Pema e Krishtlindjeve 1 $ PCB: 7 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:20

Më ndiqni në Twitter! Ndiqni më shumë nga autori:

Rreth: Emri im është Loann Boudin, unë jam një krijues dhe një student francez që studioj inxhinieri elektronike pranë Parisit. Më pëlqen të bëj gjëra vetë dhe i ndaj projektet e mia me të gjithë. Më shumë rreth loboat »

Pema e Krishtlindjeve PCB nga Loann BOUDIN | 2018

Kur po vijnë Krishtlindjet, çfarë mund të bëjë një dashnor i elektronikës? Një pemë e Krishtlindjes PCB natyrisht!

Si anëtar i një klubi të vogël hobi të elektronikës, më pëlqen të ndaj pasionin tim për elektronikë dhe dizajn PCB përmes projekteve të vogla. Për Krishtlindje, doja të prezantoja universin e saldimit SMD tek anëtarët e rinj me një projekt argëtues dhe të thjeshtë: lidhni një pemë të Krishtlindjes në miniaturë me PCB me led të ndezur 0805 SMD.

Ky udhëzues përshkruan procesin që ndoqa për të imagjinuar, dizajnuar dhe krijuar një tufë pemësh të Krishtlindjeve të lira, të vogla dhe të ndezura në dërrasat e qarkut të shtypur për më pak se 1 dollarë për njësi. Shijoni:)

Dhe… nëse ju pëlqeu kjo Instructable, konsideroni të votoni për këtë projekt në Konkursin PCB! Faleminderit !

Hapi 1: BOM, mjetet dhe aftësitë e nevojshme

Do t'ju duhet:

Mjetet e nevojshme:

• Makine per ngjitjen e metalit
• tela lidhës
• letër zmerile
• pincë të sheshta
• pincë prerëse
• piskatore te bukura

Mjete opsionale (por të dobishme):

• Nxjerrës tymi
• shumë metra
• xhami madhështore

Aftësitë:

aftësitë bazë të saldimit

Fatura e materialeve:

Komponentët	Furnizuesi	Çmimi me shumicë ($)	Çmimi për PCB ($)
Llamba ndezëse 11x 0805 SMD	Aliexpress	15, 79	0, 29
1 bateri CR1220	Aliexpress	0, 75	0, 15
1x mbajtës baterie	Aliexpress	6, 58	0, 07
Çelës kalimi 1x	Aliexpress	2, 62	0, 03
Kokë 2x 2 kunja	Aliexpress	0, 51	0, 01
1 x PCB	SeeedStudio	4, 90	0, 12

Unë kam zgjedhur përbërës të lirë për ta mbajtur BOM nën çmimin simbolik prej $ 1 për PCB të pemës së Krishtlindjes. Çmimi i përgjithshëm për një pemë të Krishtlindjes PCB me të gjithë përbërësit elektronikë të bashkuar vlerësohet në 0, 67 dollarë.

Hapi 2: Kërkoni frymëzim…

Doja të krijoja një pemë realiste të Krishtlindjeve PCB, ku dy PCB të mbledhur pingul mund të japin një formë 3D që mund të qëndrojë. Krijimi i dy PCB -ve të ndryshme nuk e bën dizajnin shumë më të komplikuar por më të shtrenjtë, pasi prodhuesit ngarkojnë më shumë kur një PCB përmban më shumë se një dizajn. Për ta mbajtur çmimin sa më të ulët të jetë e mundur, më duhej të mendoja për një menaxhim të zgjuar të hapësirës të dizajnit të PCB për të zvogëluar mbeturinat dhe koston. Në kërkimin tim për të hartuar pemën e përsosur të Krishtlindjes PCB për qëllimin tim, unë kërkova projekte të ngjashme në Google dhe Instructables.

Kam hasur në modelin e bluquesh, të cilin e kam parë veçanërisht interesant dhe shumë mirë të dokumentuar. Në Instructable -in e tij të parë, ky anëtar përshkruan se si ai arriti të krijojë një pemë të vogël të Krishtlindjes PCB me shumë karakteristika:

• Çipi i integruar Arduino
• LED me ngjyra SMD
• Prekje kapacitore
• Bateri e integruar
• Qarku i rritjes DC/DC
• … dhe me shume !

Disa nga këto veçori nuk janë në përputhje me projektin tim, i cili synon të jetë i thjeshtë dhe me kosto të ulët. Sidoqoftë, një detaj tjetër i projektit të tij më tërhoqi vëmendjen: bluquesh arriti të përshtatte modelin e tij të pemës së Krishtlindjes 3D në një zonë katrore me zero humbje hapësire. Duke krijuar dy pendë në formë gjysmë bredhi pranë bredhit kryesor, ai ripërdori hapësirën e humbur për të krijuar një pemë tjetër të plotë pavarësisht nga forma e tij komplekse.

Unë e përshtata dhe e ripërdori këtë dizajn të zgjuar në projektin tim.

Hapi 3: Dizajni i PCB

Unë hartova pemën time të Krishtlindjes PCB duke përdorur Autodesk EAGLE. EAGLE është një program elektronik i automatizimit të dizajnit (EDA) që mundëson hartimin e skemave skematike, vendosjen e komponentëve dhe drejtimin e PCB.

Fillova dizajnin duke krijuar skemën e qarkut elektronik. Përbëhet nga 11 LED ndezës paralelisht, të mundësuar nga një bateri me qeliza me buton 3 V. Një ndërprerës mund të hapë ose mbyllë qarkun. Së fundi, një kondensator opsional filtrimi prej 10 µF vendoset midis tensionit të baterisë dhe tokës.

Bëra zgjedhjen për të mos përfshirë një rezistencë në seri me LED, pasi 3 V është shumë afër tensionit të përparmë të shumë ngjyrave LED:

Skema dhe PCB ndahen në tri pjesë:

• bordi kryesor: ka formën e pemës së Krishtlindjes dhe përfshin mbajtësen e baterisë, çelësin, 3 LED në faqen e sipërme dhe 2 LED në pjesën e poshtme. Dy lidhës me kunja me 2 kunja lejojnë lidhjen dhe fuqizimin e dy pendëve, njëra në faqen e sipërme dhe tjetra në pjesën e poshtme.
• fini i sipërm: ka formën e gjysmës së një peme të Krishtlindjes me një nivel për mbajtësen e baterisë dhe përfshin 1 LED në faqen e sipërme dhe 2 LED në faqen e poshtme. Një gjurmë lidhëse me lidhës me 2 kunja lejon që fini të lidhet dhe të fuqizohet në tabelën kryesore.
• fini i poshtëm: ka formën e gjysmës së pemës së Krishtlindjes dhe përfshin 2 LED në faqen e sipërme dhe 1 LED në faqen e poshtme. Gjurma e lidhësit të kokës me 2 kunja lejon që fini të lidhet dhe të mundësohet në tabelën kryesore.

Vendosa të zgjedh një madhësi të zvogëluar prej 48 * 48 mm për bredh duke vizatuar skicën e tabelës me shtresën e 20 -të "Dimension".

Unë vizatova formën e bredhit duke përdorur shtresën e 46 -të "Mulliri" me një gjerësi prej 3 mm: kjo linjë interpretohet si një zonë mulliri për prodhuesin, dhe ndani bredhin nga pendët e tij.

Pasi të përcaktohet qartë skica e qarkut, vendosa përbërësit më të mëdhenj si mbajtësja e baterisë dhe çelësi, pastaj LED -të në mënyrë që shpërndarja e tyre të jetë e këndshme.

Shtova një zonë tjetër mulliri në një fin në mënyrë që mbajtësi i baterisë të mund të përshtatet dhe një vrimë në majë të pemës për të qenë në gjendje ta varni kudo (në një pemë të vërtetë të Krishtlindjes për shembull).

Pastaj, i shpartallova të gjithë përbërësit duke përdorur shtresat e sipërme dhe të poshtme: tensioni i baterisë shpërndahet në LED me gjurmë të gjerësisë 0, 5 mm dhe një plan të përgjithshëm tokësor.

Më në fund, unë projektova dy skeda të shkëputura dhe i vendosa ato midis bredhit kryesor dhe pendëve të tij në gjurmën e bluarjes 3 mm në mënyrë që të mbaja tabelën time si një dizajn të vetëm dhe të lejoja panelizimin e PCB -ve (shih hapin tjetër për më shumë detaje).

Të gjithë skedarët Eagle mund të gjenden në github tim ose më poshtë

Hapi 4: Panelizimi i PCB

Shumica e prodhuesve të PCB -ve tani ofrojnë një çmim të vetëm prej 5 $ për 10 PCB me madhësi deri në 100*100 mm. Çmimi mbetet i njëjtë nëse qarku është 50*50 mm ose 100*100 mm. Optimizimi i kostos është atëherë i mundur duke maksimizuar numrin e qarqeve në këtë zonë maksimale. Panelizimi i PCB konsiston në krijimin e një PCB të vetme nga disa të vogla në mënyrë që të zvogëlojë koston dhe mbeturinat.

Shumica e prodhuesve të PCB nuk paguajnë kosto shtesë për panelizimin e dizajnit identik. Do të thotë që ju mund të arrini të vendosni disa PCB të vogla në një falas, por duhet të mbetet i njëjti model për të gjithë. Më shumë informacion mund të gjenden në faqen e internetit të prodhuesit të PCB -së Seeedstudio.

Panelizimi i PCB mund të vijë në 2 mënyra:

Metoda e panelizimit me groove V: konsiston duke prerë 1/3 të trashësisë së tabelës nga lart dhe 1/3 trashësinë nga poshtë, paralel me prerjen e sipërme, me një teh prerës rrethor prej 30-45 gradë. Kjo mund të bëhet vetëm përgjatë vijave të drejta përgjatë grupit PCB

Metoda e panelizimit të shkëputur nga skeda: konsiston në lënien e hapësirave të përcjelljes së skedave të shpuara midis PCB-ve. Hapësira midis dy PCB -ve është rreth 2, 5 mm pasi është madhësia standarde e routerit në shumicën e shtëpive të fabrikuara dhe kërkon vetëm një kalim të vetëm të bitit të routerit për të bluar bordin. Modelet e perforimit të N-Holes janë standarde për skedat e shkëputura dhe janë krijuar për t'u hequr lehtë pa lënë zgjatime të padëshiruara të bordit anësor

Më shumë informacion në lidhje me modelimin e panelizimit të PCB mund të gjenden në artikullin e dokumentuar shumë mirë të shkruar nga Jack Lucas për www. ElectronicDesign.com.

Për të zvogëluar koston e projektit tim, kam vendosur të panelizoj katër prej pemëve të mia të Krishtlindjeve të PCB -së në një tabelë të vetme. Së pari, më duhej të lidhja dy pendët e pemës së Krishtlindjes PCB me tabelën kryesore. Kam hartuar dy skeda të shkëputura me një model shpimi me 3 vrima të cilat lidhin secilën pendë me tabelën kryesore të pemës së Krishtlindjes. Skedat e shkëputura janë bërë nga 2*3 vrima me një diametër prej 0, 9 mm.

Sapo të përfundonte dizajni i një peme të Krishtlindjes me PCB, e kopjova atë katër herë dhe e dërgova secilën prej tyre krah për krah për të mbushur zonën 100*100 mm të imponuar nga prodhuesi. Të gjitha modelet janë të ndara me 3 mm dhe janë të lidhura me skeda të shkëputura me një model shpimi me 3 vrima.

PCB -ja përfundimtare ka një madhësi 100*100 mm dhe përmban 4 PCB të pemës së Krishtlindjes. Kostoja e një njësie PCB është e ndarë me 4!

Hapi 5: Saldimi i PCB

Kur të mblidhen të gjithë përbërësit, bashkimi i PCB mund të fillojë!

Saldimi i LED -ve -

Bestshtë mirë të filloni me saldimin e LED -ve pasi ato janë përbërësit më të vegjël. Ngjitja e tyre e fundit do ta bënte detyrën potencialisht më të vështirë pasi përbërësit më të mëdhenj mund të ndërhynin në vendosjen e tyre. LED -të janë përbërës të polarizuar dhe është e rëndësishme të identifikoni në PCB se si supozohet të bashkohen. Gjurma LED në PCB është gjithmonë e njëjtë: jastëku i lidhur me rrafshin e tokës është masa (katoda) dhe jastëku i lidhur me një pistë është tensioni i furnizimit (anoda). Një shigjetë e gjelbër nën LED CMS tregon drejtimin e rrjedhës së rrymës dhe për këtë arsye polaritetin e saj.

Testimi i një LED me një multimetër në konfigurimin e "testuesit të diodës" mund të ndihmojë në përcaktimin e polaritetit dhe ngjyrës së tij.

Për të bashkuar LED -të, fillova së pari duke vendosur një sasi të vogël të saldimit në njërën prej bllokut LED. Pastaj iu afrova LED me piskatore të shkëlqyera ndërsa e mbaja saldimin të shkrirë me hekurin tim të saldimit. Pasi ledi u vendos si duhet, e hoqa hekurin tim të saldimit për të ngurtësuar lidhësin. Lidhësi i dytë mund të bëhet pa pasur nevojë të mbani LED me piskatore. Ky proces përsëritet për 10 LED -et e mbetura.

Saldimi i mbajtësit të baterisë -

Mbajtësi i baterisë mban qelizën e butonave kundër PCB për të krijuar lidhjen elektrike. Për ta mbajtur baterinë fort, depozitova një shtresë të vogël kallaji në jastëkun e mbajtësit të baterisë. Pastaj lidhësi vendoset dhe bashkohet.

Saldimi i ndërprerësit -

Së fundi, çelësi është ngjitur në të njëjtën anë me lidhësin e baterisë. Ndërprerësi del nga PCB për funksionim të lehtë.

Hapi 6: Montimi i PCB

Pasi të jenë bashkuar të gjithë përbërësit, është koha për të mbledhur pemën e Krishtlindjes.

Ndarja e dërrasave -

Fillova të thyeja dërrasën me pincë të sheshtë për të ndarë dy fins nga bordi kryesor. Kam përdorur pincë prerëse për të hequr çdo buzë të madhe të mbetur që mund të dëmtojë. Pastaj, kam përdorur letër zmerile për të zbutur anët e pemës së Krishtlindjes dhe më në fund kam tre dërrasa të pastra: pema kryesore dhe dy pendët e tij.

Lidhja e dërrasave -

Një fin është bashkangjitur në tabelën kryesore duke bashkuar një lidhës me 2 kunja me majë pin midis tyre. Lidhësi i kokës së pinit ka dy përdorime këtu: mbajeni krahun në tabelën kryesore dhe sillni tensionin dhe masën në LED -të e finit.

Kam prerë lidhëset 2* 2 kunja pinhead nga një shirit i madh lidhës pinhead dhe pastrova skajet plastike me letër zmerile. Pastaj, i bashkova ato kokë më bisht në tabelën kryesore siç tregohet në fotografi, njëra në faqen e sipërme dhe tjetra në pjesën e poshtme.

Unë i bashkova të dy pendët në lidhës duke qenë të kujdesshëm për t'i lidhur ato siç duhet dhe duke e vendosur finin me një nivel në anën e lidhësit të baterisë.

Pema e Krishtlindjes PCB tani është mbledhur përfundimisht!

Ndezja e qarkut -

PCB mundësohet nga një bateri litium CR1220 prej 3V. Pasi qeliza e butonit të futet në mbajtësen e baterisë poshtë tabelës dhe çelësi të mbyllet, të gjitha LED -të fillojnë të ndizen si magji!

Qeliza e butonit e përdorur në këtë projekt ka një kapacitet mesatar prej 40 mAh, që do të thotë për shembull se mund të japë deri në 40 mA gjatë 1 ore, ose 20 mA gjatë 2 orëve. Konsumi aktual i pemës së Krishtlindjes PCB është rreth 80 mA dhe varet nga ngjyrat e LED -ve të zgjedhur: LED -të e bardhë, blu dhe vjollcë tërheqin më shumë rrymë sesa LED -të e kuqe, portokalli dhe të verdhë.

Nga përvoja, unë ju rekomandoj të përdorni LED të kuq, portokalli, të verdhë dhe jeshil, pasi ato do të kursejnë jetën e baterisë duke siguruar ngjyra të këndshme në temën e Krishtlindjeve:) Me këto ngjyra në përmasa të barabarta, pemët e mia të Krishtlindjeve të PCB shkëlqejnë gjatë 1 ore derisa LED -et jeshile të fillojnë të zbehen.

Hapi 7: Përfundimi

Kam pasur një kohë argëtuese duke hartuar këto pemë të vogla të Krishtlindjeve të PCB dhe mësova shumë për prodhimin e PCB dhe panelizimin e PCB.

Falë modelit me kosto të ulët të projektit, punëtoria e saldimit u është ofruar falas atyre që donin ta provonin. Këto PCB kanë qenë shumë të suksesshme në klubin tim dhe shumë anëtarë të rinj kanë bashkuar çipin e tyre të parë bazuar në komponentët SMD. Isha më shumë se i lumtur kur dëgjova se disa nga krijimet e mia kishin zbukuruar pemët e Krishtlindjeve të miqve të mi.

Sot, jam krenar që jam në gjendje të përcjell përmes këtij seminari dhe këtij tutoriali njohuritë që kam fituar gjatë këtij projekti. Shpresoj se ju ka pëlqyer dhe ju uroj më të mirat për vitin që vjen:)