Stargate თქვენი დესკტოპისთვის - PCB დიზაინი: 6 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:17

Fusion 360 პროექტები »

თუ მოგწონთ ეს პროექტი, გთხოვთ გაითვალისწინოთ ხმის მიცემა PCB კონკურსზე (გვერდის ბოლოში)

Stargate SG-1 არის ჩემი საყვარელი სატელევიზიო შოუ ყველა დროის ბოლომდე. ბოლო რამდენიმე თვის განმავლობაში, მე ვაიძულებ ჩემს შეყვარებულს უყუროს მთელ სერიას. ჩვენ უკვე მეოთხე სეზონი ვიყავით, როდესაც დავინახე, რომ Instructables აწარმოებდა PCB კონკურსს და მეჩვენებოდა, რომ ეს იყო შესანიშნავი შესაძლებლობა, შემექმნა ჩემი საკუთარი Stargate, რომელიც შემეძლო ჩემს მაგიდაზე დამედო.

ეს პროექტი არის ის, რაც მე მოვიფიქრე. ეს არის 4 ინჩიანი დიამეტრის PCB Stargate, თანმხლები DHD (ეს არის Dial-Home Device for layman), რომელიც ზის თქვენს მაგიდასთან და ანათებს! შეეხეთ capacitive touch pad- ს DHD- ზე და თითოეული შევრონი ანათებს თანმიმდევრობით. მიდი მეშვიდე შევრონთან და ჭიის ხვრელი ანათებს!

PCB შექმნილია როგორც ერთი ცალი და იშლება ერთმანეთისგან. DHD არის ცენტრში, ხოლო გარე კუთხეები არის Stargate და DHD მხარდაჭერა. ის მუშაობს ორ AA ბატარეაზე და ბატარეის დამჭერი მოქმედებს როგორც DHD ბაზა.

ლოგიკას უზრუნველყოფს ATtiny85, რომელიც ანათებს LED- ებს 74HC595 ცვლის რეგისტრის საშუალებით. წაიკითხეთ იმის გასარკვევად, თუ როგორ შევქმენი იგი და ინსტრუქციები როგორ შევიკრიბოთ იგი!

ნაბიჯი 1: პროტოტიპირება

თუ ეს შესაძლებელია, თქვენ გინდათ თქვენი PCB დიზაინის პროტოტიპირება პურის დაფაზე, სანამ რამეს გააყალბებთ. ამ დღეებში, ძალიან ხელმისაწვდომია PCB– ების დამზადება, მაგრამ თქვენ მაინც არ გსურთ დაკარგოთ დრო ან ფული.

ჩემს შემთხვევაში, მე არასოდეს ვმუშაობდი ცვლის რეგისტრატორზე ადრე, ამიტომ ეს იყო ის, რაც მჭირდებოდა ტესტირებაზე კონცენტრირებისთვის. მე დიდწილად ვეყრდნობოდი ამ ინსტრუქციურ სამეურვეოს, რომ გამეგო როგორ მუშაობს ისინი:

მე ნამდვილად დავუშვი შეცდომა, რომ PCB– ები შევუკვეთე საფუძვლიან შემოწმებამდე. ჩემს თავდაპირველ დიზაინში გამოყენებულია WS2812B ინდივიდუალურად მიმართვადი LED- ები. ეს არ დასრულდა კარგად რამდენიმე მიზეზის გამო, და მე დავკარგე ბევრი დრო და ფული. ახალი დიზაინი უფრო მარტივი და იაფია.

PCB– ების მეორე გადასინჯვისთვის ჩემი ცვლის რეესტრის დიზაინის პროტოტიპისთვის, მე ყველაფერი გამოვიყენე პურის დაფაზე. ATtiny85, ცვლის რეგისტრატორი, რეზისტორები და LED- ები აქ არის ჩართული. ასევე არსებობს მეორე სფერო ATtiny85– ის დაპროგრამებისთვის Arduino– ს საშუალებით (Google როგორ გავაკეთოთ ეს, ბევრი გაკვეთილია).

ამ პროექტის ნაწილების სრული სია:

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 ცვლის რეგისტრაცია
• 7x წითელი 3 მმ LED
• 1x ლურჯი 3 მმ LED
• 2x 120ohm რეზისტორი
• 1x 1P2T SPDT გადამრთველი
• 1 x ბატარეის დამჭერი

მიმაგრებულია ATtiny85 კოდი (ციმციმებს არდუინოს გამოყენებით). ტესტირების შემდეგ გადავედი PCB დიზაინზე.

ნაბიჯი 2: PCB დიზაინი

თუ თქვენ უბრალოდ გინდათ PCB- ების დამზადება ჩემი დიზაინის გამოყენებით, შეგიძლიათ გამოიყენოთ StargatePlots.zip საქაღალდე, რომელიც თან ერთვის. იგი შეიცავს გერბერის ფაილებს, რომ ეს შეთითხნილი იყოს

PCB– ის ფიზიკური დიზაინი ძალიან მნიშვნელოვანი იყო საბოლოო პროდუქტისთვის-განსაკუთრებით მას შემდეგ, რაც ის იშლება და PCB– ის ნაწილები გამოიყენება როგორც საყრდენი. ამ მიზეზით, დავიწყე CAD– ში. მე გამოვიყენე Autodesk Fusion 360 PCB– ის შესაქმნელად, ჩანართების ჩათვლით.

PCB მონახაზი Fusion 360 -ში

მას შემდეგ, რაც თქვენ დაამზადეთ თქვენი PCB CAD– ში, თქვენ გჭირდებათ გზა, რომ შეიტანოთ იგი თქვენს PCB დიზაინის პროგრამულ უზრუნველყოფაში, რათა დაამატოთ კიდეები. Fusion 360– ში თქვენ მხოლოდ უნდა შექმნათ ახალი ესკიზი ნაწილის ზედაპირზე და დააპროექტოთ ყველა კიდე. შემდეგ უბრალოდ შეინახეთ ესკიზი. კომპონენტის ბრაუზერის ზონაში (ფანჯრის მარცხენა მხარეს) შეარჩიეთ ახალი ესკიზი და გაუშვით DXF სახით. შეინახეთ მოგვიანებით.

KiCAD სქემატური

მე გავაკეთე ჩემი რეალური PCB დიზაინი KiCAD– ში. მე გამოვიყენებდი Autodesk Eagle- ს, მაგრამ მე ვჭრიდი მას კონკურსის ბოლო ვადაზე და არ მქონდა დრო, რომ მესწავლა არწივის გამოყენება. KiCAD– ში პირველი ნაბიჯი არის თქვენი PCB სქემის შექმნა. სქემა არის თქვენი დიზაინის გამარტივებული ბლოკ -დიაგრამა და მისი მთავარი მიზანია KiCAD- ს უთხრას, რომელი კომპონენტების ქინძისთავები არის დაკავშირებული ერთმანეთთან.

მორგებული კომპონენტი

KiCAD– ს ჰქონდა თითქმის ყველა კომპონენტი, რომელსაც მე ვიყენებდი ჩამონტაჟებული, ამიტომ მე უბრალოდ დავამატე ისინი და დავაკავშირე ქინძისთავები. დიდი გამონაკლისი იყო capacitive touch pad, რომელიც სრულად არის მორგებული. ამის დასამატებლად, მე უნდა შევქმნა ახალი PCB კვალი.

პირველ რიგში, მე დავხატე სენსორული ბალიშის ფორმა InkScape– ში. მე გამოვიყენე KiCAD– ის Bitmap– ის გადამყვანი, რომ ეს ახალი კომპონენტის ნაკვალევად გადამექცია. ეს შემდეგ დაემატა ჩემს სქემატურს.

KiCAD PCB

სქემის დასრულების შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ შექმნათ PCB– ის რეალური განლაგება. KiCAD უბრალოდ გადაყრის ყველა ნაკვალევს ფურცელზე და თქვენზეა დამოკიდებული მათი პოზიციონირება. პირველ რიგში, თქვენ გინდათ თქვენი PCB მონახაზის იმ DXF იმპორტი.

გადადით Edge Cuts ფენაზე და შემდეგ აირჩიეთ იმპორტი DXF. შეარჩიეთ თქვენი მონახაზი DXF და ის განთავსდება ფურცელზე. შემდეგ თქვენ შეგიძლიათ განათავსოთ თქვენი ნაკვალევი საჭიროებისამებრ. ეს ნაბიჯები კარგად არის დაფარული KiCAD– ის ბევრად უფრო დეტალურ სახელმძღვანელოში. დაბოლოს, დაამატეთ სპილენძის შემავსებელი შევსება გასასვლელი ადგილებიდან, რათა არ დარჩეს ჭრილობები.

მორგებული აბრეშუმის ეკრანი

Stargate არ არის სრულყოფილი გლიფების გარეშე, რაც ნიშნავს რომ საჭიროა აბრეშუმის ეკრანის მორგება. მე დავიწყე Google– ში Stargate– ის ილუსტრაციის პოვნით, რომელიც ნათლად აჩვენებდა გლიფებს. შემდეგ, მე გამოვიყენე GIMP, რომ ამოვიღო ყველა სურათი გლიფების გარდა და გავხადე შავი და თეთრი. მე მივიღე ის InkScape– ში და გადავიყვანე ვექტორულ გამოსახულებაზე და გავაფორმე სათანადო ზომაზე.

იქიდან გამომდინარე, პროცესი მსგავსი იყო პერსონალური ნაკვალევის შექმნის. მაგრამ, იმის ნაცვლად, რომ გამოსახულება გამომეყენებინა ნაკვალევად, მე გამოვიყენე ის აბრეშუმის ეკრანის ფენისთვის. შემდეგ მე უბრალოდ გადავიტანე იგი PCB– ში და განვათავსე. ეს პროცესი განმეორდა DHD გლიფებისთვის.

ნაბიჯი 3: დაამზადეთ თქვენი PCB- ები

არსებობს მრავალი ფაბრიკაციული სერვისი, რომლის საშუალებითაც შეგიძლიათ გამოიყენოთ თქვენი PCB– ები. OSH Park არის პოპულარული არჩევანი, რომელიც ძალიან მარტივი გამოსაყენებელია და აქვს შესანიშნავი ხარისხი, მაგრამ ცოტა ძვირი ღირს-PCB- ებიც მეწამულია.

ამ პროექტისთვის მე გამოვიყენე Seeed Studio Fusion PCB სერვისი. ეს მნიშვნელოვნად უფრო ხელმისაწვდომი იყო, ხარისხიც შესანიშნავი იყო და ისინი ბევრად მეტ პერსონალიზაციას გვთავაზობენ. მაგალითად, მე მოვახერხე მათი დამზადება შავად, და არსებობს რამდენიმე ფერის ვარიანტი.

თქვენ გექნებათ გადაზიდვის რამდენიმე ვარიანტი, მაგრამ მე ავირჩიე DHL. მე შეკვეთა შევადგინე 11 იანვარს და მივიღე დაფები 22 იანვარს. საერთო ღირებულება, გადაზიდვის ჩათვლით, იყო $ 51,94 ამ 101,6 x 101,6 მმ დაფებიდან 10 -ისთვის. მე რომ უბრძანა დაფები ნაგულისხმევ მწვანე ფერში, ისინი უფრო იაფი იქნებოდა. მაგრამ, $ 5.20 თითო დაფაზე საკმაოდ გონივრულია იმის გათვალისწინებით, თუ რამდენად დიდია ისინი.

ყოველივე ამის შემდეგ, თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ნებისმიერი სერვისი, რაც გსურთ. სხვა პოპულარული ვარიანტებია JLCPCB და PCBWay. ყველაფერი რაც თქვენ გჭირდებათ რომ გააკეთოთ არის გერბ ფაილების შედგენა KiCAD– დან ან Eagle– დან, რომ ატვირთოთ თქვენი დიზაინი ამ სერვისებზე. თუ თქვენ იყენებთ OSH პარკს, შეგიძლიათ პირდაპირ ატვირთოთ თქვენი KiCAD პროექტი.

ნაბიჯი 4: შეიკრიბეთ დაფა

თუ თქვენ შექმენით თქვენი საკუთარი დაფა, თქვენ უნდა იცოდეთ როგორ შეიკრიბოთ იგი. მაგრამ, თუ თქვენ იყენებთ ჩემს PCB დიზაინს, აი როგორ უნდა დააკავშიროთ იგი:

ყველა კომპონენტი ხვრელია და დატანილია დაფაზე, ამიტომ შეკრება ადვილი უნდა იყოს. თითოეული კომპონენტი მოთავსებულია დაფის მხარეს ეტიკეტით. ATtiny85 და 74HC595 მდებარეობები ორივე აღინიშნება, თუ როგორ უნდა იყოს ორიენტირებული. ჩიპებს აქვთ წერტილოვანი მარკირება Pin 1, რომელიც ჩნდება ჩიპების მონახაზის შემდეგ დაფაზე.

LED- ებს აქვთ პოლარობა, ასე რომ თქვენ ფრთხილად უნდა იყოთ მათი ჩასმისას. LED- ების უარყოფითი კათოდი (მოკლე ფეხი) გადის კვადრატულ ხვრელში, ხოლო დადებითი ანოდი (გრძელი ფეხი) გადის მრგვალ ხვრელში. ჯერ შედუღეთ შვიდი წითელი შუქდი შევრონებისთვის, შემდეგ კი დაფა გადააბრუნეთ.

ცისფერი LED უნდა იყოს მოხრილი 90 გრადუსიანი კუთხით ვარსკვლავის კარის ცენტრისკენ ქვემოთ. მხოლოდ ჩადეთ იგი ნახევარამდე, შემდეგ კი მოხარეთ იგი შედუღებამდე.

შემდეგ მოდის DHD მავთულები. შეაერთეთ თითოეული მავთულის ერთი მხარე PCB– ის DHD ნაწილში, შემდეგ მეორე ბოლოები შეაერთეთ Stargate– ის ნაწილში. არ აქვს მნიშვნელობა რომელი მავთული რომელ ხვრელში შედის, ტევადობის შეხების ბალიშს არ აქვს პოლარობა.

დაბოლოს, შეაერთეთ ბატარეის მავთულები. თუ თქვენ გაქვთ დაფის პირველი გადასინჯვა, ის არასათანადოდ იქნება მონიშნული და ამბობს, რომ ქვედა ხვრელი არის "+" დადებითისთვის. ეს იყო შეცდომა ჩემი მხრიდან. ქვედა (გარე) ხვრელი უარყოფითია. ასე რომ, შეაერთეთ ბატარეის დადებითი მავთული ზედა (შიდა) ხვრელში, ხოლო უარყოფითი მავთული ქვედა (გარე) ხვრელში.

ნაბიჯი 5: 3D ბეჭდვა თქვენი ნაწილები

ამ პროექტს აქვს სულ ცხრა 3D დაბეჭდილი ნაწილი: შვიდი შევრონის ყდა და ჭიის ხვრელის LED დიფუზორის წინა და უკანა ნაწილები.

Chevrons არის პირდაპირი, და ცხელი glued მეტი chevron LED- ები დამატებითი სტილი. ეს უნდა იყოს დაბეჭდილი შავი ან ნაცრისფერი.

ჭიის ხვრელის LED დიფუზორი იყოფა ორ ნაწილად, რათა გაუადვილოს ბეჭდვა და გახადოს ის უფრო ეფექტური. წინა ნაჭერი იბეჭდება გამჭვირვალე ძაფში, ასე რომ სინათლე ანათებს და უკანა ნაწილი იბეჭდება თეთრი ძაფით, რაც ხელს უწყობს შუქის ასახვას წინა მხარეს.

ყველა ეს ნაჭერი შეიძლება დაიბეჭდოს საყრდენების გარეშე. მე გირჩევთ გამოიყენოთ ფენის სიმაღლე 0.15 მმ, შევსება უნდა იყოს დაახლოებით 20%.

ნაბიჯი 6: საბოლოო შეკრება

Stargate– ის შეკრების დასასრულებლად, თქვენ უბრალოდ უნდა დააწყოთ ნაჭრები ცხელი წებოთი. პირველ რიგში, მე გირჩევთ გამოიყენოთ სანდლის ქაღალდი ან დრემელი PCB ნაწილების ჩანართების გასასუფთავებლად.

შემდეგ, გამოიყენეთ ცოტაოდენი ცხელი წებო ან სუპერ წებო, რომ წინა დიფუზორის ნაწილი მიამაგროთ დიფუზორის უკანა მხარეს. ისინი უნდა იყოს კონცენტრირებული (ორიენტირებული).

შემდეგი, შეავსეთ შევრონი ცხელი წებოთი და ჩამოაგდეთ იგი შევრონის LED- ზე. გაიმეორეთ ეს დანარჩენი ექვსი შევრონის LED- ებისთვის. წადით წინ და გამოიყენეთ კიდევ რამდენიმე ცხელი წებო, რომ დაამონტაჟოთ ჭიის ხვრელის LED დიფუზორი PCB– ზე. არის პატარა ხვრელი, რომლის მიხედვითაც შესაძლებელია LED- ის მორგება, ასე რომ უბრალოდ ჩადეთ იგი და გამოიყენეთ დიფუზორის სქელი ნაწილი, როგორც ზედაპირი ცხელი წებოთი მას PCB- ზე.

რამდენჯერმე გადაახვიეთ DHD მავთულები ბატარეის მავთულხლართებზე, რათა ისინი მოწესრიგებული იყოს. DHD PCB განკუთვნილია ბატარეის დამჭერის თავზე გასასვლელად, ასე რომ ცხელი წებო (ასე რომ ბატარეის მავთულები ბოლოშია). შემდეგ გამოიყენეთ ცხელი წებო, რომ მიამაგროთ საყრდენები (ნაკაწრების გარეშე) ბატარეის დამჭერის გვერდებზე, რათა ის იყოს თავდაყირა და სტაბილური.

დაბოლოს, დააყენეთ საყრდენი ხვრელებით Stargate PCB– ის შესაბამის ჩანაწერებში. გამოიყენეთ ცხელი წებო თითოეულზე, რომ შეინარჩუნოს იგი.

და დაასრულე! უბრალოდ გადაატრიალეთ გადამრთველი, დაელოდეთ რამდენიმე წამს და შემდეგ შეგიძლიათ შეეხოთ სენსორულ ბალიშს თითოეული შევრონის დასაყენებლად და ჭიის ხვრელის დასაყენებლად!