Kufuli kwa NFC - Wakati PCB Pia ni Vifungo, Antena na Zaidi : Hatua 7 (na Picha)

2024 Mwandishi: John Day | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2024-01-30 12:52

Unaweza kuchukua moja ya mambo mawili kutoka kwa hii inayoweza kufundishwa. Unaweza kufuata na kuunda mchanganyiko wako wa kitufe cha nambari na msomaji wa NFC. Mpangilio uko hapa. Mpangilio wa PCB uko hapa. Utapata hati ya vifaa kwako kuagiza sehemu unayohitaji. Nimetoa nambari ya kupangilia mdhibiti mdogo. Kuna kila kitu unachohitaji kunakili au kupanua mradi huu.

Walakini, nashuku wasomaji wengi wana uwezekano mkubwa wa kuchukua msukumo kutoka kwa mambo kadhaa yake. Agizo hili linakuonyesha kuwa PCB ni zaidi ya njia tu ya kuunganisha vifaa pamoja. Mstatili huo mdogo wa glasi ya nyuzi na shaba una matumizi mengine mengi - wakati unachukua kazi yake kuu ya kutengeneza unganisho la umeme. Nitawasilisha mambo haya yote kwanza kabla ya kuyaunganisha katika mradi uliokamilishwa. Natumai unafurahiya safari hiyo na unaweza kuamua kutumia hila moja au mbili katika mradi wako mwenyewe!

Hatua ya 1: Mchakato

Miradi mingi huchukua njia ile ile kwenye njia ya "kumaliza" na wengi hujikwaa kabla ya kikwazo cha mwisho.

Mfano

Kwanza kuna mfano. Una wazo na nje ya droo inakuja bodi yako ya maendeleo ya microcontroller. Kwa wengi hii itakuwa Arduino, lakini ninafurahi zaidi kuzunguka laini ya TI ya MSP430 ya wadhibiti wadudu wenye nguvu ndogo ya 16-bit. Chochote unachochagua, kawaida kuna bodi ya maendeleo ambayo husaidia. Inamaanisha sio lazima uanze na kutengeneza PCB yako mwenyewe na unaweza kujaribu nadharia na vifaa vya upembuzi. Mara nyingi kuna Booster Pack / Shield / Kofia - au jina lolote la kushangaza kwa bodi ya binti mtengenezaji amekuja nayo. Hakuna matumizi ambayo ni wageni kwenye ubao wa mkate au waya uliopotea.

Unaweza kuona kuwa hapa nimetumia vifaa vya maendeleo vya TI's CapTIvate na pakiti ya nyongeza ya TRF7970A NFC kudhibitisha kuwa dhana hiyo inaweza kufanya kazi.

Utabisha uthibitisho wa nambari ya dhana pia. Inaweza kuwa fujo. Inaweza kutegemea maktaba zilizopakuliwa ambazo zinakupa sehemu ya njia huko. Binafsi, huwa naiacha isiyokamilika kidogo kwa sababu najua nina wiki hizi mbele nikisubiri PCB ziwasili. Naweza kuisafisha basi.

Ubunifu

Inayofuata inakuja kubuni. Moto moto programu yako ya kubuni ya PCB. Kwa upande wangu ni Tai. Inachukua muda wa kushangaza kutoka kwa wazo hadi ukamilifu, na hapa ndipo uwongo wetu ulipo! Hatua zinazokuja zitakusaidia kupata zaidi kutoka kwa hii.

Inasubiri PCB zako

Unaweza kujifunga mwenyewe au kuwafanya wafanye haraka, lakini wengi wetu tutaagiza kutoka kwa bodi ya bodi nchini China na subiri wiki chache. Sasa ni wakati wa kurudi kwenye nambari hiyo. Haitajisafisha yenyewe!

Mkutano na utatuzi

Pata chuma cha kutengeneza au tanuri ya toaster nje. Basi unaweza kuona ikiwa inafanya kazi kama inavyotarajiwa. Labda rudi nyuma hatua 2. Labda sivyo.

Ufungaji na jopo la mbele

Kwa hivyo PCB yako inaonekana mtaalamu. Sasa inahitaji kiambatanisho na jopo la mbele. Labda utachapisha kitu cha 3D. Inaonekana ni sawa, lakini haionyeshi kabisa faini ya PCB nzuri ndani. Kweli, hapa ndipo mwongozo huu utasaidia sana!

Hatua ya 2: PCB yako kama Jopo la Mbele

Soldermask kutumika kuwa kijani tu. Skrini ya hariri ilifanya kazi badala ya mapambo. PCB ilikuwa kitu ambacho kilikuwa kimefichwa mbali na mageeksi tu kama sisi ndio wangependa kuiona. Kweli, sio zaidi!

Nyumba nyingi za bodi sasa zinakuruhusu kuchukua kutoka kwa anuwai ya rangi. Ubora wa skrini ya hariri umeboresha sana. Maumbo ya kupendeza na kukata kunaruhusiwa. Kwa nini usichukue faida hii? Ikiwa utaunda PCB kwa uangalifu basi nyumba ya bodi inaweza kukutengenezea paneli za mbele!

Katika mfano wangu, nimeweka vifaa vyote kwa upande mmoja na kuhakikisha kuwa upande mwingine ulionekana kuwa wa kutosha kuwa mbele ya kifaa changu. Sio lazima ufanye hivi. Labda unataka kuwa na uzuri na akili kwenye bodi tofauti. Ni juu yako.

Nimeona hata PCB kadhaa zikiwa zimeuzwa pamoja kuunda boma lote, lakini hiyo sio kawaida. Ikiwa unafikiria unaweza kufanya hivyo - kwanini!

Bodi yangu ni rahisi - tu rangi safi ya rangi nyeupe ya rangi ya rangi ya rangi nyeusi. Ilifaa sura niliyokuwa nikifuata. Inawezekana kupata anuwai ya rangi na vivuli kwa kuchanganya skrini ya silks, soldermask na shaba kwa njia anuwai. Nitakuacha kwa "sanaa ya PCB" ya Google na uone ubunifu wa kushangaza ambao watu wengine wamekuja nao! Ingawa zinavutia, labda sio zote zinafaa kwa jopo la mbele.

Hatua ya 3: PCB yako kama Vifungo

Labda umegundua kuwa nambari zilizofunikwa kwa hariri zinaonekana kama kitufe cha nambari na hiyo ni kwa sababu ni. Kuwa sahihi ni vifungo vya kugusa vyenye uwezo. Ikiwa unaenda kwa njia hii basi labda utataka microcontroller inayounga mkono kugusa kwa nguvu ingawa inawezekana "kusonga mwenyewe" kuhisi kugusa kwa kugusa ikiwa unataka kweli.

Vifungo vyote vya kugusa vyenye uwezo ni pamoja na athari za PCB ambazo zimewekwa kuwa na uwezo wa kugundulika ama chini (inayojulikana kama uwezo wa kibinafsi) au kwa athari nyingine (inayojulikana kama uwezo wa pamoja).

Nilianza muundo wangu kwa kufuata mwongozo wa TI's CapTIvate kwa kifaa chao cha MSP430FR2633 lakini ikiwa unatumia mdhibiti mwingine mdogo labda inafaa kutazama miongozo na miundo ya kumbukumbu iliyotolewa na mtengenezaji. Sio tu mwongozo wa mpangilio wa PCB uliyopewa, lakini kuna hata Kituo cha Kubuni cha CapTIvate ambacho kitazalisha nambari fulani ya templeti ili kufanana na vifaa vyako.

Utaona kwamba kiini cha kifungo ni duru mbili tu za shaba karibu kila mmoja. Kuleta kidole chako karibu kunapunguza uwezo kati yao. MSP430 hutumia chanzo cha sasa cha mara kwa mara kuchaji capacitor hii na inachukua hatua jinsi voltage inayobadilika inavyobadilika haraka. Maktaba ya CapTIvate inarahisisha kugeuza hii kuwa mitambo ya kitufe iliyogunduliwa.

Nilibuni sehemu ya kawaida katika tai ili kurahisisha kuongeza vifungo kumi na mbili hivi na ili niweze kuzitumia kwenye miradi ya baadaye.

Hatua ya 4: PCB yako kama Dereva ya LED

Macho ya tai kati yako unaweza kuwa umeona kiraka kidogo cha mviringo ambapo soldermask nyeusi haipo kutoka pande zote za PCB. Kama ilivyo na muundo wowote wa elektroniki, nilihitaji maoni ya kuona kwa mtumiaji. Nilikwenda na RGB LED na nilikuwa na chaguzi kadhaa kwa hii.

• Ningeweza kutumia mwanya wa mwangaza wa LED na kukata shimo ili ipitie. Sina hakika jinsi ningeiunganisha bila PCB nyingine.
• Ningeweza kutumia uso wa mlima wa LED. Kisha ningekuwa na athari na mwangaza wa LED ukilinganisha jopo langu la mbele nadhifu.
• Ningeweza kutumia LED ya mlima wa nyuma.

Wengine mnaweza kujiuliza ni nini mlima wa nyuma wa LED ni. Kweli ni uso wa "kichwa chini" wa mlima wa LED ambao huangaza nyuma kwenye PCB iliyowekwa juu. Nini?! Kwa nini unaweza kufanya hivyo? Kweli, inaiondoa kwa njia upande wa pili wa PCB. Miundo mingi bado itakuwa na shimo kwenye PCB kwa mwangaza huu wa LED, lakini niliamua tu kuondoa shaba na mfereji na kuona ikiwa nyenzo za PCB zilikuwa za kutosha kwa mwangaza wa LED. Arifu ya Spoiler - ilikuwa! Nina hakika itakuwa nyepesi kidogo na shimo badala yake, lakini ni rahisi kutosha kuonekana kwenye mwangaza wa jua kupitia 1.6mm ya FR4. Imegawanyika vizuri pia.

Ilihitaji sehemu maalum iliiunda Tai ili kuhakikisha kuwa hakuna shaba au mfereji chini yake, lakini hii yote ilichukua miduara michache kwenye tabaka za Kuzuia na Kuweka pande zote. Utapata sehemu hii ya kawaida kwenye maktaba ya Tai iliyoambatanishwa.

Hatua ya 5: PCB yako kama Antena

Kutumia athari ya PCB kama antena sio kitu kipya. Kifurushi cha nyongeza cha NFC nilichotumia kina moja. Wasomaji wengi wa kibiashara wa NFC utapata kuzitumia. Toleo moja nililogundua ni kwamba hizi zimepangwa kutoshea fomati za kawaida za lebo za NFC - kadi na vitufe vya ufunguo. Nina bidii ya kutosha kuwa na lebo ndogo ya NFC iliyopandikizwa mkononi mwangu. Maelezo ni hapa ikiwa huna squeamish. Nimefanya pia mradi uliopita kwa kutumia inductor ya jeraha la waya kama antena. Kwa mradi huu nilitaka kuona ikiwa inawezekana kuunda antenna ya PCB ambayo ilifananishwa vizuri na kitambulisho kidogo kilichowekwa.

Kwanza niliamua kuunda athari ya PCB ambayo ni ndogo kuliko ile ambayo utaona kawaida. Uingizaji ni muhimu wakati wa kuweka antenna kwa hivyo ninatumia kikokotoo cha mkondoni cha PCB cha mkondoni na inalenga karibu 1μH kuwa sawa na jeraha la waya ambalo nilikuwa nimetumia hapo awali. Nilitumia L_Calculate ya TI na hii iliniambia kwamba zamu 7 kwa saizi ya wastani wa 9mm x 6.5mm na upana wa athari wa 0.1524 inapaswa kuwa 950nH. Funga vya kutosha.

Niliporudisha PCB zilipima 0.627μH - na upinzani wa 0.867Ω. Ni wakati wa kufikiria jinsi mtandao unaofanana unapaswa kuonekana kama TRF7970A ione 50Ω. Ulinganisho wa antena ni mada nzima peke yake, kwa hivyo sitaacha sasa, lakini ikiwa una nia nimefunika jinsi ya kutengeneza antena bila kuhitaji VNA ya gharama kubwa hapa.

Inatosha kusema kwamba PCB yako inaweza kutumika kuunda antenna ya gharama ya chini ikiwa ni coil ya kuingiza kwa RFID (sio kabisa antenna) au kwa WiFi, ZigBee, Sub-1Ghz, nk Mara nyingine tena, ningependekeza kwamba ikiwa unahitaji moja unayoanza kutoka kwa maandishi ya muundo wa kifaa chochote unachotumia. Mtengenezaji anataka ununue vifaa vyao kwa hivyo ni msaada mkubwa wakati wa kuzitumia.

Hatua ya 6: PCB yako kama kichwa cha utatuzi

Mara tu unapoongeza mdhibiti mdogo kwenye mradi wako una shida ya jinsi ya kuingiza nambari yako. Mara kwa mara wewe PCB ya wasifu mzuri inaishia na kichwa cha pini juu yake. Mara kwa mara hizi ni kupitia matoleo ya shimo pia, kwa hivyo PCB nadhifu imeathiriwa pande zote mbili. Kwa wazi kama nilitaka upande mmoja uwe jopo langu la mbele, kupitia shimo kama nje. Vichwa vya pini vya mlima wa uso vinaweza kuhatarisha athari zako - haswa ikiwa kuna uwezekano wa kuungana na kukatwa mara kadhaa.

Kwa bahati nzuri kuna njia mbadala - pini pogo. Pini hizi zilizobeba chemchemi hufanya mawasiliano mazuri ya umeme na bodi yako. Inaweza isiwe kimya vya kutosha kwa unganisho la kudumu lakini hakika ni kwa programu. Nimeona pini za pogo zinazotumiwa na jig ya kawaida kwa programu zote mbili na pia kwa kujaribu bodi ya uzalishaji. Nimewaona hata wakiwa wamekwama kwenye kigingi cha nguo kwa muonekano wa programu iliyoundwa nyumbani. Walakini, nilitumia bidhaa ya kibiashara ambayo inapatikana kwa familia nyingi za watawala wadogo - Tag Connect. Inahitaji mashimo machache ya mpangilio kwenye bodi yako kwa hivyo inaweza kuwa kamili ikiwa unahitaji jopo la mbele lisilo na maji lakini niliamua kuwa itakuwa sawa kwa mradi huu.

Inayohitajika tu ni alama ya PCB na umemaliza! Mashimo ni vizuri ndani ya mahitaji ya bodi ya nyumba na labda hata nyumbani etching.

Hatua ya 7: PCB iliyokamilishwa

Kwa hivyo, baada ya kuingiza maoni haya yote ya PCB katika mradi mmoja - hii ndio matokeo ya mwisho. Inajibu ama lebo sahihi ya NFC au nambari ya kuingia na kufungua mlango. Operesheni ya mlango ni tofauti kwa sababu hii itafanya milango kadhaa tofauti kwa njia kadhaa tofauti. Mlango wa nyumba yangu utakuwa kutolewa kwa umeme, kama vile utakavyopata kwenye ghorofa na mfumo wa intercom.

Mimi ni kitesurfer mara nyingi hujikuta baharini na kila wakati ni ngumu kujua nini cha kufanya na funguo zako. Nikiwa na lebo ya NFC mkononi mwangu huwa nina ufunguo nami! Kwa gari langu litaunganisha mfumo wa kufuli wa kati.

Kwa wewe mwenyewe una milango unaweza kutaka kuchagua njia mwafaka ya kuifungua au kuifungua.

Utapata kila kitu unachohitaji kuiga (au kubadilisha) mradi huu katika hazina hii ya GitHub.

Natumahi umefurahiya kusoma juu ya mradi huu na kwamba imekuhimiza ujumuishe maoni kadhaa ndani ya PCB zako. Ikiwa unafanya hivyo, tafadhali nijulishe katika maoni hapa chini. Tafadhali angalia pia viingilio kwenye mashindano ya PCB na upigie kura yoyote unayofikiria ni bora. Natumai itakuwa yangu, lakini nina hakika kuna viingilio vingine vingi huko pia.

Mkimbiaji Juu katika Mashindano ya PCB