PCB Siparişinizden En İyi Şekilde Yararlanma (ve Hataları Düzeltme): 4 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:19

PCB'leri çevrimiçi sipariş ederken, genellikle 5 veya daha fazla aynı PCB'yi alırsınız ve her zaman hepsine ihtiyacınız olmaz. Bu özel sipariş PCB'lere sahip olmanın düşük maliyeti çok caziptir ve çoğu zaman ekstralarla ne yapacağımız konusunda endişelenmeyiz. Geçmişteki bir projemde onları elimden geldiğince yeniden kullanmaya çalıştım ve bu sefer önceden planlamaya karar verdim. Başka bir Eğitilebilir Kitapta, birkaç Espressif tabanlı mikrodenetleyici geliştirme kartını tutmak için bir PCB'ye ihtiyacım vardı ve bunun yeniden kullanılabilir PCB'ler için ideal bir durum olacağını düşündüm. Ancak her şey planlandığı gibi gitmez.

Adım 1: Tasarım

Bu proje, bir ESP32 geliştirme kartını ve bir Lolin tipi ESP8266 geliştirme kartını barındırmak için bir PCB'ye ihtiyaç duyuyordu. Bu iki panoda, o projede hiç kullanılmayacak olan birkaç kullanışlı IO pini var. Kullanılmayan pinlerden daha fazlasına erişilebilirse, ekstra kartlar daha sonra oldukça faydalı olabilir. Ayrıca ESP32 geliştirme kartlarının iki çeşidini de barındırmak istedim. 38 pinli ve 30 pinli versiyonum vardı. İkisinin pin çıkışları karşılaştırıldığında, 30 pinli varyantın '1' pini 38 pinli versiyonun pin 2'sinin konumuna takılırsa, sol taraftaki pinlerin çoğunun eşleşeceğini görebiliriz. Birkaç jumper kullanarak bunu düzeltebileceğime karar verdim.

Tahtanın sağ tarafında, çok iyi eşleşmediler. I2C pinleri (IO22 ve IO21), UART0 (TX0 ve RX0) gibi iyiydi, ancak SPI pinleri ve UART2'nin tümü kaydırıldı. Bunu da jumperlarla düzeltebileceğimi düşündüm. Böylece bu plan, her iki ESP32 kartı türünü de kullanabilmek ve ayrıca PCB'yi bir gün kullanabileceğimi düşündüğüm kadar çok sayıda IO pin başlığıyla doldurmaktı. Ayrıca iki (ESP32 ve ESP8266) kartı ayrı ayrı kullanma olanağını da istedim, böylece yerleşim PCB'yi kesmeye izin verecekti.

Adım 2: PCB Düzeni

Bu proje için ihtiyaç duyduğum ilk (temel) tasarımla başladım ve ardından tahtaya makul bir şekilde sığdırabildiğim kadar çok kullanım için onu yükseltmeye karar verdim. İkinci şemada biraz daha kalabalık olduğunu görebilirsiniz.

PCB 100mmx100mm'den daha büyük olamaz (daha küçük daha iyi olurdu), bu yüzden bu biraz alan kısıtlaması ekledi. Fritzing'de ilk düzenim vardı ve onunla devam etmeye karar verdim, ancak neredeyse anlaşılmaz olduğunu görebileceğiniz gibi breadboard görünümüyle fazla uğraşmadım.

Hem ESP32 hem de ESP8266 kartları için birden fazla I2C bağlantı noktası konektörü kurdum, her birini kendi güç konektörüne sahip olacak şekilde ayarladım ve her ikisi için de bazı dijital IO pinlerini çıkardım. Ayrı ayrı kesilip monte edilebilmeleri için ekstra montaj delikleri yerleştirdim. IO00, IO02 veya IO15 ile hiç uğraşmayacağıma karar verdim ve sonunda gösterilen yerleşim düzenini elde ettim.

38 pinli ESP32 kartıyla kullanım için aşağıdaki jumperların kısa devre yapması gerekiyordu: JG1, JG2 ve JG4

30 pinli ESP32 kartlarıyla kullanım için bu jumper'ların kısa devre yapması gerekiyordu: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT ve JPR.

Adım 3: PCB'ler

PCB'leri PCBWay'den sipariş ettim ama benzer ekonomik ve hızlı servisleri olan başka üreticiler de var. Harika görünüyorlardı… ta ki daha yakından bakana kadar. ESP32 ve ESP8266 kart ayak izlerinin genişliği doğru değildi. Ayak izi genişliği (pimler arası), ESP32 kartı için 25,4 mm yerine 22,9 mm ve ESP8266 kartı için 27,9 mm idi. DC güç jakı deliği düzeni de güç jaklarıma uymuyordu (ve delikler çok küçüktü). Bu PCB üreticisinin hatası değildi, hepsi benimdi. Bunların hepsini elbette iki kez kontrol etmeliydim ve şimdi bir iş bulmam gerekiyordu. Ayrıca daha fazla problemin ortaya çıkacağını görmek için bir deneme kesimi yaptım ve tabii ki bu SPI jumper konfigürasyonunu mahvetti (tesadüfen planlandığı gibi çalışmayacaktı).

Dişi başlık pimlerini 90 derece bükersem, bunları PCB yüzeyine lehimleyerek genişlik ayarına izin verebileceğimi buldum. Köşe pimlerini dikkatlice lehimledikten ve genişliği kontrol ettikten sonra hepsini yerinde lehimledim ve uygunluğu test ettim. İşe yaradı!

Güç girişi benzer bir geçici çözüm gerektiriyordu, ancak başlıkların geri kalanının tümü iyi uyuyor. Bir kesilmemiş PCB yerleştirdim ve Web sunucusu kurulumumla test ettim ve iyi çalıştı. Daha sonra kesilmiş PCB'lere geçtim. Lolin ESP8266 kartı iyi çalıştı, ancak montaj deliklerine olan boşluk biraz yakındı.

30 pimli ESP32 kartı da iyi çalıştı, ancak SPI bağlantı noktası çalışmıyordu ve bunun tek çözümü kartın alt tarafındaki atlama telleriydi.

4. Adım: Son Notlar

Genel olarak, panoları daha yeniden kullanılabilir hale getirmek için harcadığım çabaya değdiğini düşünüyorum. ve gelecekteki bir projeyi test etmek için kesilmiş PCB'lerden birini kullanmaya başladım bile. Breadboard kullanmak yerine daha çok tercih ederim. Diğer paketlere (örneğin KiCad) kıyasla ayak izi/sembol yapmak için kullanıcı dostu olmadığı için Fritzing'i artık kullanmayacağım. Çok karmaşık olmadıkları sürece breadboard görünümlerini okumayı çok kolaylaştırır.

Alınan dersler şunlardır:

1. Elinizde tuttuğunuz parçayla eşleştiğinden emin olmak için her zaman diğer kaynaklardan gelen ayak izlerini doğrulayın.
2. Sembollerin ve ayak izlerinin (makul bir şekilde) kolayca değiştirilmesine izin veren EDA yazılımını kullanın.
3. Beklenmeyeni bekleyin ve en iyisini yapın!

Ek bir not, şematik için üçüncü taraf sembollerini getirirken pin çıkışlarının her zaman aynı olmasını sağlamaktır. Bununla ilgili herhangi bir problemim olmadı, ancak geçmişte ortak bir voltaj regülatörünün üreticiler arasında farklı pin çıkışlarına sahip olduğu bir sorun yaşadım.