Projekti 2: Si të kthehet inxhinieri: 11 hapa (me fotografi)

2024 Autor: John Day | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2024-01-30 12:23

Përshëndetje shoku Hobbyist, Një mik i imi i mirë kishte bashkuar disa përbërës së bashku me një Raspberry Pi për të deshifruar protokollin RS232 në TTL. Rezultati përfundimtar u hodh i gjithë në një kuti që përmbante 3 përbërës kryesorë: një konvertues të energjisë për të fuqizuar Pi, një stafetë me dy kanale që siguron që energjia të mos humbasë duke kontrolluar se kur duhet të ndodhë komunikimi, dhe një konvertues moduli RS232 në TTL. Detyra në fjalë është të krijoni një zgjidhje më të mirë që kombinon të gjitha pajisjet e ngurta në një PCB. Rezultati përfundimtar do të ketë më pak elementë që vendosen përreth -> më pak kabllo -> dizajn kundër dridhjeve. Kjo do të thotë që detyra në fjalë është një detyrë inxhinierike e kundërt harduerike. Hapat e mëposhtëm duhet të ndihmojnë në zgjidhjen e detyrave të kësaj natyre.

Hapi 1: Identifikoni Komponentët

Ju do të duhet të google bazuar në njërën nga sa vijon:

- Përdorimi i emrit të shtypur në vetë tabelën.

- Përdorimi i funksionit të pajisjes.

-Përdorimi i përbërësit kryesor në tabelë vetë: shikoni për patate të skuqura të forta -> merrni emrat e tyre -> google aplikimin e tyre.

- Imazhoni Google çdo fjalë kyçe të gjetur dhe lëvizni poshtë derisa të gjeni pajisjen ose ndonjë drejtim për një kërkim tjetër.

Me pak fjalë, kam gjetur të tre pajisjet dhe shkova përpara dhe i porosita në ebay:

- MAX3232 PËR TTL:

-Rele 5V me dy kanale: https://www.ebay.ca/itm/5V-Dual-2-Channels-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino/263347137695?hash= pika3d50b66c9f: g: DlUAAOSwIVhaG-gf

-Konvertuesi i dollarit DC-DC: https://www.ebay.ca/itm/DC-DC-Buck-Step-Down-Converter-6V-80V-24V-36V-48V-72V-to-5V-9V-12V -Power-Supply/122398869642? Hash = item1c7f8a888a: g: 3vkAAOSwuxFYyQyb

Hapi 2: Koha për të marrë disa skema qarkore

Kur kërkoni skema qarkore është e rëndësishme të mbani në mend funksionin kryesor të secilës tabelë.

Pasi të gjenden diagramet e qarkut, shkoni te digikey (ose mouser, ose çdo gjë nga e cila do të porositni elementet) dhe shihni nëse çipi kryesor është i disponueshëm pasi do ta porositni më vonë.

Të gjithë elementët e tjerë duhet të jenë të disponueshëm në shumicën e faqeve elektronike (diodat, kapakët, induktorët, rezistorët …) Ndonjëherë, mund të keni një problem të gjeni ato në madhësinë ose paketën e duhur (përmes vrimës, montimit në sipërfaqe, …)

Në rast se kjo ka rëndësi në fazat e mëvonshme të projektimit, ju lutemi kërkoni duke mbajtur parasysh ato detaje.

Kështu përfundova me fletët e mëposhtme të të dhënave:

-MAX3232 TTL:

- Rele 5V me dy kanale:

- Konvertuesi i dollarit DC-DC:

Siç u përmend më parë, fillova dhe fillova të kërkoja për përbërësit e përdorur në faqet e internetit të Digikey, unë kam qenë në gjendje t'i gjej të gjithë përveç një komponenti në lidhje me konvertuesin e dollarit DC-DC, më konkretisht nuk isha në gjendje të gjeja konvertuesin e dollarit XLSEMI XL4015 (gjetur në LCSC tho!) Për të mos pasur nevojë të porositni nga dy faqe të ndryshme interneti dhe për këtë arsye të paguani transportin dy herë, kam vendosur të anashkaloj konvertuesin në dorë dhe të shkoj për një dizajn tjetër që përdor komponentët e gjetur në Digikey. Kështu përfundova duke ndjekur këtë skemë:

Konvertuesi i ri Buck:

Duke u siguruar që rryma dhe voltazhi janë të mjaftueshme për të fuqizuar Pi, më në fund kam identifikuar të gjithë elementët që do të përdoren në PCB -në time kryesore.

Hapi 3: Mbani Figurën e Madhe në Mendje

Ky hap është vërtet i rëndësishëm, pasi vendos tonin për modelin e përgjithshëm. Detyra ime është të zvogëloj numrin e telave që vendosen brenda kutisë pasi kjo e fundit është e ekspozuar ndaj një mjedisi me dridhje të larta. Në trajtimin e këtij problemi, më duhej të ndaja linjat e energjisë (fuqizimin e Pi) nga linjat e sinjalit të përdorura për deshifrimin dhe komunikimin midis pajisjeve. Me informacionin në mendje, ne do të kombinojmë gjithçka në një PCB. Produkti përfundimtar do të ketë një kabllo fjongo dhe një kabllo mikro-usb për të krijuar lidhjen me Pi. Kablloja me shirit do të përmbajë të gjitha sinjalet midis dy pajisjeve, ndërsa kabllo mikro-usb do të sigurojë fuqinë 5V, 1 A të nevojshme për të ndezur Pi. Me këtë në mendje, unë shkova përpara dhe riorganizova kunjat GPIO të përdorura në Pi në mënyrë që të kenë të gjitha sinjalet pranë njëri -tjetrit siç tregohet në figurë. Natyrisht, për ta bërë këtë, do t'ju duhet të ndryshoni kunjat GPIO në kunjat e tjera GPIO, ndërsa ndryshoni Gnd me Gnd të tjerë dhe fuqinë me kunjat e tjerë të energjisë duke përdorur kunjin e përgjithshëm jashtë Raspberry Pi. Këto ndryshime do të regjistrohen pasi do të nevojiten më vonë për të përditësuar firmware -in që funksionon në Pi.

Hapi 4: EasyEDA: Skemat

Në këtë hap, do t'ju duhet të njiheni me mjetin më të thjeshtë cad atje. EasyEDA! siç tregon emri, të mësosh se si të përdorësh këtë mjet zhvillimi të faqes në internet duhet të jetë i drejtpërdrejtë. Unë jam duke bashkangjitur lidhjen në faqen e internetit së bashku me referenca të tjera të mira për t'ju çuar përpara shpejt:

EasyEDA:

Video hyrëse (nga GreatScott):

www.youtube.com/watch?v=35YuILUlfGs

Udhëzues i shpejtë i bërë nga vetë zhvilluesit e faqes në internet:

Hapi 5: Zgjidhni Komponentët e nevojshëm

Në këtë hap ju duhet të zgjidhni nëse doni të përdorni komponentët e montimit në vrima ose sipërfaqe bazuar në dimensionin e tabelës, pajisjet tuaja të saldimit dhe aftësitë tuaja të saldimit! Unë kam vendosur të shkoj në montim sipërfaqësor për të gjithë përbërësit nëse është e mundur me disa përjashtime kur versioni SMD nuk është i disponueshëm, thonë për shembull stafetat.

Tjetra do t'ju duhet të rregulloni madhësinë e paketës për të gjitha kapakët, rezistorët, diodat, etj … Në rastin tim, unë kam vendosur të vendosem në 1206 për përbërësit më të zakonshëm.

Këtu përsëri ka shumë mësime në internet në lidhje me teknikat e bashkimit të sipërfaqes. Unë u mbështeta veçanërisht në mësimin e Dave Jone për këtë temë (e lidhur më poshtë), mos ngurroni të shikoni dy mësimet e tjera të saldimit:

EEVblog #186 - Udhëzues për bashkimin Pjesa 3 - Montimi i sipërfaqes

www.youtube.com/watch?v=b9FC9fAlfQE&t=1259s

Unë e di që videoja është e gjatë, por djali flet për gjëra të tjera interesante ndërsa ju mëson se si të lidhni. Natyrisht, ai ka më shumë përvojë se shumica e hobiistëve atje, si ju dhe unë, kështu që duhet të jetë mirë.

Hapi 6: Vizatoni skemat për komponentët që mungojnë

EasyEDA ka një shumicë dërrmuese të përbërësve që kam planifikuar të porosis përveç një pajisjeje. Duke u thënë kështu, nuk duhet të jetë problem, pasi ky program ju lejon të shtoni vizatimet tuaja në bibliotekën online.

Më duhej të shtoja "lidhësen femërore D-SUB 15" (digikey:

Duke kontrolluar fletët e të dhënave të pajisjes në lidhje, do të jeni në gjendje të përsëritni tiparet gjeometrike të përbërësit. Kjo duhet të përfshijë distancat, dimensionet, si dhe drejtimin e pajisjes. Nëse jeni me fat, ndonjëherë prodhuesit përfshijnë edhe vizatimet e PCB -së për ju që thjesht ta kopjoni dhe ngjisni me dorë në easyeda.

Hapi 7: Dizajnoni paraqitjen tuaj të PCB

Në vendosjen e përbërësve të ndryshëm në tabelë, do t'ju duhet të siguroheni që të zvogëloni gjatësinë e gjurmëve lidhëse. Sa më gjatë të jenë këto të fundit, aq më të ekspozuara janë linjat e sinjalit ndaj impedancës dhe ndërhyrjeve të zhurmës. Me këtë rregull të artë në mendje, unë shkova përpara dhe vendosa të gjithë përbërësit e mi siç tregohet në video.

Hapi 8: Thërrmoni numrat

Në këtë hap do t'ju duhet të përcaktoni gjerësinë e duhur të gjurmës që do të përdoret për të lidhur elementë të ndryshëm. Trashësia e gjurmës së Easyeda është standardizuar në 1oz (opsioni juaj i lirë). Kjo do të thotë, thjesht duhet të keni një vlerësim të përafërt të rrymës që rrjedh në secilën prej gjurmëve. Bazuar në aplikacionin në dorë, vendosa të rregulloj 30 milil për shumicën e gjurmëve të fuqisë sime (për të mbajtur një maksimum prej 1 A) dhe 10 ~ 15 milion për gjurmët e sinjalit (për të mbajtur një maksimum prej 100 mm A).

Ju mund të përdorni një llogaritës të gjurmëve në internet si ky për të marrë ato numra.

Llogaritësi i Gjurmës Online:

Hapi 9: Lidheni atë

Pasi të jetë fiksuar trashësia e garës për linja të ndryshme, është koha për të bërë instalime elektrike të të gjithë përbërësve. Nëse i keni vendosur përbërësit tuaj sipas rregullave të përgjithshme të projektimit të PCB (të lidhura më poshtë), duhet të jeni në gjendje të bëni instalime elektrike me lehtësi. Në fund pas shtimit të veshjes së bakrit, do të përfundoni me një PCB të përfunduar gati për t'u porositur. Për këtë, unë rekomandoj të përdorni uebfaqen partnere në easyeda, JLCPCB (e lidhur më poshtë), kur porositni nuk keni nevojë të bëni ndonjë ndryshim në opsionet standarde të porosisë. Gjithashtu nëse jeni duke bashkuar më shumë se një tabelë, unë rekomandoj të porositni fletën e klisheve që shkon së bashku me skedarin tuaj gerber të ngarkuar. Kjo do t'ju lejojë të kurseni shumë kohë gjatë procesit të bashkimit.

Hapi 10: Koha për disa bashkime serioze

Meqenëse jam duke bashkuar vetëm një përbërës për hir të testimit të modelit tim, unë e mbajta saldimin me dorë për të rritur aftësitë e mia në atë fushë. Produkti përfundimtar do të duket si fotografia e bashkangjitur.

Hapi 11: Bëni Kontrollet Përfundimtare

Në këtë hap të fundit, do t'ju duhet të bëni testin bazë të vazhdimësisë së gjurmëve tuaja të rëndësishme siç janë linjat e energjisë. Kjo duhet t'ju ndihmojë të shmangni dëmtimin e çdo gjëje që lidhet me tabelën tuaj (në rastin tim: mjedra Pi). Dhe ashtu si ajo, duke përdorur inxhinierinë e kundërt, unë kam qenë në gjendje të krijoj një pajisje kundër dridhjeve.

Si gjithmonë, faleminderit që ndoqët historitë e mia me inxhinierinë. Mos ngurroni të pëlqeni, ndani ose komentoni ndonjë nga postimet e mia.

Deri herën tjetër, Urime: D