Çizgi İzleyen Robot için PCB Tasarımı - Arnab Kumar Das: 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:18

Bu Proje, bileşen seçimini zaten yaptığımızı varsayıyor. Bir sistemin düzgün çalışması için her bir bileşenin güç, voltaj, akım, alan, soğutma vb. açısından ne talep ettiğini anlamak önemlidir. Her bileşen arasındaki bağımlılıkları anlamak da önemlidir. Mantık seviyesi, iletim gürültüsü, empedans vb. bağımlılıklar. Lütfen Sistem Gereksinimleri, Bileşen / Malzeme seçimi ile ilgili önceki makaleleri okuyun.

Hedefimiz çizgi izleyen robotun form faktörünü mümkün olduğunca azaltmak ve dolayısıyla ağırlığı azaltmak olduğundan, bu projenin çok önemli bir tasarım yönü PCB'dir. Küçük boyut ve daha az ağırlık, verimliliği artırır ve ayrıca aerodinamik sürtünmeden kaynaklanan kayıpları azaltır. Bir F1 yarış arabası görürseniz, aerodinamikte ne kadar verimli olduğunu anlayabilirsiniz. Verimliliği artırmak ve ağırlığı azaltmak için gereksiz tüm bileşenleri çıkarmalı ve Kütle Merkezini mümkün olduğunca alçaltmamız gerekiyor. Bunu yapmak için PCB'yi Şasi olarak kullanmayı düşündüm. Bu, ağırlığı azaltacak ve CM'yi çok daha düşük hale getirecek ve bu da dönüşler sırasında stabiliteyi artıracaktır. Kasayı PCB ile yapmak ayrıca montaj için geçen süreyi azaltır ve bileşenleri doğru yerde lehimlememiz ve yazılımı test etmeye başlamamız gerektiğinden işleri kolaylaştırır. PCB'ler robotlar ve CNC makineleri tarafından üretileceği için diğer tüm kasalardan daha iyi görünüyor.

1. Adım: Kullanılan Yazılım

Bu proje için özellikle Ücretsiz ve Açık Kaynak Yazılımları kullanıyorum, böylece Öğrenciler ve ücretli yazılımlara erişimi olmayan herkes de projeyi verimli ve profesyonel bir şekilde yapabilir.

KiCad'i Şematik ve PCB Tasarımı için kullandım ve inanılmaz bir yazılım olduğuna inanıyorum. Eagle CAD ve Altium'u kullanmadan önce KiCad ücretsiz olsa da PCB'nizi profesyonelce tasarlamak ve imal ettirmek için tüm önemli yeteneklere ve araçlara sahiptir. Hatta PCB'niz için 3D görselleştirmeye sahiptir.

KiCad paketinin beş ana bölümü vardır:

• KiCad – proje yöneticisi.
• Eeschema – şematik yakalama düzenleyicisi.
• Pcbnew – PCB yerleşim programı. Ayrıca 3D görünümü vardır.
• GerbView – Gerber görüntüleyici.
• Bitmap2Component – PCB çizimleri için görüntüleri ayak izlerine dönüştürmek için bir araç.

Bu yazının/makalenin kapsamı olmadığı için Şematik ve PCB Düzeninin nasıl tasarlanacağını ayrıntılı olarak göstermeyeceğim. Bu makalenin temel önemi, KiCad'in çıktısını sergilemek ve nasıl sipariş edildiğini ve üretildiğini göstermektir. Şematik tasarıma başlamadan önce bir proje klasörü oluşturmanız ve tüm dosyaları bunun içinde tutmanız önerilir. Aşağıda bir örnek bulunmaktadır.

2. Adım: Şematik

Şematik için, Edit Schema Tool'u veya Eeschema'yı açmamız gerekiyor. Açıldıktan sonra aşağıdaki gibi bir pencerede boş bir belge görmelisiniz.

Varsayılan kütüphanede bulunmayabileceğinden bazen yeni Şematik Semboller oluşturmamız gerekir. Bu bileşenlerin veri sayfasını incelemeniz ve benim durumumda yaptığım gibi bunları özel bir kitaplığa eklemeniz gerekiyor. QTR-8RC Sensör, OLED Ekran SSD1306, TB6612FNG Motor Sürücü Kartı, Enkoderli N20 Motor için kitaplık sembolleri oluşturdum. Kütüphane sembolleri oluşturulduktan sonra bir sistem oluşturmak için onları birbirine bağladım.

Şemayı aşağıdaki linkten indirebilirsiniz. Daha sonra öğreticinin sonunda, KiCad için öğrenmeniz ve kendi başınıza yapmanız için bazı iyi öğreticiler ekleyeceğim.

TASARIMI İNDİRMEK İÇİN WEB SİTEMİZİ ZİYARET EDİN:

Adım 3: PCB Düzeni

Şematik bittiğinde, PCB kartının yerleşimine geçme zamanı gelmiştir. Bazen, kitaplıkta yoksa bazı bileşenlerin ayak izini de oluşturmanız gerekir. Footprint oluşturmak için KiCad'de Footprint Library Editor Tool'u kullanabilirsiniz.

Burada iki katmanlı tasarım kullandım çünkü panoya dağıtılmış birçok bileşeniniz olduğunda yerleşimi çok kolaylaştırıyor. PCB Tasarımı ile başlamak için KiCad'de PCB Layout Editor programını açmalıyız. Aşağıdaki gibi bir şey görmelisiniz, ancak içinde boş bir belge var.

NextPCBas'ı PCB Üretim Hizmetini Kullanacağız, bu nedenle üretimleri için sahip oldukları minimum ve maksimum teknik limitlerin ne olduğunu görmek önemlidir. Kontrol etmek için Yetenekler Sayfasını ziyaret etmemiz gerekiyor. Kontrol etmemiz gereken ana parametreler şunlardır:

• Maks. Boyut 510*590mm
• Min. 4mil / 0.1mm iz
• Min. İz Aralığı 4mil / 0.1mm
• Min. delik boyutu0.3mm
• Min. 0,45 mm çapında
• Aralığı İzlemek İçin Via ≥5mil
• Matkap Deliği Boyutu 0.2-6.3mm
• Anahat ≥0.4mm için İz

Yukarıdaki Parametrelere dayanarak, KiCad Layout Editor'da Tasarım Kurallarımızı ayarlamamız gerekiyor.

Eğitimin sonunda, KiCad'de PCB Tasarımı hakkında öğrenebileceğiniz iyi bir öğretici ekleyeceğim. Aşağıda referansınız için kullanabileceğiniz ekli PCB Tasarımı bulunmaktadır.

TASARIMI İNDİRMEK İÇİN WEB SİTEMİZİ ZİYARET EDİN:

Adım 4: PCB İmalatı

PCB'yi NextPCB gibi bir PCB Fabrikasyon Evi / Endüstrisinde üretmeden önce, tasarımımızı endüstrinin makineleri tarafından okunabilecek üretilebilir bir formata dönüştürmemiz gerekiyor.

Yukarıdaki ayarlar, tüm Gerber dosyalarının oluşturulması için kullanıldı. dosyaları benim yaptığım gibi ayrı bir Gerber klasöründe dışa aktarmanız tavsiye edilir.

PCB'nin delikleriyle ilgili bilgiler ayrı bir Matkap Dosyasında saklanır ve bunu oluşturmak için NextPCB için yukarıdaki konfigürasyonu kullandım. Diğer üreticilerin farklı ayarları olabilir. NextPCBone'u seçmenin birçok nedeni vardır, bunun nedeni üretim süreçlerindeki şeffaf olmalarıdır. Aşağıda fabrikalarından bazı fotoğraflar var.

Ayrıca çeşitli ödeme seçeneklerini de kabul ediyorlar: PayPal, Banka Havalesi, Western Union, Merkezde Nakit Ödeme. Nakliye Yöntemleri için, farklı fiyat ve avantajlarla uygun DHL, FedEx, Hongkong Post var. Sipariş verme işlemi için web sitesinde bir hesap oluşturmamız gerekiyor. Kayıt bağlantısını kullanabilir ve yeni bir hesap oluşturabilirsiniz. hesap oluşturulduktan sonra aşağıdaki gibi bir şey göreceksiniz.

Sonraki Adım Gerber Dosyalarınızı Yüklemek ve üretime başlamak için başarılı bir sipariş vermek. Gerber'iniz oluşturulduktan sonra, bunları tek bir dosyada sıkıştırmanız ve yüklemeniz önerilir.

Yükleme tamamlandıktan sonra siparişi hesap sayfanızda görebilirsiniz.

Siparişiniz doğru bir şekilde analiz edilecek ve üretime hazır hale geldikten sonra sizden ödeme isteyecek ve ödeme yapıldıktan sonra üretime geçilecektir.

Gerber Dosyalarınızı analiz etmek için iyi çaba harcarlar çünkü hatalar içerebilir ve delikler çok küçükse veya başka tasarım hataları varsa iyi üretemeyebilirler.

PCB Onaylandıktan ve Üretildikten sonra birkaç gün içinde PCB'yi alacaksınız ve üzerinde çalışmaya hazır olacaksınız.

ÖZEL İNDİRİM İÇİN LÜTFEN BAĞLANTIYI ZİYARET EDİN: NextPCB ve PCB ve PCB montaj siparişinde %10 indirim kazanabilirsiniz (Etkinlik Doğrulama: 26 Mart 2020 - 30 Nisan 2020)

Bu makaleyi okuduğunuz için teşekkür ederiz, umarım size yardımcı olur. Bu serideki diğer makalelere göz atmayı unutmayın.