$ 1 PCB ნაძვის ხე: 7 ნაბიჯი (სურათებით)

2024 ავტორი: John Day | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2024-01-30 10:19

გამომყევით Twitter- ზე! მიყევით ავტორის მეტს:

შესახებ: მე მქვია ლოან ბუდინი, მე ვარ დამამზადებელი და ფრანგი სტუდენტი, რომელიც ვსწავლობ ელექტრონიკის ინჟინერიას პარიზთან ახლოს. მე მიყვარს საკუთარი თავის დამზადება და ყველას ვუზიარებ ჩემს პროექტებს. მეტი ლობოატის შესახებ »

PCB ნაძვის ხე Loann BOUDIN | 2018 წ

როდესაც შობა მოდის, რისი გაკეთება შეუძლია ელექტრონიკის მოყვარულს? PCB ნაძვის ხე, რა თქმა უნდა!

როგორც მცირე ელექტრონიკის მოყვარულთა კლუბის წევრი, მე მიყვარს ჩემი გაზიარება ელექტრონიკისა და PCB დიზაინის მიმართ მცირე პროექტების საშუალებით. საშობაოდ, მსურდა SMD შედუღების სამყარო გავაცნო ახალ წევრებს სახალისო და მარტივი პროექტით: შევაერთეთ მინიატურული PCB ნაძვის ხე ჩადგმული 0805 SMD მოციმციმე leds.

ეს ინსტრუქცია აღწერს იმ პროცესს, რომელიც მე მოვახერხე წარმოსახვის, დიზაინისა და შექმნის რამოდენიმე იაფი, პატარა, კაშკაშა ნაძვის ხეების დაბეჭდილ მიკროსქემის დაფებზე ერთეულზე ნაკლებ ფასად. გაიხარე:)

და … თუ მოგეწონათ ეს ინსტრუქცია, განიხილეთ PCB კონკურსში ამ პროექტისთვის ხმის მიცემა! Გმადლობთ !

ნაბიჯი 1: საჭირო BOM, ინსტრუმენტები და უნარები

თქვენ დაგჭირდებათ:

საჭირო ინსტრუმენტები:

• soldering რკინის
• solder მავთული
• ქვიშაქვა
• ბრტყელი ტაფა
• ჭრის pliers
• კარგი პინცეტი

არჩევითი (მაგრამ მოსახერხებელი) ინსტრუმენტები:

• კვამლის ამონაწერი
• მრავალ მეტრიანი
• ბრწყინვალე მინა

უნარები:

შედუღების ძირითადი უნარები

მასალების ანგარიში:

კომპონენტები	Მიმწოდებელი	საბითუმო ფასი ($)	ფასი PCB ($)
11x 0805 SMD მოციმციმე leds	ალიექსპრესი	15, 79	0, 29
1 x CR1220 ბატარეა	ალიექსპრესი	0, 75	0, 15
1x ბატარეის დამჭერი	ალიექსპრესი	6, 58	0, 07
1x გადამრთველი გადამრთველი	ალიექსპრესი	2, 62	0, 03
2x 2 ქინძისთავის სათაური	ალიექსპრესი	0, 51	0, 01
1x PCB	იხილე სტუდია	4, 90	0, 12

მე ავირჩიე იაფი კომპონენტები, რომ შევინარჩუნო BOM სიმბოლური ფასი 1 დოლარი ნაძვის ხის PCB- ზე. საერთო ფასი ერთი PCB ნაძვის ხის ყველა ელექტრონული კომპონენტის soldered არის შეფასებული $ 0, 67.

ნაბიჯი 2: ეძებთ შთაგონებას…

მე მინდოდა შემექმნა რეალისტური PCB ნაძვის ხე, სადაც პერპენდიკულარულად აწყობილ ორ PCB- ს შეუძლია მისცეს 3D ფორმა, რომელსაც შეუძლია ადგეს. ორი განსხვავებული PCB- ის შექმნა არ გახდის დიზაინს უფრო რთულ, მაგრამ უფრო ძვირი, რადგან მწარმოებლები უფრო მეტს იხდიან, როდესაც PCB შეიცავს ერთზე მეტ დიზაინს. იმისათვის, რომ ფასი მაქსიმალურად დაბალი იყოს, მე უნდა ვიფიქრო PCB დიზაინის ჭკვიანურ მენეჯმენტზე ნარჩენებისა და ღირებულების შესამცირებლად. ჩემი მიზნისთვის, შემექმნა სრულყოფილი PCB ნაძვის ხე ჩემი მიზნისთვის, მე ვეძებდი მსგავს პროექტებს Google- ში და Instructables- ში.

მე წავაწყდი bluquesh– ის დიზაინს, რომელიც აღმოვაჩინე განსაკუთრებით საინტერესო და ძალიან კარგად დოკუმენტირებული. თავის პირველ Instructable– ში ეს წევრი აღწერს თუ როგორ მოახერხა მან შექმნა პატარა PCB ნაძვის ხე მრავალი მახასიათებლით:

• ჩამონტაჟებული არდუინოს ჩიპი
• ორი ფერის SMD LED- ები
• ტევადი შეხება
• ჩაშენებული ბატარეა
• DC/DC გამაძლიერებელი წრე
• … და მეტი !

ამ მახასიათებლების ზოგიერთი ნაწილი არ შეესაბამება ჩემს პროექტს, რომლის მიზანია იყოს მარტივი და იაფი. მიუხედავად ამისა, მისი პროექტის კიდევ ერთმა დეტალმა მიიქცია ჩემი ყურადღება: bluquesh– მა მოახერხა მისი 3D ნაძვის ხის დიზაინის მოთავსება კვადრატულ უბანში, სადაც ნულოვანი სივრცეა ნარჩენები. მთავარი ნაძვის გვერდით ორი ნახევრად ნაძვის ფორმის ფარფლის შექმნით, მან ხელახლა გამოიყენა დაკარგული სივრცე, რათა შექმნას კიდევ ერთი სრული ხე, მიუხედავად მისი რთული ფორმისა.

მე ადაპტირებული და ხელახლა გამოვიყენე ეს ჭკვიანი დიზაინი ჩემს პროექტში.

ნაბიჯი 3: PCB დიზაინი

მე შევქმენი ჩემი PCB ნაძვის ხე Autodesk EAGLE– ის გამოყენებით. EAGLE არის ელექტრონული დიზაინის ავტომატიზაციის (EDA) პროგრამული უზრუნველყოფა, რომელიც საშუალებას იძლევა სქემატური დიაგრამების დიზაინი, კომპონენტების განთავსება და PCB მარშრუტიზაცია.

დიზაინი დავიწყე ელექტრონული სქემის სქემატური შექმნით. იგი შედგება 11 მოციმციმე LED- ისგან პარალელურად, იკვებება 3 ვ ღილაკის უჯრედის ბატარეით. გადამრთველს შეუძლია წრე გახსნას ან დახუროს. დაბოლოს, დამატებითი ფილტრაციის კონდენსატორი 10 μF არის მოთავსებული ბატარეის ძაბვასა და მიწას შორის.

მე გავაკეთე არჩევანი, რომ არ ჩავრთო რეზისტორი სერიებში LED- ებთან ერთად, რადგან 3 V ძალიან ახლოს არის მრავალი LED- ების ფერის წინამორბედ ძაბვასთან:

სქემატური და PCB დაყოფილია სამ ნაწილად:

• მთავარი დაფა: მას აქვს ნაძვის ხის ფორმა და შეიცავს ბატარეის დამჭერს, გადამრთველს, 3 LED- ებს ზედა მხარეს და 2 LED- ებს ქვედა მხარეს. ორი 2 ქინძისთავის pinhead კონექტორი საშუალებას გაძლევთ დააკავშიროთ და ჩართოთ ორი ფარფლი, ერთი ზედა და მეორე ქვედა მხარეს.
• ზედა ფარფლი: მას აქვს ნაძვის ხის ნახევარი ფორმის ბატარეის დამჭერისთვის და შეიცავს 1 LED ზედა სახეს და 2 LED- ს ქვედა სახეზე. ერთი 2-ქინძისფერი pinhead კონექტორი ნაკვალევი საშუალებას იძლევა ფარფლის დაკავშირება და ჩართვა მთავარ დაფაზე.
• ქვედა ფარფალი: მას აქვს ნაძვის ხის ნახევარი ფორმა და მოიცავს 2 LED- ს ზედა სახეზე და 1 LED ქვედა სახეს. 2-ქინძისთავის pinhead კონექტორის ნაკვალევი საშუალებას იძლევა ფარფლის დაკავშირება და ჩართვა მთავარ დაფაზე.

მე გადავწყვიტე ავირჩიო შემცირებული ზომა 48 * 48 მმ თითო ნაძვის ხეზე, დაფის კონტურის დახატვით მე -20 ფენით "განზომილება".

მე დავხატე ნაძვის ფორმა 46 -ე ფენის "დაფქვის" გამოყენებით, რომლის სიგანე 3 მმ იყო: ეს ხაზი განმარტებულია, როგორც მწარმოებლისთვის საფქვავის არე და გამოყავით ნაძვი მისი ფარფლებიდან.

მას შემდეგ, რაც სქემის მონახაზი მკაფიოდ განისაზღვრა, მე მოვათავსე უმსხვილესი კომპონენტები, როგორიცაა ბატარეის დამჭერი და გადამრთველი, შემდეგ LED- ები ისე, რომ მათი განაწილება სასიამოვნო იყოს.

მე დავამატე კიდევ ერთი საფქვავი ფართობი ერთ ფინჯანზე, რათა ბატარეის დამჭერი მოერგოს და ხვრელი ხეზე, რომ შეძლოთ მისი სადმე დაკიდება (მაგალითად, ნამდვილ ნაძვის ხეზე).

შემდეგ, მე გავანადგურე ყველა კომპონენტი ზედა და ქვედა ფენების გამოყენებით: ბატარეის ძაბვა ნაწილდება LED- ებზე 0, 5 მმ სიგანის კვალითა და მთლიანი მიწის სიბრტყით.

დაბოლოს, მე დავამუშავე ორი სეპარატისტული ჩანართი და მოვათავსე ისინი ძირი ნაძვისა და მის ფარფლებს შორის 3 მმ დაფქვის კვალზე, რათა შევინარჩუნო დაფა ერთი დიზაინის სახით და დავუშვა PCB პანელიზაცია (იხილეთ შემდეგი ნაბიჯი უფრო დეტალურად).

Eagle– ის ყველა ფაილი შეგიძლიათ იხილოთ ჩემს github– ზე ან ქვემოთ

ნაბიჯი 4: PCB პანელიზაცია

PCB მწარმოებლების უმეტესობა ახლა გთავაზობთ ერთ ფასს $ 5 10 PCB– ზე 100*100 მმ ზომის. ფასი უცვლელი რჩება სქემა 50*50 მმ ან 100*100 მმ. ხარჯების ოპტიმიზაცია მაშინ შესაძლებელია ამ მაქსიმალური ფართობის სქემების რაოდენობის გაზრდით. PCB პანელიზაცია მოიცავს ერთი მცირე ზომის PCB– ს შექმნას მცირე და მცირე ხარჯებისგან, რათა შემცირდეს ხარჯები და ნარჩენები.

PCB მწარმოებლების უმეტესობა არ იხდის დამატებით ღირებულებას იდენტური დიზაინის პანელიზაციისთვის. ეს ნიშნავს, რომ თქვენ შეგიძლიათ მართოთ რამდენიმე პატარა PCB ერთში უფასოდ მოთავსება, მაგრამ ის ყველასთვის იგივე დიზაინი უნდა იყოს. დამატებითი ინფორმაცია შეგიძლიათ იხილოთ PCB მწარმოებლის Seeedstudio ვებსაიტზე.

PCB პანელიზაცია შეიძლება მოხდეს ორი გზით:

V- ღარის პანელიზაციის მეთოდი: იგი შედგება დაფის სისქის 1/3 ზემოდან და 1/3 სისქის ქვემოდან, ზედა ჭრის პარალელურად, 30-45 გრადუსიანი წრიული საჭრელი დანათი. ეს შეიძლება გაკეთდეს მხოლოდ სწორი ხაზების გასწვრივ PCB მასივის გავლით

Breakeway-tab პანელიზაციის მეთოდი: იგი შედგება პერფორირებული ჩანართების დატოვების გზით PCB– ებს შორის. ორ PCB– ს შორის მანძილი არის დაახლოებით 2, 5 მმ, რადგან ეს არის სტანდარტული მარშრუტიზატორის ზომა უმეტეს სამშენებლო სახლებში და საჭიროებს როუტერის მხოლოდ ერთ ჩაბარებას დაფის დასაფქვავად. N-Holes პერფორაციის შაბლონები სტანდარტულია მოწყვეტილი ჩანართებისთვის და შექმნილია ადვილად მოსაშორებლად არასასურველი გვერდითი დაფის ამობურცებების დატოვების გარეშე

მეტი ინფორმაცია PCB პანელიზაციის დიზაინის შესახებ შეგიძლიათ იხილოთ ჯეკ ლუკას მიერ დაწერილ ძალიან კარგად დოკუმენტირებულ სტატიაში www. ElectronicDesign.com.

ჩემი პროექტის ღირებულების შესამცირებლად, მე გადავწყვიტე ჩემი ოთხი PCB ნაძვის ხის პანელირება ერთ დაფაზე. პირველ რიგში, მე მომიწია PCB ნაძვის ხის ორი ფარფის დაკავშირება მთავარ დაფაზე. მე დავამუშავე ორი სეპარატისტული ჩანართი 3 ხვრელიანი პერფორაციის ნიმუშით, რომელიც თითოეულ ფარფლს აკავშირებს ნაძვის ხის მთავარ დაფაზე. სეპარატისტული ჩანართები დამზადებულია 2*3 ხვრელისგან, დიამეტრით 0, 9 მმ.

მას შემდეგ, რაც დასრულდა ერთი PCB ნაძვის ხის დიზაინი, მე ოთხჯერ გავამრავლე და თითოეულ მათგანს გავუგზავნე გვერდიგვერდ, რათა შევსებულიყო მწარმოებლის მიერ დაწესებული 100*100 მმ ფართობი. ყველა დიზაინი განლაგებულია 3 მმ-ით და უკავშირდება გამოყოფილ ჩანართებს 3-ხვრელიანი პერფორაციის ნიმუშით.

საბოლოო PCB აქვს ზომა 100*100 მმ და შეიცავს 4 ნაძვის ხის PCB- ს. PCB ერთეულის ღირებულება ასე იყოფა 4 -ზე!

ნაბიჯი 5: შეაერთეთ PCB

როდესაც ყველა კომპონენტი გროვდება, PCB– ის შედუღება შეიძლება დაიწყოს!

LED- ების შედუღება -

უმჯობესია დაიწყოთ LED- ების შედუღება, რადგან ისინი ყველაზე პატარა კომპონენტებია. მათი უკანასკნელი შეჯვარება პოტენციურად გაართულებს ამოცანას, რადგან უფრო დიდმა კომპონენტებმა შეიძლება ხელი შეუშალოს მათ განთავსებას. LED- ები პოლარიზებული კომპონენტებია და მნიშვნელოვანია გამოვყოთ PCB– ზე, თუ როგორ უნდა მოხდეს მათი შედუღება. LED- ების კვალი PCB– ზე ყოველთვის ერთი და იგივეა: გრუნტის სიბრტყესთან დაკავშირებული ბალიში არის მასა (კათოდური) და ტრეკთან დაკავშირებული ბალიში არის მიწოდების ძაბვა (ანოდი). მწვანე ისარი CMS LED- ის ქვეშ მიუთითებს დინების ნაკადის მიმართულებას და შესაბამისად მის პოლარობას.

"დიოდების შემმოწმებლის" კონფიგურაციაში მულტიმეტრით LED- ის ტესტირება დაგეხმარებათ მისი პოლარობისა და ფერის განსაზღვრაში.

LED- ების შესაკრავად, მე პირველად დავიწყე მცირე ზომის შედუღების განთავსება ერთ -ერთ LED ბალიშზე. შემდეგ მივუახლოვდი LED- ს წვრილი პინცეტით, ხოლო შედუღება გამდნარი შევინახე ჩემი გამაგრილებელი რკინით. მას შემდეგ, რაც ლიდერი სწორად მოათავსეს, მე ამოვიღე ჩემი გამაგრილებელი რკინა, რომ გამყარებულიყო გამწოვი. მეორე შედუღება შეიძლება გაკეთდეს პინცეტით LED- ის დაჭერის გარეშე. ეს პროცესი მეორდება დარჩენილი 10 LED- ებისთვის.

შედუღება ბატარეის დამჭერი -

ბატარეის დამჭერი უჭირავს ღილაკს უჯრედს PCB- სთან ელექტრული კავშირის შესაქმნელად. ბატარეის მყარად დასაჭერად, კალის პატარა ფენა დავდე ბატარეის დამჭერის ბალიშზე. შემდეგ კონექტორი მოთავსებულია და შედუღებულია.

გადართვა გადამრთველი -

დაბოლოს, გადამრთველი იჭრება იმავე მხარეს, როგორც ბატარეის კონექტორი. გადამრთველი გამოდის PCB– დან მარტივი მუშაობისთვის.

ნაბიჯი 6: PCB- ის აწყობა

მას შემდეგ, რაც ყველა კომპონენტი გაერთიანდება, დროა შევიკრიბოთ ნაძვის ხე.

დაფების გამოყოფა -

მე დავიწყე დაფის გატეხვა ბრტყელი პლიერით, რათა გამოვყო ორი ფარფლი ძირითადი დაფისგან. მე გამოვიყენე საჭრელი ფანქარი, რომ ამომეღო ნებისმიერი დიდი კიდე, რომელიც შესაძლოა დააზარალებდა. შემდეგ, მე გამოვიყენე ქვიშაქვა ნაძვის ხის მხარეების გასასუფთავებლად და ბოლოს მქონდა სამი სუფთა დაფა: მთავარი ხე და მისი ორი ფარფლი.

დაფების დაკავშირება -

ერთი ფარფლი მიმაგრებულია მთავარ დაფაზე მათ შორის 2 ქინძისთავის pinhead კონექტორის შედუღებით. პინჰედის კონექტორს აქ ორი გამოყენება აქვს: დაიჭირეთ ფრთა მთავარ დაფაზე და მიიყვანეთ ძაბვა და მასა ფარფლის LED- ებზე.

მე მოჭრილი 2* 2 ქინძისთავები pinhead კონექტორები დიდი pinhead კონექტორი ზოლები და გაწმენდილი პლასტიკური კიდეები ერთად sandpaper. შემდეგ, მე გავუწოდე ისინი ერთმანეთთან ძირითად დაფაზე, როგორც სურათებზეა ნაჩვენები, ერთი ზედა სახეზე და მეორე ქვედა სახეზე.

მე ორი ფარფლი მივაწებე კონექტორებს, რომლებიც ვფრთხილობდით მათ სწორად გასწორებაში და ვდებდი ფარფს ნაკაწრით ბატარეის კონექტორის მხარეს.

PCB ნაძვის ხე ახლა საბოლოოდ შეიკრიბა!

ჩართეთ წრე -

PCB იკვებება CR1220 ლითიუმის ბატარეით 3 ვ. მას შემდეგ, რაც ღილაკის უჯრედი ჩადებულია ბატარეის დამჭერში დაფაზე და გადამრთველი დაიხურება, ყველა LED- ები იწყებენ ციმციმებას ჯადოსნურად!

ამ პროექტში გამოყენებულ ღილაკს აქვს საშუალო სიმძლავრე 40 mAh, რაც იმას ნიშნავს, რომ მას შეუძლია 40 mA– მდე მიწოდება 1 საათის განმავლობაში, ან 20 mA 2 საათის განმავლობაში. PCB ნაძვის ხის ამჟამინდელი მოხმარება არის დაახლოებით 80 mA და დამოკიდებულია არჩეული LED- ების ფერებზე: თეთრი, ლურჯი და მეწამული LED- ები უფრო მეტად აქცევს ვიდრე წითელი, ნარინჯისფერი და ყვითელი LED- ები.

გამოცდილებით, მე გირჩევთ გამოიყენოთ წითელი, ნარინჯისფერი, ყვითელი და მწვანე LED- ები, რადგან ისინი დაზოგავენ ბატარეას, ხოლო საშობაო სულისკვეთების ლამაზ ფერებს უზრუნველყოფენ:) ამ ფერებით თანაბარი პროპორციით, ჩემი PCB ნაძვის ხეები ანათებს 1 საათის განმავლობაში სანამ მწვანე LED- ები არ დაიწყება ქრებოდა.

ნაბიჯი 7: დასკვნა

მე მხიარულად გავატარე ამ პატარა PCB ნაძვის ხეების დიზაინი და ბევრი გავიგე PCB წარმოებისა და PCB პანელიზაციის შესახებ.

პროექტის დაბალი ღირებულების დიზაინის წყალობით, შედუღების სემინარი უფასოდ შესთავაზეს მათ, ვისაც მისი ცდა სურდა. ეს PCB- ები ძალიან წარმატებული იყო ჩემს კლუბში და ბევრმა ახალმა წევრმა შეასრულა თავისი პირველი ჩიპი SMD კომპონენტებზე დაყრდნობით. მე უფრო მეტად გამიხარდა იმის გაგება, რომ ჩემმა ზოგიერთმა ქმნილებამ დაამშვენა ჩემი მეგობრების ნაძვის ხეები.

დღეს მე ვამაყობ, რომ შემიძლია ამ სემინარისა და ამ გაკვეთილის საშუალებით გადმოგცეთ ცოდნა, რომელიც მე მივიღე ამ პროექტის განმავლობაში. იმედია მოგეწონათ და გისურვებთ ყოველივე საუკეთესოს მომავალ წელს:)