Tarayıcı Tabanlı PCB'ler: 7 Adım

2024 Yazar: John Day | [email protected]. Son düzenleme: 2024-01-30 13:20

Projeleri üstlendikçe veya yaratdıkça, bazıları kolay olacak, bazıları ise zor olacak. Bazıları tek seferlik olacak ve diğerlerinin ölçekli olarak yapılması gerekecek. Bu yazıda, bugüne kadarki en büyük projem olan Distributed Symphony'yi ve özündeki mikro denetleyicinin bir tarayıcıda nasıl oluşturulduğunu keşfedeceğiz.

Adım 1: Fırsat

Dağıtılmış Senfoni, çıkardığım en büyük ve en karmaşık projedir. Yılda bir kez, 600 yöneticiden oluşan bir izleyici kitlesi için şirket dışı bir şirkete eğlenceli bir deneyim getirme konusunda eşsiz bir fırsatım var. Geçtiğimiz birkaç taksitte "eğlence" bir tasarım mücadelesi olarak paketlendi. İlk yineleme için soru, tam olarak iki saniye boyunca yoluna bir top gönderen bir top makinesi yapmaktı. Ardışık her yıl artan bir karmaşıklık ve teknik varlığa sahipti. Bu yıl hayranlık uyandıran bir deneyim tasarlamanın zamanının geldiğine karar verdim.

2. Adım: Dağıtılmış Senfoni

Proje, beş kişilik bir ekibin bir vurmalı çalgı yaratması için gereken tüm malzemeleri içeren yüz yirmi kitten oluşuyordu. Her kit aşağıdaki öğeleri içeriyordu.

• Bağlı Mikro denetleyici
• Solenoid Bilyalı Damlalık
• Glockenspiel'den enstrümanlı rezonatör
• Tetik düğmesi
• On Tahta Top
• Yapı malzemeleri
• Sanatsal unsurlar

Bu projenin merkezinde mikro denetleyici vardı. Mantık ve bulut bağlantısı eklemek, deneyimi geliştirmek ve engel olmamak için tasarlandı. Denetleyici kartı, mümkün olan en basit şekilde açığa çıkan önemli bir işlevselliğe sahipti. Direnç değerleri, güç endişeleri, diyotlar ve kapasitörler pano tasarımına dahil edildi, böylece katılımcılar teknolojiye değil zorluğa odaklanmakta özgür oldular.

3. Adım: Şansınızı Deneyin

Bu proje, bir dizi özel SMT mikro denetleyici kartı oluşturma fırsatı sundu. Bu benim için yeniydi ama öğrenmeye değer bir şey ve büyük bir meydan okuma gibi görünüyordu. Panoları tasarlamak için Upverter kullandım. PCB tasarımı ve üretimi için çok güzel bir tarayıcı tabanlı uçtan uca çözümdür. Bileşenleri kitaplıklarında bulmaya alıştığınızda, kullanımı kolaydır. Kartlar, çok yetenekli ESP32 mikro denetleyicisine dayanıyordu. Panolar, çocukların kod ve devre tasarımını öğrenmelerine yardımcı olmak için bağış için işaretlendiğinden, bu projeye dayanacak şekilde tasarlandı. Her tahta aşağıdaki özelliklere sahiptir:

• ESP32 Mikro Denetleyici - Wifi ve Bluetooth Özelliği
• İki PWM Solenoid/Motor başlığı
• Dört Topraklı 3.3V GPIO başlığı
• İki Neopiksel Şerit Sürücüsü
• İki Kapasitif Dokunmatik Yüzey ve İsteğe Bağlı Başlıklar
• Yerleşik LCD Ekran
• Yerleşik Tek Neopiksel
• Yerleşik USB'den UART Programlayıcıya -
• 5V Güç Veriyolu
• 3V güç Veriyolu

Projede yalnızca tek bir Solenoid Sürücü, LCD Ekran, yerleşik Neopiksel ve üç GPIO başlığı kullanıldı. Ek işlevsellik o zamandan beri çocuklar için uygulamalı öğretim atölyelerinin bir parçası olarak kullanılmıştır.

Adım 4: Planlayın

Özel PCB'lerinizi yapmanın ilk adımı, onu planlamaktır. Devre tasarımı söz konusu olduğunda, bu, şemanızı oluşturmak anlamına gelir. Daha büyük projenin her bir özelliğini tasarlamak için breadboard'umu kullandım. Her devre çalışmaya başladığında, onu Upverter Schematic aracına dikkatlice çevirdim. Bundan sonra devre tahtasını temizledim ve denetleyici kartı mantıksal olarak tamamlanana kadar bir sonraki bölüm üzerinde çalışmaya başladım.

Adım 5: Yerleştirin

Donanım üretiminde bir sonraki adım PCB düzenidir. Bu düşündüğümden çok daha eğlenceliydi, SimCity'yi elektrikle oynamak gibiydi. Upverter yerleşim aracı oldukça havalı ve kullanımı eğlenceli. Onunla ne kadar çok çalıştım, tasarımı o kadar cilaladım ve mümkün olan her yerde stil noktalarına gittim. Bileşenler arasında kablo eklemek sizin işiniz. Bakırla izlenmeyen bağlantıları vurgulayan yeşil çizgiler var. PCB düzeninin en heyecan verici kısmı, zemin izlerini atlama yeteneğidir. Tek yapmaları gereken alt katmana dokunmak ve topraklanmışlar, kolay! Alt tabakadan bahsederken, bu başka bir güzellik. Yola çıkan çok fazla izin varsa, tek yapmanız gereken en alt katmana inmek, trafiğin etrafından dolaşmak ve diğer tarafta tekrar ortaya çıkmak.

Adım 6: Gerçekleştirin

Üretime geçtiğinizde, işler gerçek ve gerçekten pahalı hale gelir. Kendinizi rahat hissedeceğiniz veya tanıdığınız birinin daha önce kullanmış olduğu bir üretim evi bulun. Panolarınızı oluşturmak için onlara dosyalar gönderecek ve isteğe bağlı olarak tüm montajı yapacaksınız. Maliyetin büyük kısmı parça ve montajı satın almaktır. Bu projede yüzey montajlı bileşenlerin yanı sıra çok sayıda ünite gerektiğinden, montajı imalathanede yapmayı tercih ettim.

Upverter, üretime devretmek için ihtiyaç duyduğunuz dosyaları oluşturabileceğiniz indirme bölümüne sahiptir. Bazılarını geri ve dördüncü olarak kurtarmaya yardımcı olmak için, dışa aktardığım dosyaların listesi:

• GerberDosyaları
• NC Matkap (Excellon)
• XYRS (Al ve Yerleştir)
• Malzeme Listesi

Büyük siparişinizi göndermeden önce bir veya iki küçük test çalıştırması yapmaya hazır olun. Tasarımım, büyük yüz otuz parçalık siparişten önce her biri hatalı iki küçük üretim çalışmasına gitti. Bazı panoların hatalı üretilmesi ihtimaline karşı siparişi on ile doldurdum. İkinci resimde görebileceğiniz gibi, daha önceki üretim çalışmalarından birindeki panoları sabitlemek için yeşil atlama telleri kullanmak zorunda kaldım. İşte bu, artık 5 ila 50.000 özel kontrol panosunun gururlu sahibisiniz.

7. Adım: Ortaya Çıkma

Bu, uzun bir yolun acı tatlı sonuydu. Kitler dağıtıldı ve bilgi verildi. Ekipler, her düğmeye basıldığında güvenilir bir şekilde rezonatöre bir top bırakabilen bir vurmalı çalgı yapmak için yola çıktı. İnşa devam ederken, projelerin bulut bağlantılı olduğunu ve bunlara karşılık gelen mobil panolara sahip olduğunu ortaya çıkardık. Ekipler, kalıpları cihazlarında oynatmak için mobil gösterge tablosunu kullandı. Artık hedef "Kaydet ve Saç Kesimi"ydi. Takımların çoğu "Shave an Haircut" çalmayı başardığında, resital için hazırdık.

Herkes top haznelerini doldurdu ve geri çekildi. Tek tek makine ofsetlerini hesaplamak ve şarkıları tüm makinelerde tek bir enstrümanmış gibi çalmak için yönetim konsolumuzu kullandık. Guns and Roses ile test ettik ve biraz Bach çalmaya devam ettik. Oda hafif bir müzikle doldu ve bu bir başarıydı.

İnşa etmeye devam edin ve özel PCB projelerinin sizi korkutmasına veya yolunuza çıkmasına izin vermeyin. Tamamen yapılabilirler ve dışarıda koca bir destek dünyası var.