KiCad'de PCB Bobinleri: 5 Adım (Resimlerle)

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:16

Fusion 360 Projeleri »

Birkaç hafta önce, segmentleri itmek için elektromıknatıs kullanan bir Mekanik 7 Segment Ekran yapmıştım. Proje o kadar iyi karşılandı ki Hackspace Magazine'de bile yayınlandı! O kadar çok yorum ve öneri aldım ki, bunun geliştirilmiş bir versiyonunu yapmak zorunda kaldım. Herkese teşekkürler!

Başlangıçta, üzerinde bir tür yararlı bilgi görüntülemek için böyle en az 3 veya 4 basamak yapmayı planlamıştım. Beni bunu yapmaktan alıkoyan tek şey, güce aç elektromıknatıslardı. Onlar sayesinde her rakam yaklaşık 9A çekiyor! Bu çok fazla! Bu kadar akımı sağlamak sorun olmasa da çok daha iyi olabileceğini biliyordum. Ama sonra Carl'ın FlexAR projesiyle karşılaştım. Temelde esnek bir PCB üzerindeki bir elektromıknatıstır. Bunu kullanarak harika projeler yaptı. İşini kontrol et! Her neyse, segmentleri itmek/çekmek için aynı PCB bobinlerini kullanıp kullanamayacağımı düşündürdü. Bu, ekranı daha küçük ve daha az güce aç yapabileceğim anlamına geliyor. Bu nedenle, bu Eğitilebilir Kitapta, bobinlerin birkaç varyasyonunu yapmaya çalışacağım ve ardından hangisinin en iyi sonucu verdiğini görmek için onları test edeceğim.

Başlayalım!

Adım 1: Plan

Plan, birkaç bobin varyasyonu ile bir test PCB'si tasarlamaktır. Deneme yanılma yöntemi olacaktır.

Başlangıç olarak, Carl'ın esnek aktüatörünü referans olarak kullanıyorum, her katmanda 35 dönüşlü 2 katmanlı bir PCB.

Aşağıdaki kombinasyonları denemeye karar verdim:

• 35 dönüş - 2 kat
• 35 dönüş - 4 kat
• 40 dönüş - 4 kat
• 30 dönüş - 4 katman
• 30 dönüş - 4 katman (çekirdek için bir delik ile)
• 25 dönüş - 4 katman

Şimdi zor kısım geliyor. KiCad kullandıysanız, KiCad'in kavisli bakır izlerine izin vermediğini, sadece düz izlere izin verdiğini biliyor olabilirsiniz! Peki ya küçük düz parçaları bir eğri oluşturacak şekilde birleştirirsek? Harika. Şimdi tam bir bobininiz olana kadar birkaç gün bunu yapmaya devam edin!!!

Ama bekleyin, KiCad'in oluşturduğu PCB dosyasına bir metin düzenleyicide bakarsanız, her segmentin konumunun diğer bazı bilgilerle birlikte x ve y koordinatları şeklinde saklandığını görebilirsiniz. Buradaki herhangi bir değişiklik tasarıma da yansıyacaktır. Şimdi, tam bir bobin oluşturmak için gereken tüm pozisyonları girebilseydik ne olurdu? Joan Spark sayesinde, birkaç parametre girdikten sonra bir bobin oluşturmak için gereken tüm koordinatları yayan bir Python betiği yazdı.

Carl, videolarından birinde, PCB bobinini oluşturmak için Altium'un Devre Yapıcısını kullandı, ancak yeni bir yazılım öğrenmek istemedim. Belki sonra.

Adım 2: KiCad'de Bobin Yapımı

İlk önce şemaya bir konektör yerleştirdim ve yukarıda gösterildiği gibi kabloladım. Bu tel, PCB düzeninde bir bobin haline gelecektir.

Ardından, net numarayı hatırlamanız gerekir. İlki net 0 olacak, sonraki net 1 olacak ve bu böyle devam edecek.

Ardından, uygun herhangi bir IDE kullanarak python betiğini açın.

Kullanacağınız iz genişliğini seçin. Bundan sonra, kenarları denemeyi deneyin, yarıçapı başlatın ve mesafeyi takip edin. Parkur mesafesi, parkur genişliğinin iki katı olmalıdır. 'Taraf' sayısı ne kadar büyük olursa, bobin o kadar pürüzsüz olur. Taraflar = 40, bobinlerin çoğu için en iyi sonucu verir. Bu parametreler tüm bobinler için aynı kalacaktır.

Merkez, dönüş sayısı, bakır katman, net sayı ve en önemlisi dönüş yönü (spin) gibi birkaç parametre ayarlamanız gerekiyor. Bir katmandan diğerine geçerken akımın yönünün aynı kalması için yönün değişmesi gerekir. Burada spin = -1 saat yönünü, spin = 1 ise saat yönünün tersini temsil eder. Örneğin, ön bakır katman saat yönünde gidiyorsa, alt bakır katman saat yönünün tersine gitmelidir.

Komut dosyasını çalıştırın ve çıktı penceresinde size birçok sayı sunulacak. Her şeyi kopyalayıp PCB dosyasına yapıştırın ve kaydedin.

PCB dosyasını KiCad'de açın ve işte güzel bobininiz.

Son olarak, konektöre kalan bağlantıları yapın ve işiniz bitti!

Adım 3: PCB Siparişi

Bobinleri tasarlarken tüm bobinler için 0.13mm kalınlığında bakır iz kullandım. JLCPCB, 4/6 katmanlı PCB için minimum 0,09 mm iz genişliği yapabilse de, onu sınıra çok yaklaştırdığımı hissetmedim.

PCB'yi tasarlamayı bitirdikten sonra gerber dosyalarını JLCPCB'ye yükledim ve PCB'leri sipariş ettim.

Denemek isterseniz gerber dosyalarını indirmek için buraya tıklayın.

Adım 4: Test Segmentleri Oluşturma

Fusion 360'ta farklı şekil ve boyutlarda birkaç test segmenti tasarladım ve bunları 3D olarak yazdırdım.

Bobinler için 0,13 mm bakır izi kullandığım için maksimum 0,3A akımı işleyebilir. İlk yapıda kullandığım elektromıknatıs 1.4A'ya kadar çekiyor. Açıkçası, kuvvette önemli bir azalma olacak, bu da segmentleri hafif ağırlıkta yapmam gerektiği anlamına geliyor.

Segmenti küçülttüm ve duvar kalınlığını azaltarak şekli eskisi gibi tuttum.

Hatta farklı mıknatıs boyutlarıyla test ettim.

Adım 5: Sonuç

Segmentleri kaldırmak için 6 x 1.5 mm neodimyum mıknatısla birlikte 4 katmanlı ve her katmanda 30 dönüşlü bir bobinin yeterli olduğunu öğrendim. Fikrin işe yaradığını görmekten çok mutluyum.

Yani şimdilik bu kadar. Ardından, segmentleri kontrol etmek için elektroniği çözeceğim. Aşağıdaki yorumlarda düşüncelerinizi ve önerilerinizi bana bildirin.

Sonuna kadar bağlı kaldığınız için teşekkür ederiz. Umarım hepiniz bu projeyi seversiniz ve bugün yeni bir şey öğrenirsiniz. Bu tür projeler için YouTube kanalıma abone olun.