Stargate për desktopin tuaj - Dizajni i PCB: 6 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:17

Projektet Fusion 360 »

Nëse ju pëlqen ky projekt, ju lutemi konsideroni të votoni për të në Konkursin PCB (në fund të faqes)

Stargate SG-1 është shfaqja ime e preferuar televizive e të gjitha kohërave. Gjatë dy muajve të fundit, unë kam detyruar të dashurën time të shikojë për të parë të gjithë serialin. Ne ishim rreth sezonit 4 kur pashë që Instructables po zhvillonte një Konkurs PCB, dhe dukej si mundësia e përsosur për të hartuar Stargate -in tim që mund ta vendosja në tryezën time.

Ky projekt është ajo që kam dalë. Ashtë një PCB Stargate me diametër 4 inç, me DHD shoqëruese (kjo është Pajisja Dial-Home për laikët), që ulet në tryezën tuaj dhe ndizet! Trokitni lehtë mbi bllokun kapacitiv të prekjes në DHD dhe secili shevron do të ndizet me radhë. Shkoni në shevronin e 7 -të dhe vrima e krimbave ndizet!

PCB është projektuar si një copë e vetme dhe shkëputet. DHD është në qendër, dhe qoshet e jashtme janë mbështetëse për Stargate dhe DHD. Punon me dy bateri AA, dhe mbajtësi i baterisë vepron si baza e DHD.

Logjika sigurohet nga një ATtiny85, e cila ndez LED -të përmes një regjistri ndërrimi 74HC595. Lexoni për të parë se si e kam projektuar dhe për udhëzime se si ta montoni!

Hapi 1: Prototipizimi

Nëse është e mundur, ju doni të prototiponi modelet tuaja të PCB -së në një dërrasë para se të bëni ndonjë gjë të fabrikuar. Këto ditë, është shumë e përballueshme të bësh PCB, por prapëseprapë nuk dëshiron të humbësh kohë ose para.

Në rastin tim, unë kurrë nuk kisha punuar me një regjistër ndërrimi më parë, kështu që kjo ishte ajo që më duhej të përqendrohesha në testimin. Unë u mbështeta shumë në këtë mësim udhëzues për të mësuar se si funksionojnë:

Unë në fakt bëra gabimin duke porositur PCB para testimit të plotë. Dizajni im origjinal përdori WS2812B LED të adresueshëm individualisht. Ato nuk përfunduan duke punuar mirë për disa arsye, dhe unë humba shumë kohë dhe para. Dizajni i ri është më i thjeshtë dhe më pak i shtrenjtë.

Për të prototipuar modelin tim të regjistrit të ndërrimit për rishikimin e dytë të PCB -ve, vendosa gjithçka në një dërrasë buke. ATtiny85, regjistri i ndërrimit, rezistorët dhe LED janë të gjitha atje. Ekziston gjithashtu një fushë e dytë për programimin e ATtiny85 përmes një Arduino (Google si ta bëjë këtë, ka shumë mësime).

Lista e plotë e pjesëve për këtë projekt:

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 Regjistri i ndërrimit
• 7 x LED të kuqe 3 mm
• 1x Blu 3mm LED
• Rezistencë 2x 120ohm
• Çelësi 1x 1P2T SPDT
• 1x Mbajtës i baterisë

Bashkangjitur është kodi ATtiny85 (i ndezur duke përdorur një Arduino). Pas testimit, kalova në modelin e PCB.

Hapi 2: Dizajni i PCB

Nëse thjesht dëshironi të keni PCB të bërë duke përdorur modelin tim, mund të përdorni dosjen StargatePlots.zip që është bashkangjitur. Ai përmban skedarët Gerber për t'i prodhuar këto

Dizajni fizik i PCB ishte shumë i rëndësishëm për produktin përfundimtar-veçanërisht pasi ai copëtohet dhe pjesët e PCB përdoren si mbështetëse. Për atë arsye, fillova në CAD. Kam përdorur Autodesk Fusion 360 për të hartuar PCB, përfshirë skedat.

Skica e PCB në Fusion 360

Pasi të keni projektuar PCB -në tuaj në CAD, keni nevojë për një mënyrë për ta futur atë në programin tuaj të dizajnit PCB për të shtuar shkurtime buzë. E tëra çfarë ju duhet të bëni në Fusion 360 është të krijoni një skicë të re në sipërfaqen e pjesës dhe të projektoni të gjitha skajet. Pastaj thjesht ruani skicën. Në zonën e shfletuesit përbërës (në anën e majtë të dritares) zgjidhni skicën e re dhe eksportojeni atë si DXF. Ruajeni atë për më vonë.

Skematike KiCAD

Unë bëra modelin tim aktual të PCB në KiCAD. Unë do të kisha përdorur Autodesk Eagle, por po e shkurtoja afër afatit të konkursit dhe nuk kisha kohë të mësoja se si të përdorja Eagle. Në KiCAD, hapi i parë është të krijoni skemën tuaj PCB. Skema është një bllok diagram i thjeshtuar i dizajnit tuaj, dhe qëllimi i tij kryesor është të tregojë KiCAD se cilat kunja të përbërësve janë të lidhur së bashku.

Komponenti i personalizuar

KiCAD kishte pothuajse të gjithë komponentët që po përdorja të integruar, kështu që unë thjesht i shtova ato dhe lidha kunjat. Përjashtimi i madh ishte jastëku prekës kapacitiv, i cili është plotësisht i personalizuar. Për ta shtuar atë, më duhej të krijoja një gjurmë të re PCB.

Së pari, unë vizatova formën e bllokut të prekjes në InkScape. Unë pastaj përdor konvertuesin Bitmap të KiCAD për ta kthyer atë në një gjurmë për përbërësin e ri. Kjo më pas u shtua në skemën time.

PCB KiCAD

Pasi të keni përfunduar skemën tuaj, mund të krijoni paraqitjen aktuale të PCB. KiCAD thjesht do t'i hedhë të gjitha gjurmët e këmbëve në fletë dhe ju takon t'i vendosni ato. Së pari, megjithatë, ju doni të importoni atë DXF të skicës tuaj të PCB -së.

Kaloni në shtresën Edge Cuts dhe më pas zgjidhni importin DXF. Zgjidhni skicën tuaj DXF dhe do të vendoset në fletë. Pastaj mund të vendosni gjurmët tuaja sipas nevojës. Të gjithë këta hapa janë të mbuluar mirë në udhëzues shumë më të detajuar të KiCAD. Së fundi, shtoni disa mbushje të bakrit me zona të mbrojtura për të qëndruar jashtë prerjeve.

Ekran mëndafshi i personalizuar

Asnjë Stargate nuk është e plotë pa një glyphs, që do të thotë se një ekran mëndafshi i personalizuar është i nevojshëm. Fillova duke gjetur një ilustrim në Google të Stargate që tregonte qartë glyphs. Pastaj, kam përdorur GIMP për të hequr të gjithë imazhin përveç glyphs, dhe e kam bërë atë bardhë e zi. E mora atë në InkScape dhe e shndërrova në një imazh vektor, dhe e shkallëzova në madhësinë e duhur.

Nga atje, procesi ishte i ngjashëm me krijimin e një gjurmë të personalizuar. Por, në vend që ta përdorja imazhin si gjurmë, e përdorja për shtresën e ekranit të mëndafshit. Pastaj thjesht e transferova në PCB dhe u pozicionova. Ky proces u përsërit për glyphs DHD.

Hapi 3: Përgatitni PCB -të tuaja

Ka shumë shërbime fabrikimi që mund të përdorni për të bërë PCB -të tuaja. OSH Park është një zgjedhje popullore që është jashtëzakonisht e lehtë për t'u përdorur dhe ka cilësi të shkëlqyeshme, por është pak e kushtueshme-PCB-të janë gjithashtu vjollcë.

Për këtë projekt, kam përdorur shërbimin PCB Seeed Studio Fusion. Ishte dukshëm më e përballueshme, cilësia ishte gjithashtu e madhe, dhe ato ofrojnë shumë më tepër personalizim. Për shembull, unë kam qenë në gjendje t'i bëj këto të zeza, dhe ka disa opsione ngjyrash në dispozicion.

Do të keni disa mundësi për transport, por unë zgjodha DHL. Unë e bëra porosinë time më 11 janar dhe mora dërrasat e mia më 22 janar. Kostoja totale, përfshirë transportin, ishte 51.94 dollarë për 10 nga këto dërrasa 101.6 x 101.6mm. Nëse do të kisha porositur dërrasat me ngjyrën jeshile të paracaktuar, ato do të kishin qenë më të lira. Por, 5.20 dollarë për bord është mjaft e arsyeshme duke marrë parasysh sa të mëdha janë.

E gjithë kjo tha, ju mund të përdorni çfarëdo shërbimi që dëshironi. Opsione të tjera të njohura janë JLCPCB dhe PCBWay. E tëra çfarë ju duhet të bëni është të vizatoni skedarët Gerber nga KiCAD ose Eagle për të ngarkuar modelet tuaja në këto shërbime. Nëse përdorni Parkun OSH, mund të ngarkoni drejtpërdrejt projektin tuaj KiCAD.

Hapi 4: Mblidhni Bordin

Nëse keni projektuar bordin tuaj, duhet të dini se si ta montoni atë. Por, nëse jeni duke përdorur modelin tim PCB, ja si ta bashkoni atë:

Të gjithë përbërësit janë përmes vrimës dhe janë etiketuar në tabelë, kështu që montimi duhet të jetë i lehtë. Çdo komponent vendoset në anën e tabelës me etiketën. Vendndodhjet ATtiny85 dhe 74HC595 janë shënuar të dyja me mënyrën se si duhet të orientohen. Patate të skuqura kanë një pikë që shënon Pin 1, e cila shkon pranë nivelit në skicën e çipit në tabelë.

LED -të kanë një polaritet, kështu që duhet të jeni të kujdesshëm kur i vendosni. Katoda negative (këmba e shkurtër) e LED -ve kalon nëpër vrimën katrore, dhe anoda pozitive (këmba e gjatë) kalon nëpër vrimën e rrumbullakët. Së pari lidhni shtatë LED -të e kuqe për chevrons, dhe pastaj rrokullisni bordin.

LED blu duhet të përkulet në një kënd prej 90 gradë duke drejtuar poshtë drejt qendrës së Stargate. Futeni atë vetëm në gjysmë të rrugës, dhe pastaj përkuleni para se të bashkoni.

Tjetra vijnë telat DHD. Ngjitni njërën anë të secilit tel në pjesën DHD të PCB, pastaj lidhni skajet e tjera në pjesën Stargate. Nuk ka rëndësi se cili tel futet në cilën vrimë, blloku kapacitiv i prekjes nuk ka një polaritet.

Së fundi, lidhni telat e baterisë. Nëse keni rishikimin e parë të tabelës, do të shënohet në mënyrë jo të duhur dhe thotë se vrima e poshtme është "+" për pozitive. Ky ishte një gabim nga ana ime. Vrima e poshtme (e jashtme) është negative. Pra, lidhni tela pozitiv të baterisë në vrimën e sipërme (të brendshme) dhe tela negative në vrimën e poshtme (të jashtme).

Hapi 5: Shtypni 3D Pjesët tuaja

Ky projekt ka gjithsej nëntë pjesë të printuara 3D: shtatë kapakët e shevronit dhe pjesët e përparme dhe të pasme të difuzuesit LED të krimbave.

Chevrons janë të drejtpërdrejta dhe janë ngjitur me nxehtësi mbi LED-et e chevron për një stil shtesë. Ato duhet të shtypen me ngjyrë të zezë ose gri.

Diffuseri LED i krimbit ndahet në dy pjesë për ta bërë më të lehtë printimin dhe për ta bërë atë më efektiv. Pjesa e përparme është e shtypur në fije të tejdukshme, kështu që drita do të shkëlqejë, dhe pjesa e pasme është e shtypur në fije të bardhë për të ndihmuar në pasqyrimin e dritës mbrapa përmes pjesës së përparme.

Të gjitha këto pjesë mund të printohen pa mbështetëse. Unë rekomandoj përdorimin e një lartësie shtrese prej 0.15mm, mbushja duhet të jetë diçka rreth 20%.

Hapi 6: Asambleja Përfundimtare

Për të përfunduar montimin e Stargate, ju vetëm duhet të vendosni pjesët së bashku me zam të nxehtë. Së pari, ju rekomandoj të përdorni letër zmerile ose një Dremel për të zbutur skedat në pjesët e PCB.

Pastaj, përdorni pak zam të nxehtë ose super ngjitës për të ngjitur pjesën e përparme të shpërndarësit në pjesën e pasme të difuzorit. Ato duhet të jenë koncentrike (të përqendruara).

Tjetra, mbushni një shevron me zam të nxehtë dhe shtyjeni atë poshtë në një LED shevron. Përsëriteni atë për gjashtë LED -të e tjera të chevron. Vazhdoni dhe përdorni disa zam më të nxehtë për të montuar difuzorin LED të krimbit në PCB. Ekziston një vrimë e vogël që LED të futet, kështu që thjesht futeni atë dhe përdorni pjesën e trashë të difuzorit si një sipërfaqe për ta ngjitur atë në PCB.

Mbështillni telat DHD rreth telave të baterisë disa herë për t'i mbajtur ato të rregullta. PCB DHD ka për qëllim të kalojë në pjesën e sipërme të mbajtësit të baterisë, kështu që ngjiteni nxehtësisht atje (kështu që telat e baterisë janë në pjesën e poshtme). Pastaj përdorni një zam të nxehtë për të bashkuar mbështetëset (pa vrima) në anët e mbajtësit të baterisë për ta mbajtur atë të drejtë dhe të qëndrueshëm.

Së fundi, shtyjeni mbështetjen me vrimat në gropat përkatëse në PCB Stargate. Përdorni një copë zam të nxehtë në secilën prej tyre për ta mbajtur atë në vend.

Dhe mbaruat! Thjesht rrokullisni çelësin, prisni disa sekonda dhe më pas mund të trokitni lehtë mbi bllokun e prekjes për të përfshirë secilën shevron dhe për të krijuar një vrimë krimbi!