Deska plošných spojů pro robota pro sledování linek - Arnab Kumar Das: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:20

Tento projekt předpokládá, že jsme již provedli výběr komponent. Aby systém fungoval správně, je důležité porozumět tomu, co každá součást vyžaduje, pokud jde o výkon, napětí, proud, prostor, chlazení atd. Je také důležité porozumět závislostem mezi každou komponentou. Závislosti jako logická úroveň, přenosový šum, impedance atd. Přečtěte si prosím předchozí články o systémových požadavcích, výběru komponent / materiálu.

Velmi důležitým konstrukčním aspektem tohoto projektu je PCB, protože naším cílem je co nejvíce snížit tvarový faktor robota pro sledování linek, což následně sníží hmotnost. Malé rozměry a menší hmotnost zvyšují účinnost a také snižují ztráty způsobené aerodynamickým třením. Pokud vidíte závodní auto F1, můžete pochopit, jak efektivní je v aerodynamice. Abychom zlepšili účinnost a snížili hmotnost, musíme odstranit všechny nepotřebné součásti a přesunout těžiště co nejníže. K tomu mě napadlo použít PCB jako podvozek. Tím se sníží hmotnost a CM bude mnohem nižší, což zase zvýší stabilitu při soustružení. Výroba šasi s PCB také zkracuje čas potřebný k montáži a usnadňuje práci, protože stačí pájet součásti na správném místě a začít s testováním softwaru. Vzhledem k tomu, že desky plošných spojů budou vyrábět roboti a CNC stroje, vypadá to lépe než jakékoli jiné šasi.

Krok 1: Použitý software

Pro tento projekt konkrétně používám Freeware a Open Source Softwares, aby studenti a kdokoli jiný, kdo nemá přístup k placenému softwaru, mohli také efektivně a profesionálně provést projekt.

Použil jsem KiCad pro návrh schémat a desek plošných spojů a věřte mi, že je to úžasný software. Dříve jsem používal Eagle CAD a Altium, ale i když je KiCad zdarma, má všechny důležité funkce a nástroje k profesionálnímu návrhu desky plošných spojů a její výrobě. Dokonce má 3D vizualizaci k dispozici pro vaši desku plošných spojů.

Sada KiCad má pět hlavních částí:

• KiCad - projektový manažer.
• Eeschema - editor zachycení schématu.
• Pcbnew - program rozvržení DPS. Má také 3D pohled.
• GerbView - prohlížeč Gerber.
• Bitmap2Component - nástroj pro převod obrázků na stopy pro kresby PCB.

Nebudu podrobně ukazovat, jak navrhnout schéma a rozvržení desky plošných spojů, protože toto není předmětem tohoto příspěvku/článku. Hlavní důležitost tohoto článku je předvést produkci KiCad a ukázat, jak se objednává a vyrábí. Než začneme s návrhem schématu, doporučujeme vytvořit složku projektu a ponechat v ní všechny soubory. Níže je uveden příklad.

Krok 2: Schéma

Pro schéma musíme otevřít nástroj Upravit schéma z nebo Eeschema. Po otevření byste měli vidět prázdný dokument v okně jako níže.

Někdy potřebujeme vytvořit nové schematické symboly, protože výchozí knihovna je nemusí mít. Musíte si prostudovat datový list těchto komponent a přidat je do vlastní knihovny, jak jsem to udělal v mém případě. Vytvořil jsem symboly knihovny pro snímač QTR-8RC, OLED Display SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor with Encoders. Jakmile jsou symboly knihovny vytvořeny, spojil jsem je dohromady a vytvořil systém.

Schéma si můžete stáhnout z níže uvedeného odkazu. Později na konci tutoriálu přidám pár dobrých návodů pro KiCad, abyste se to naučili a udělali sami.

STAŽENÍ NÁVRHU NAVŠTIVTE MÉ WEBOVÉ STRÁNKY:

Krok 3: Rozložení DPS

Jakmile je schéma hotové, je čas přejít k rozložení desky plošných spojů. Někdy je také nutné vytvořit stopu některých komponent, pokud nejsou přítomny v knihovně. Pro vytvoření footprintu můžete v KiCad použít nástroj Footprint Library Editor Tool.

Použil jsem zde dvouvrstvý design, protože umožňuje velmi snadné rozložení, když máte na desce distribuováno mnoho komponent. Chcete -li začít s návrhem PCB, musíme v programu KiCad otevřít program PCB Layout Editor. Měli byste vidět něco jako níže, ale s prázdným dokumentem.

NextPCB budeme používat jako službu výroby desek plošných spojů, takže je důležité zjistit, jaké jsou minimální a maximální technické limity, které pro svou výrobu mají. Chcete -li zkontrolovat, zda musíme navštívit jejich stránku schopností. Hlavní parametry, které musíme zkontrolovat, jsou:

• Max. Rozměr 510*590 mm
• Min. Stopa 4 mil / 0,1 mm
• Min. Rozteč stopy 4 mil / 0,1 mm
• Min. velikost otvoru 0,3 mm
• Min. Průměr 0,45 mm
• Prostor pro trasování vzdálenosti ≥5 mil
• Velikost vrtaného otvoru 0,2-6,3 mm
• Stopa k obrysu ≥0,4 mm

Na základě výše uvedených parametrů musíme upravit naše návrhová pravidla v editoru rozvržení KiCad.

Na konci tutoriálu připojím nějaký dobrý tutoriál o navrhování PCB v KiCadu, ze kterého se můžete učit. Níže je připojen návrh desky plošných spojů, který můžete použít jako referenci.

STAŽENÍ NÁVRHU NAVŠTIVTE MÉ WEBOVÉ STRÁNKY:

Krok 4: Výroba DPS

Než budeme vyrábět desku plošných spojů ve výrobně PCB / průmyslu jakoNextPCB, musíme převést náš design do vyrobitelného formátu, který mohou číst stroje tohoto odvětví.

Výše uvedená nastavení byla použita pro generování všech souborů Gerber. doporučujeme exportovat soubory do samostatné složky Gerber, jak jsem to udělal.

Informace o dírách desky plošných spojů jsou uloženy v samostatném souboru vrtáků a ke generování, že jsem použil výše uvedenou konfiguraci pro NextPCB. Jiní výrobci mohou mít různá nastavení. Existuje mnoho důvodů pro výběr NextPCBone. Důvodem je jejich transparentnost ohledně jejich výrobního postupu. Níže je několik fotografií z jejich továrny.

Přijímají také různé možnosti plateb: PayPal, bankovní převod, Western Union, hotovostní platba v sídle společnosti. Pro způsoby dopravy mají DHL, FedEx, Hongkong Post, což je výhodné s různými cenami a výhodami. Pro proces objednávání potřebujeme na webu vytvořit účet. Můžete použít registrační odkaz a vytvořit si nový účet. po vytvoření účtu uvidíte něco jako níže.

Dalším krokem je nahrání souborů Gerber a úspěšná objednávka k zahájení výroby. Jakmile je váš Gerber vygenerován, doporučujeme je spojit do jednoho souboru a nahrát je

Jakmile je nahrávání dokončeno, uvidíte objednávku na stránce svého účtu.

Vaše objednávka bude řádně analyzována a jakmile bude připravena k výrobě, požádá o platbu a jakmile bude platba vymazána, bude zahájena výroba.

Vynakládají velké úsilí na analýzu vašich souborů Gerber, protože mohou obsahovat chyby a nemusí se dobře vyrábět, pokud jsou otvory příliš malé nebo jiné chyby v návrhu.

Jakmile bude deska plošných spojů ověřena a vyrobena, obdržíte desku plošných spojů za několik dní a budete připraveni na ní pracovat.

ZA SPECIÁLNÍ SLEVU NAVŠTÍVTE ODKAZ: NextPCB a můžete získat 10% slevu na objednávku montáže PCB a PCB (ověření aktivity: 26. března 2020 - 30. dubna 2020)

Děkujeme, že jste si přečetli tento článek, doufáme, že vám pomůže. Nezapomeňte si prohlédnout další články z této série.