PCB, která pomáhá se správou kabelů: 6 kroků (s obrázky)

2025 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2025-01-23 14:38

Před chvílí jsem vyrobil vlastní stolní CNC mlýn. Od té doby jsem ji upgradoval o nové komponenty. Minule jsem přidal druhé Arduino se 4místným displejem pro ovládání otáček vřetena pomocí smyčky PID. Musel jsem to propojit s primární deskou Arduino s 5 vodiči, aby mohli komunikovat. Ale během mého prvního testu jsem zlomil ovladač motoru, takže jsem si koupil nový, výkonnější. Měl také dalších 5 vodičů, které jsem musel připojit. V tomto okamžiku byl kolík +5V na hlavní desce rozdělen na 4 samostatná připojení a já prostě neměl chuť znovu rozdělit vodič. Takže jsem udělal něco jiného.

Krok 1: Skicování připojení

Načrtl jsem všechna potřebná připojení (kromě motorových a koncových vodičů, protože jdou přímo do ovladače GRBL a nikde jinde). Také jsem provedl nějaké změny v již existujících připojeních - nouzové zastavení nyní také resetuje hlavní Arduino a používá pouze normálně otevřený kontakt, kde dříve používal jak NO, tak NC k ovládání relé. S novým ovladačem motoru bylo také zjednodušeno připojení k relé.

Krok 2: Problémy s připojením

Předchozí ovladač motoru, který jsem používal, byla jednoduchá deska s optočlenem a mosfetem. Mohlo točit vřeteno pouze v jednom směru, takže nebylo nutné použít směrový čep. Nový je trochu komplikovanější. Má piny zvané INA a INB a podle toho, zda chci otáčení ve směru nebo proti směru hodinových ručiček, musím jeden z nich vytáhnout do VCC. Nezní to tak složitě, problém je v tom, že GRBL má pouze jeden pin nazvaný SP-DIR (pin ve směru vřetene), který je vytažen do VCC pro pohyb ve směru hodinových ručiček a do GND pro pohyb proti směru hodinových ručiček. Nevím, jestli to lze uvnitř GRBL změnit (je to pro mě trochu příliš komplikovaný program), takže jsem to udělal s jiným methidem.

Právě jsem do schématu přidal logickou bránu NOT, která převrátí signál SP-DIR a vloží jej do INB. Proto když je pin DIR vysoký, INA je také vysoký (jsou spojeny dohromady) a INB je invertován na nízkou (CW), a když je DIR nízký, INA je také nízký a INB je vysoký (CCW).

Krok 3: Chytrý, ale ne tak jednoduchý design

Pak jsem navrhl desku plošných spojů v Eagle, která měla uvnitř všechna potřebná připojení. Ale s tolika dráty to nebylo tak jednoduché.

Nejprve jsem pro své svorkovnice vytvořil vlastní knihovnu Eagle. Je to velmi jednoduché, v zásadě je to jen normální kolík, jen větší - rozteč 5,08 mm (0,2 ).

Vyfrézoval bych to na CNC a proto jsem chtěl, aby to byla jednostranná deska. Ale s 26 svorkovnicemi a některými interními připojeními k logické bráně bylo těžké jej navrhnout. Dalo by se to udělat, ale se spoustou propojovacích vodičů. To je důvod, proč jsou všechny moje svorkovnice (v Eagle) jen jediné piny. Tímto způsobem je mohu přesouvat v pracovním prostoru rady a vyhýbat se používání propojovacích kabelů. Nevýhodou je, že umístění některých spojení se zdá být náhodné. Například při pohledu dolů je GND, pak SP-EN a poté VCC, což je velmi neobvyklé. Ale tímto způsobem bych mohl snížit počet propojovacích vodičů na pouhé 2 a je pro mě jednodušší vyrobit DPS.

Speciální jsou také názvy svorkovnic. Byly seskupeny, takže například A znamená Arduino, takže všechny šroubové svorky zvané A_ by měly být umístěny na spodní straně desky, protože Arduino s GRBL je umístěno pod DPS.

Nakonec jsem také přidal jednoduchou LED pro indikaci stavu sondy Z.

Krok 4: Výroba desky

Jak jsem již řekl, vyfrézoval jsem desku na svém kutilském CNC, vyvrtal otvory a pájel všechny součásti. Na procesu nebylo nic zvláštního, takže PCB bylo jako každé jiné.

Pokud nemáte CNC, můžete si vyrobit DPS termotransferovou metodou nebo si ji objednat od profesionálního výrobce.

Nezapomeňte také zkontrolovat všechna připojení pomocí multimetru, abyste našli a opravili chyby.

Krok 5: Propojení všeho dohromady

Jedním z posledních kroků bylo umístění připravené desky plošných spojů do stroje a připojení všech vodičů. Vytiskl jsem malé schéma desky, které mi pomůže připojit každý vodič tam, kde by měl být. Po opětovné kontrole připojení byl připraven k testování!