• Drill (Hiari)

Hatua ya 1: Kupanga na Kubuni

Ni muhimu sana kuwa na msingi thabiti wa mradi wowote. Wakati mdogo uliotumiwa kupanga inaweza kuokoa masaa ya kuchanganyikiwa barabarani.

Mahali pazuri pa kuanzia ni kuunda orodha ya kazi na huduma ambazo unataka muundo wako uwe nao. Ifuatayo ni orodha niliyotumia wakati niliunda mradi huu wa mfano.

• Bodi ya msingi ya ESP-32 inayoambatana na muundo uliopo wa ESP-32
• Pini zaidi za dijiti kuliko kitengo cha kawaida cha ESP-32 Dev
• Inapatikana 5v na 3v3 kwa vifaa vya kuwezesha kushikamana na PCB
• Bandari ya programu ili niweze kusasisha kitengo baadaye
• Uwezo wa kukimbia kwa uingizaji wa volt 6 hadi 12

Pili ni kukusanya orodha ya sehemu unayotaka kutumia, na kupata chanzo kinachopatikana kwa urahisi. Jambo la mwisho unalotaka kufanya ni kutengeneza PCB ambayo huwezi kununua sehemu hizo. Unapaswa pia kukusanya karatasi za data za wazalishaji kwa kila sehemu unayopanga kutumia (niamini hii ni muhimu sana na nitaelezea kwanini baadaye).

Mwishowe kukusanya maelezo yoyote na michoro ambayo unaweza kuwa tayari umeunda kwa muundo huu. Hii itajumuisha vizuizi vyovyote vya mwili ambavyo unaweza kuwa navyo. Kama vile ungependa bodi yako iweze kuendana na ngao ya Arduino au iwe sawa ndani ya ua maalum. Habari hii yote itahitajika katika hatua anuwai katika mchakato.

Hatua ya 2: Mpangilio wa PCB Kutumia CAD

Wacha tuanze kutengeneza mipango yetu!

Kwa ujumla napenda kuongeza sehemu zangu zote kwa skimu na kuziweka kwa njia ambayo ina maana kwangu. Kwa wakati huu ambapo kuziweka hakuna athari kwa eneo halisi kwenye PCB, kwa hivyo unaweza kutumia kubadilika kwa faida yako. Ikiwa huna nyayo za vifaa vyako vyote napendekeza sana SnapEDA na Ultralibrarian. Rasilimali hizi zina uteuzi mzuri wa sehemu zinazopatikana kwa karibu kila programu ya CAD unayoweza kutumia. Angalia tu idadi ya sehemu ya sehemu, na pakua faili zinazofaa. Wana mafunzo yanayokufundisha jinsi ya kuagiza faili hizi ikiwa haujui jinsi ya kufanya hivyo.

Kabla ya kuunganisha sehemu zako pamoja ni bora kuangalia pini za kila sehemu kwa usahihi. Hii ndio sababu kuwa na sehemu za karatasi ni muhimu, nimekuwa na vifungu vyote vya PCB vilivyoharibiwa (kumbuka masaa hayo ya kuchanganyikiwa?) Kwa sababu niliruka hatua hii. Ikiwa haukufanya sehemu hiyo mwenyewe (na wakati mwingine hata kama ulifanya) DAIMA angalia tena.

Unapoenda waya kwa skimu yako nimepata faida ya kutumia lebo za wavu kufanya unganisho. Ikiwa una waya nyingi zinazoendesha kila njia basi inakuwa ngumu kufuata, na pia huongeza nafasi za kufanya unganisho mahali pengine usipaswi (masaa zaidi ya kuchanganyikiwa). Usawa wa waya na lebo za wavu kawaida ni bora, hakikisha utumie orodha ya lebo za wavu ambazo zitakuwa na maana kwa mtu yeyote anayeangalia muundo. Hii itafanya maisha iwe rahisi ikiwa utarudi kwenye muundo huu baadaye kutaka kufanya mabadiliko, au utatue muundo wa asili.

Mpangilio pia ni mahali pazuri pa kuacha maelezo juu ya jinsi sehemu anuwai za mzunguko zinapaswa kufanya kazi. Hii ni njia nzuri ya kuweka wimbo wa maelezo yote yanayotakiwa ili kufanya jambo lifanye kazi kama inavyostahili. Mfano kwenye mradi huu ni kwamba jumper inahitajika kati ya pini ya kuwezesha moduli ya ESP na usambazaji wa 3.3v wa programu. Ingawa labda hii sio mahali pekee unayopaswa kuandika habari hiyo, hakika ni nzuri kupata tabia ya kuandika KILA KITU chini.

Mpe skimu yako ukaguzi mzuri kabla ya kuendelea na hatua inayofuata. Hii inahitaji kuwa sawa kwa mchakato wa mpangilio wa PCB kwenda sawa. Njia polepole na ya kimfumo itakupa matokeo bora ya mwisho. Pitia maelezo yoyote unayoweza kuwa nayo na uthibitishe kila moja dhidi ya mpango.

Hatua ya 3: Mpangilio wa PCB

Kabla ya kuanza kupanga vifaa vyetu ni bora kuangalia nyayo na uhakikishe kuwa ni sawa kwa sehemu ambazo unakusudia kutumia. Kwa mfano sehemu zingine zitakuwa na anuwai za shimo na SMD, hakikisha unatumia tu sehemu ambazo utaweza kusanikisha. Moduli ya EPS-32 ina pedi chini ya itahitaji utunzaji maalum (zaidi juu ya hii baadaye) Hakikisha tu una mpango wa hali hizi. Baada ya kuchagua vifurushi sahihi vya vifaa vyetu unapaswa kuangalia tena alama za kila sehemu dhidi ya karatasi ya data (umeona mwelekeo hapa?) Niamini ninaposema kuwa hizi zinaweza kuwa mbaya na itafanya kwa siku ndefu ikibidi ufuatilie maswala haya baadaye

Wakati wa kupanga vifaa vyako hakikisha una akaunti kwa vizuizi vyovyote vya mwili nilivyoelezea hapo awali. Katika visa vingine inaweza kuwa muhimu kwako kuweka sehemu fulani kwanza kwa sababu eneo lao ni muhimu, na inafaa kila kitu karibu nao. Kumbuka kuweka sehemu ambazo zimeunganishwa karibu, lakini pia toa nafasi ya kutosha ya kufanya kazi na wakati wa mkusanyiko. Ikiwa una eneo maalum unalopanga kutumia inaweza kuwa na maana kuunda wasifu wa bodi na mashimo yoyote ya kuchimba visima kwanza.

Baada ya vifaa vyako vyote kupatikana ambapo unataka wakati wao wa kuanza kuongoza nyimbo zako. Kuna vidokezo vichache vya kukumbuka wakati wa kufanya hivi.

• Njia fupi inayowezekana kwa ujumla ni bora
• Kubwa kawaida ni bora (haswa kwa laini za usambazaji wa umeme)
• Unahitaji kujua ni kwa kiasi gani wimbo uliopewa unapaswa kushughulikia na hakikisha saizi uliyochagua inaweza kushughulikia salama hiyo (Hii ni suala muhimu sana la usalama, kwa sasa inaweza kusababisha joto na inaweza kuwa hatari ya moto)
• Jua ni nini uvumilivu mtengenezaji wako anaweza kudumisha na kufuata miongozo hiyo. Hapa kuna kiunga cha ukurasa wa uwezo wa mtengenezaji mmoja (programu yako ya CAD inaweza kuwa na kikagua sheria za kubuni ambazo zitakuarifu kwa maeneo yoyote ambayo hayafikii kiwango ambacho kiwanda kinaweza kufuata)

Wakati njia za kuongoza zinaweza kuwa fumbo la kufurahisha, wakati mwingine miundo yetu inaweza kuwa ngumu kuifanya hii kuwa changamoto kubwa. Katika visa hivyo kutumia programu ya kutembeza kiotomatiki inaweza kukuokoa wakati mwingi. Hapa kuna kiunga cha kiotomatiki ambacho nimetumia kwenye miradi kadhaa. Auto-router huingiza mradi wako na hutumia sheria zako za kubuni kutengeneza athari zinazofaa kwa nyavu zako zote. Kawaida nitamruhusu Auto-router afanye kazi yake, kisha ubadilishe mwenyewe vitu kadhaa ambavyo ningependa kuwa tofauti. Unaweza pia njia ya athari unayotaka kuwa katika maeneo maalum, na auto-router itafanya kazi kuzunguka zile nyimbo zilizopo wakati inafanya kazi kwenye nyavu zilizobaki.

Hatua ya 4: Kugusa Mwisho na Kujiandaa kwa Utengenezaji

Na sehemu zilizowekwa na nyimbo zinaendesha PCB yako iko tayari kwenda. Sasa ni wakati mzuri wa kutoa mpangilio mzima mzuri mara moja. Fuata athari ukitumia skimu kama mwongozo na uhakikishe viunganisho vyote unavyohitaji vimefanywa.

Unapaswa pia kuzingatia kuongeza picha kwenye bodi yako kwenye safu ya silkscreen. Jina lako au alama nyingine ya watunga ni njia nzuri ya kuwajulisha wengine unajivunia kazi yako. Ninaamini pia kuashiria zaidi ikiwa sio sehemu zote za unganisho langu na kile walicho. Hii inasaidia unapoenda kunasa kitu hicho baada ya kusanyiko, na inafanya iwe rahisi kwa wengine kuelewa kazi za sehemu hizi za unganisho.

Jambo jingine la kuzingatia ni kuashiria kitambulisho cha marekebisho, haswa ikiwa hii ni bodi unayotarajia kutengeneza zaidi ya mara moja. Kwa njia hii unaweza kufanya mabadiliko kwenye mzunguko katika siku zijazo, na sema kwa mtazamo ni toleo gani la bodi unayofanya kazi nayo.

Pamoja na hayo yote kufanywa wakati wake wa kupanga / kusafirisha muundo wako, na kuituma kwa mtengenezaji. Kwa ujumla hizi zitakuwa faili za Gerber, na kawaida zote zinapaswa kuhifadhiwa kwenye folda moja ya.zip. Hii ndio utakayopakia wakati utaweka oda yako ya PCB.

Hapa kuna kiunga cha faili za Gerber za mradi wangu wa mfano kwenye GitHub

Hatua ya 5: Kuagiza PCB yako

Chaguzi zaidi na zaidi zinapatikana kwa hii kuliko zamani. Inakuwa rahisi sana kwamba mtu yeyote anaweza kuwa na muundo wao kitaalam uliofanywa na viwanda vikubwa na bei nzuri sana.

Nimeunda zaidi ya 35+ za PCB na zote zimetengenezwa na JLCpcb (https://jlcpcb.com)

Kampuni nzuri sana ambayo sijawahi kupata shida yoyote ya ubora nayo. Hapa kuna kiunga cha video ambayo inatoa ziara ya kituo chao na inaelezea mchakato wa utengenezaji wa PCB kwa undani. Ziara ya Kiwanda

Nenda kwenye wavuti yao na uanze nukuu. Kisha pakia zip ya faili zako za Gerber. Unapaswa kuona utoaji wa muundo wako baada ya upakiaji kukamilika. Chagua wingi wako, rangi, na vigezo vingine ambavyo ungependa kutaja kwa wakati huu. Basi ni jambo rahisi la kuendelea na malipo. Unaweza kupakia faili zako za Gerber kwa mtazamaji wa bure wa Gerber mkondoni na uone faili hizi zinaonekanaje wakati zinatolewa.

Kawaida mimi hujaribu kutuma miundo kadhaa kwa wakati mmoja kuchanganya kwenye usafirishaji. Kawaida ningetarajia kupokea hizi katika wiki 1-2 baada ya agizo kuwekwa. Kwa kweli hii inaweza kutofautiana kulingana na sababu anuwai, lakini zitakupa sasisho juu ya maendeleo ya maagizo yako kupitia wavuti yao na nambari ya ufuatiliaji baada ya agizo lako kusafirishwa.

Hatua ya 6: Wacha tuijenge

Wakati wake wa kukusanyika!

Kumbuka mapema nilisema kwamba kuna ujanja wa kutengeneza moduli ya ESP-32? Ukiangalia alama ya miguu kwenye PCB utaona pedi kubwa chini ya sehemu hiyo. Kweli hiyo inaweza kuwa changamoto kidogo, lakini nina njia ambazo unaweza kumaliza kazi hiyo.

Chaguo 1: Tumia kuweka ya solder na oveni ndogo ya kibaniko.

Hii ni sawa mbele, na hakika itakupa matokeo bora kwa ujumla. Video hii inaelezea mchakato. Hakikisha unaelewa mahitaji ya joto ya siki unayotumia, na utakuwa na matokeo mazuri sana bila juhudi kubwa. Hii itachukua huduma ya kuuza zaidi ikiwa sio vifaa vyote vya SMD. Pointi za bonasi ikiwa oveni yako ya kibaniko ilitoka kwenye lundo la taka na inahitajika kutengenezwa kabla ya kutumia.

Chaguo 2: Toka kwenye kuchimba visima!

Chaguo hili hakika litafanya kazi lakini sio bora zaidi. Kuchimba kwa uangalifu shimo ndogo kupitia PCB katikati ya pedi hii itakuruhusu kuiunganisha kutoka upande wa nyuma wa bodi kama sehemu ya shimo. Vitu vinaweza kwenda vibaya kwa urahisi na njia hii kwa hivyo chukua muda wako na utumie kuchimba visima vya hali ya juu. Ikiwa hautaki kutumia mchakato wa tanuri inayoweza kurejeshwa unaweza kushughulikia maswala kama haya katika muundo wako kwa kuongeza iliyofunikwa kupitia shimo katikati ya pedi hii. Hii itakuruhusu kuchana na chuma bila hatari ya kuharibu bodi yako.

Solder yoyote iliyobaki kupitia sehemu za shimo (na SMD ikiwa haukutumia njia ya kurudisha). Kwa vichwa vya pini nitauza pini moja kuishikilia wakati ninageuza ubao kuhakikisha kuwa imenyooka. Ni vizuri pia kuangalia utaftaji kwa uangalifu sana kwenye sehemu zote za SMD ukitumia kikuzaji cha aina fulani. Ikiwa unapata kitu chochote kinachohitaji kuguswa tumia utaftaji fulani (niamini hii inaleta tofauti kubwa) na urejeshe mshirika wa solder. Nilipata kwenye muundo wangu wa mfano kwamba moduli ya ESP-32 ilikuwa na maeneo kadhaa ambayo yanahitaji kufanyiwa kazi tena. Pia kumbuka kuwa kwa makusudi sikuongeza vichwa vya habari kwenye bodi hii, hiyo ni kwa sababu ninakusudia kuziunganisha waya moja kwa moja kutoka kwa vifaa vyangu vya pembeni. Hii sio njia bora kila wakati, lakini kwa matumizi yangu sio shida.

Hiyo ndio! kutoka mwanzo hadi mwisho tulichukua dhana ya mzunguko na kutengeneza PCB yetu ya kawaida kwa mradi huu. Mara baada ya kupata hutegemea yake uwezekano ni karibu kutokuwa na mwisho. Natumahi kuwa anayefundishwa amekupa maoni mazuri, na amekuelekeza kwa rasilimali muhimu kukusaidia kwenye safari yako ya kutengeneza PCB. Asante kwa kusoma!

Kufanya furaha, na usiruhusu moshi utoke! (Kwa umakini inahitaji moshi wa uchawi)