PCB založené na prohlížeči: 7 kroků

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy změněno: 2024-01-30 08:22

Při přijímání nebo vytváření projektů budou některé snadné a některé obtížné. Některé budou jednorázové a jiné bude nutné vyrábět ve velkém. V tomto zápisu prozkoumáme můj dosud největší projekt, Distributed Symphony, a jak byl mikrořadič v jeho jádru postaven v prohlížeči.

Krok 1: Příležitost

Distribuovaná symfonie je největší a nejsložitější projekt, který jsem vytvořil. Jednou ročně mám jedinečnou příležitost přinést zábavný zážitek na firemní offsite pro publikum 600 vedoucích pracovníků. V posledních několika splátkách byla „zábava“zabalena jako designová výzva. Výzvou pro první iteraci bylo postavit kuličkový automat, který na jeho dráhu pošle míč přesně na dvě sekundy. Každý následující rok měl rostoucí složitost a technickou přítomnost. Letos jsem se rozhodl, že je načase navrhnout zážitek, který byl velmi inspirativní.

Krok 2: Distribuovaný Sypmony

Projekt se skládal ze sto dvaceti souprav obsahujících všechny ingredience potřebné pro pětičlenný tým k vytvoření perkusivního nástroje. Každá sada obsahovala následující položky.

• Připojený mikrořadič
• Solenoidová kuličková kapátka
• Instrumentovaný rezonátor z Glockenspiel
• Spouštěcí tlačítko
• Deset dřevěných koulí
• Stavební materiál
• Umělecké prvky

Ústředním bodem tohoto projektu byl mikrořadič. Přidání logiky a cloudového připojení mělo za cíl zlepšit zážitek a nepřekážit. Řídicí deska měla značnou funkčnost odhalenou nejjednodušším možným způsobem. Hodnoty odporu, obavy o výkon, diody a kondenzátory byly zapracovány do designu desky, aby se účastníci mohli soustředit na výzvu a ne na technologii.

Krok 3: Využijte šance

Tento projekt představil příležitost vybudovat roj vlastních desek mikrořadičů SMT. Bylo to pro mě nové, ale připadalo mi to jako něco, co stojí za to se naučit, a velká výzva. K návrhu desek jsem použil Upverter. Je to velmi cool řešení založené na prohlížeči pro návrh a výrobu DPS. Jakmile si zvyknete na hledání součástek v jejich knihovně, použití je snadné. Desky byly založeny na velmi schopném mikrořadiči ESP32. Desky byly navrženy tak, aby vydržely tento projekt, protože byly označeny pro darování, aby pomohly dětem naučit se návrh kódu a obvodu. Každá deska má následující vlastnosti:

• Mikroprocesor ESP32 - možnost WiFi a Bluetooth
• Dva elektromagnetické/motorové záhlaví PWM
• Čtyři uzemněné 3.3V GPIO záhlaví
• Dva ovladače Neopixel Strip
• Dvě kapacitní dotykové podložky a volitelná záhlaví
• Integrovaný LCD displej
• Palubní Single Neopixel
• Integrovaný programátor USB na UART -
• 5V napájecí sběrnice
• 3V napájecí sběrnice

Projekt používal pouze jeden solenoidový ovladač, LCD displej, integrovaný Neopixel a tři záhlaví GPIO. Další funkce byly od té doby používány jako součást výukových workshopů pro děti.

Krok 4: Naplánujte si to

Prvním krokem při výrobě vlastních desek plošných spojů je jejich naplánování. Pokud jde o návrh obvodu, to znamená vytvoření schématu. Použil jsem svůj prkénko k návrhu každé funkce většího projektu. Když každý obvod začal fungovat, pečlivě jsem ho přeložil do nástroje Upverter Schematic. Poté jsem vymazal prkénko a pustil se do práce na další sekci, dokud nebyla řídicí deska logicky kompletní.

Krok 5: Rozložte to

Dalším krokem ve výrobě hardwaru je rozložení DPS. Bylo to mnohem zábavnější, než jsem si myslel, že to bude, bylo to jako hrát SimCity s elektřinou. Nástroj pro rozložení Upverteru je docela cool a zábavný. Čím více jsem s tím pracoval, tím více jsem leštil design a hledal stylové body, kdekoli to bylo možné. Je vaší úlohou přidat mezi součásti vodiče. Existují zelené čáry, které zvýrazňují spojení, která nejsou sledována mědí. Nejzajímavější částí rozvržení desky plošných spojů je schopnost přeskočit stopy po zemi. Stačí se dotknout spodní vrstvy a jsou uzemněny, snadno! Zatímco mluvíme o spodní vrstvě, je to další věc krásy. Pokud vám v cestě brání spousta stop, stačí se vrhnout na spodní vrstvu, obejít provoz a vyskočit zpět na druhou stranu.

Krok 6: Udělejte to skutečnými

Jakmile půjdete do výroby, věci se stanou skutečnými a opravdu drahými. Najděte si produkční dům, ve kterém se cítíte dobře, nebo takový, který už někdo, koho znáte, použil. Budete jim posílat soubory k vytvoření vašich desek a volitelně provedete úplnou montáž. Převážná část nákladů je na nákup dílů a montáž. Protože tento projekt vyžadoval mnoho jednotek a také použití komponent pro povrchovou montáž, rozhodl jsem se pro montážní dům.

Upverter má sekci pro stahování, kde můžete generovat soubory, které potřebujete předat produkci. Abychom vám pomohli ušetřit nějaké zpět a čtvrté, zde je seznam souborů, které jsem exportoval:

• GerberFiles
• NC vrták (Excellon)
• XYRS (výběr a umístění)
• Kusovník

Před odesláním velké objednávky buďte připraveni provést jeden nebo dva menší testovací běhy. Můj návrh šel do dvou malých výrobních sérií, každý s chybami před velkou sto třicet kusovou objednávkou. Objednávku jsem vyplnil o deset jen pro případ, že by některé desky byly vyrobeny s chybami. Jak vidíte na druhém obrázku, musel jsem použít zelené propojovací vodiče k upevnění desek z jednoho z dřívějších výrobních sérií. To je vše, nyní jste hrdým vlastníkem 5 až 50 000 vlastních desek řadičů.

Krok 7: Odhalení

To bylo hořkosladké zakončení dlouhé dlouhé cesty. Soupravy byly distribuovány a byla dána výzva. Týmy se rozhodly sestrojit perkusivní nástroj, který by spolehlivě hodil míč na rezonátor při každém stisknutí tlačítka. Jak stavba pokračovala, odhalili jsme, že projekty byly propojeny s cloudem a měly odpovídající mobilní řídicí panely. Týmy pomocí mobilního panelu hrály do svých zařízení vzory. „Save and a Haircut“bylo nyní cílem. Jakmile byla většina týmů schopna hrát „Ohol se a ostříhat“, byli jsme připraveni na recitál.

Všichni naložili své násypky a odstoupili. Použili jsme naši administrativní konzolu k výpočtu offsetů jednotlivých strojů a přehrávání skladeb na všech strojích, jako by to byl jeden nástroj. Testovali jsme s Guns and Roses a pokračovali jsme v hraní nějakého Bacha. Místnost zaplnila slabá hudba a mělo to úspěch.

Pokračujte ve stavění a nenechte se vlastními projekty PCB děsit nebo vám překážejí. Jsou naprosto proveditelné a existuje celý svět podpory.