პროექტი 2: როგორ გადავაბრუნოთ ინჟინერია: 11 ნაბიჯი (სურათებით)

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

გამარჯობა მეგობრებო, ჰობიისტო, ჩემმა კარგმა მეგობარმა Raspberry Pi– სთან ერთად შეადგინა რამდენიმე კომპონენტი RS232 პროტოკოლის TTL– ში დეკოდირების მიზნით. საბოლოო შედეგი ჩაყარეს ყუთში, რომელიც შეიცავდა 3 ძირითად კომპონენტს: სიმძლავრის გადამყვანი Pi- ს ენერგიაზე, ორმაგი არხის რელე, რომელიც უზრუნველყოფს ენერგიის დაკარგვას კონტროლის დროს, როდესაც ხდება კომუნიკაცია და RS232 to TTL მოდულის გადამყვანი. ამოცანაა შექმნას უკეთესი გადაწყვეტა, რომელიც აერთიანებს ყველა მძიმე ტექნიკას ერთ PCB- ში. საბოლოო შედეგს ექნება ნაკლები ელემენტები -> ნაკლები კაბელები -> ვიბრაციის მტკიცებულების დიზაინი. ეს ნიშნავს, რომ ამოცანა არის ტექნიკური საპირისპირო საინჟინრო ამოცანა. შემდეგი ნაბიჯები უნდა დაგეხმაროთ ამგვარი ამოცანების გადაჭრაში.

ნაბიჯი 1: კომპონენტების იდენტიფიცირება

თქვენ მოგიწევთ google- ზე დაფუძნებული რომელიმე ქვემოთ ჩამოთვლილზე დაყრდნობით:

- დაფაზე დაბეჭდილი სახელის გამოყენება.

- მოწყობილობის ფუნქციის გამოყენება.

-დაფაზე ძირითადი კომპონენტის გამოყენება: მოძებნეთ ძროხის ჩიპები -> მიიღეთ მათი სახელები -> google მათი აპლიკაცია.

- Google გამოსახეთ ნებისმიერი ნაპოვნი საკვანძო სიტყვა და გადაახვიეთ ქვემოთ, სანამ არ იპოვით მოწყობილობას ან რაიმე სხვა ძიებამდე მიგიყვანთ.

მოკლედ რომ ვთქვათ, მე ვიპოვე სამივე მოწყობილობა და წინ წავედი და უბრძანა მათ ebay- ზე:

- MAX3232 TO TTL:

-5V ორმაგი არხის სარელეო: https://www.ebay.ca/itm/5V-Dual-2-Channels-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino/263347137695?hash= item3d50b66c9f: g: DlUAAOSwIVhaG-gf

-DC-DC მამლის გადამყვანი: https://www.ebay.ca/itm/DC-DC-Buck-Step-Down-Converter-6V-80V-24V-36V-48V-72V-to-5V-9V-12V -Power-Suppply/122398869642? Hash = item1c7f8a888a: g: 3vkAAOSwuxFYyQyb

ნაბიჯი 2: დროა მიიღოთ რამდენიმე სქემის სქემა

წრიული სქემების ძებნისას მნიშვნელოვანია გავითვალისწინოთ თითოეული დაფის ძირითადი ფუნქცია.

მას შემდეგ, რაც წრიული დიაგრამები მოიძებნება, გადადით დიგიკეიზე (ან მაუსერზე, ან სხვაგან, საიდანაც აპირებთ ელემენტების შეკვეთას) და ნახეთ, არის თუ არა მთავარი ჩიპი ხელმისაწვდომი, როგორც მოგვიანებით შეუკვეთებთ მას.

ყველა სხვა ელემენტი უნდა იყოს ხელმისაწვდომი ელექტრონული ვებსაიტების უმეტესობა (დიოდები, თავსახურები, ინდუქტორები, რეზისტორები …) ზოგჯერ, შეიძლება შეგექმნათ პრობლემა სწორი ზომის ან პაკეტის პოვნაში (ხვრელიდან, ზედაპირზე ჩასასმელად, …)

თუ ეს მნიშვნელოვანია დიზაინის შემდგომ ეტაპებზე, გთხოვთ მოძებნოთ ეს დეტალები მხედველობაში.

ასე რომ, მე დავამთავრე შემდეგი მონაცემთა ცხრილები:

-MAX3232 TTL– მდე:

- 5V ორმაგი არხის სარელეო:

- DC-DC მამლის კონვერტორი:

როგორც უკვე აღვნიშნე, მე წინ დავიწყე და დავიწყე Digikey ვებსაიტებზე გამოყენებული კომპონენტების ძებნა, მე შემეძლო ყველა მათი პოვნა, გარდა ერთი კომპონენტისა DC-DC მამლის გადამყვანთან დაკავშირებით, უფრო კონკრეტულად მე ვერ ვიპოვე XLSEMI XL4015 მამალი კონვერტორი (ნაპოვნია LCSC– ში!) იმისათვის, რომ თავიდან ავიცილოთ ორ სხვადასხვა ვებსაიტზე შეკვეთის გადახდა და, შესაბამისად, გადაზიდვის გადახდა ორჯერ, მე გადავწყვიტე გვერდის ავლით კონვერტორი და სხვა დიზაინისთვის, რომელიც იყენებს Digikey– ზე ნაპოვნი კომპონენტებს. ასე რომ, მე დავამთავრე ეს სქემა:

ახალი ბაკის გადამყვანი:

იმის დარწმუნებით, რომ დენი და ძაბვა საკმარისია Pi- ს გასაძლიერებლად, მე საბოლოოდ გამოვავლინე ყველა ელემენტი, რომელიც გამოყენებული იქნება ჩემს ძირითად PCB- ში.

ნაბიჯი 3: დაიმახსოვრე დიდი სურათი

ეს ნაბიჯი მართლაც მნიშვნელოვანია, რადგან ის ადგენს ტონს საერთო დიზაინისთვის. ჩემი ამოცანაა შევამცირო მავთულის რაოდენობა ყუთში, რადგან ეს უკანასკნელი ექვემდებარება გარემოს მაღალი ვიბრაციით. ამ პრობლემის გადასაჭრელად, მე უნდა გამოვყო ელექტროგადამცემი ხაზები (Pi– ს გაძლიერება) სიგნალის ხაზებისგან, რომლებიც გამოიყენება დეკოდირებისთვის და მოწყობილობებს შორის კომუნიკაციისთვის. ინფორმაციის გათვალისწინებით, ჩვენ ყველაფერს გავაერთიანებთ ერთ PCB- ში. საბოლოო პროდუქტს ექნება ერთი ლენტი კაბელი და ერთი მიკრო USB კაბელი Pi– სთან კავშირის დასამყარებლად. ლენტი კაბელი შეიცავს ყველა სიგნალს ორ მოწყობილობას შორის, ხოლო მიკრო USB კაბელი უზრუნველყოფს 5V, 1 ენერგიას, რომელიც საჭიროა Pi- ს ჩართვისთვის. ამის გათვალისწინებით, მე წინ წავედი და გადავალაგე პიპიში გამოყენებული GPIO ქინძისთავები, რათა ყველა სიგნალი ერთმანეთთან ახლოს ყოფილიყო, როგორც სურათზეა ნაჩვენები. ცხადია, ამის გასაკეთებლად, თქვენ უნდა შეცვალოთ GPIO ქინძისთავები სხვა GPIO ქინძისთავებით, ხოლო Gnd სხვა Gnd– ით და ენერგია სხვა დენის ქინძისთავებით, Raspberry Pi– დან ზოგადი პინის გამოყენებით. ეს ცვლილებები უნდა ჩაიწეროს, რადგან ისინი მოგვიანებით იქნება საჭირო Pi- ზე გაშვებული firmware განახლებისთვის.

ნაბიჯი 4: EasyEDA: სქემები

ამ ეტაპზე, თქვენ უნდა გაეცნოთ უმარტივეს cad ინსტრუმენტს. EasyEDA! როგორც სახელი მიუთითებს, სწავლა, თუ როგორ გამოიყენოთ ამ განვითარების ვებსაიტის ინსტრუმენტი, უნდა იყოს პირდაპირი. მე ვამაგრებ ბმულს ვებსაიტთან ერთად სხვა კარგ მითითებებთან ერთად, რათა სწრაფად წინ წახვიდეთ:

EasyEDA:

შესავალი ვიდეოები (GreatScott– ის მიერ):

www.youtube.com/watch?v=35YuILUlfGs

ვებგვერდის შემქმნელების მიერ გაკეთებული სწრაფი გაკვეთილი:

ნაბიჯი 5: შეარჩიეთ საჭირო კომპონენტები

ამ ნაბიჯში თქვენ უნდა აირჩიოთ გსურთ გამოიყენოთ ხვრელი ან ზედაპირზე დამაგრების კომპონენტები დაფის განზომილებიდან, თქვენი შედუღების მოწყობილობიდან და თქვენი შედუღების უნარებიდან გამომდინარე! მე გადავწყვიტე ზედაპირზე გავამახვილო ყველა კომპონენტი, თუ ეს შესაძლებელია, რამდენიმე გამონაკლისის გარდა, როდესაც SMD ვერსია არ არის ხელმისაწვდომი, ვთქვათ რელეები.

შემდეგ თქვენ უნდა დააფიქსიროთ პაკეტის ზომა ყველა თავსახურისთვის, რეზისტენტებისთვის, დიოდებისთვის და ა. შ.… ჩემს შემთხვევაში, მე გადავწყვიტე 1206 -ზე დავამყარო ყველაზე გავრცელებული კომპონენტები.

აქ კიდევ ბევრი ონლაინ გაკვეთილია ზედაპირზე შედუღების ტექნიკის შესახებ. მე განსაკუთრებით დავეყრდენი დეივ ჯონის სწავლებას ამ თემაზე (ქვემოთ მოყვანილი ბმული), მოგერიდებათ უყუროთ სხვა ორ შედუღების გაკვეთილს:

EEVblog #186 - Soldering Tutorial ნაწილი 3 - ზედაპირის მთა

www.youtube.com/watch?v=b9FC9fAlfQE&t=1259s

მე ვიცი, რომ ვიდეო გრძელია, მაგრამ ძმა საუბრობს სხვა საინტერესო საკითხებზე, როდესაც გასწავლით შედუღებას. ცხადია, მას უფრო მეტი გამოცდილება აქვს, ვიდრე აქაურ მოყვარულთა უმეტესობას, როგორც მე და შენ, ასე რომ კარგად უნდა იყოს.

ნაბიჯი 6: დახაზეთ სქემა დაკარგული კომპონენტებისათვის

EasyEDA– ს აქვს იმ კომპონენტების აბსოლუტური უმრავლესობა, რომლის შეკვეთაც ვგეგმავდი, გარდა ერთი მოწყობილობისა. როგორც ითქვა, ეს არ უნდა იყოს პრობლემა, რადგან ეს პროგრამა საშუალებას გაძლევთ დაამატოთ თქვენი ნახატები ონლაინ ბიბლიოთეკაში.

მე უნდა დავამატო "D-SUB 15 მდედრობითი კონექტორი" (digikey:

ბმულზე მოწყობილობის მონაცემთა ფურცლების შემოწმებით, თქვენ შეძლებთ გაიმეოროთ კომპონენტის გეომეტრიული მახასიათებლები. ეს უნდა შეიცავდეს დაშორებებს, ზომებს და მოწყობილობის მიმართულებას. თუ საკმარისად გაგიმართლათ, ზოგჯერ მწარმოებლები მოიცავს PCB ნახატებსაც, რომ თქვენ უბრალოდ დააკოპიროთ და ჩასვათ ხელით easyeda– ზე.

ნაბიჯი 7: შეიმუშავეთ თქვენი PCB განლაგება

დაფაზე სხვადასხვა კომპონენტის განთავსებისას თქვენ უნდა დარწმუნდეთ, რომ შეამციროთ დამაკავშირებელი კვალის სიგრძე. რაც უფრო გრძელია ეს უკანასკნელი, მით უფრო მეტად ექვემდებარება სიგნალის ხაზებს წინაღობა და ხმაურის ჩარევა. ამ ოქროს წესის გათვალისწინებით, მე წინ წავედი და მოვათავსე ყველა ჩემი კომპონენტი, როგორც ნაჩვენებია ვიდეოში.

ნაბიჯი 8: ჩაყარეთ ნომრები

ამ ეტაპზე თქვენ უნდა განსაზღვროთ სწორი კვალის სიგანე, რომელიც გამოიყენება სხვადასხვა ელემენტების დასაკავშირებლად. Easyeda– ს კვალი სისქე სტანდარტიზირებულია 1oz– მდე (თქვენი იაფი ვარიანტი). ეს ნიშნავს, რომ თქვენ უბრალოდ უნდა გქონდეთ თითოეული კვალში მიმდინარე დინების უხეში შეფასება. ხელთ არსებული აპლიკაციის საფუძველზე, მე გადავწყვიტე 30 მლ გამეკეთებინა ჩემი ენერგიის კვალის უმეტესობისთვის (მაქსიმუმ 1 ა) და 10 ~ 15 მლნ სიგნალის კვალისთვის (მაქსიმუმ 100 მმ ა).

ამ ციფრების მისაღებად შეგიძლიათ გამოიყენოთ მსგავსი ონლაინ კალკულატორი.

ონლაინ კვალი კალკულატორი:

ნაბიჯი 9: გაააქტიურეთ იგი

მას შემდეგ რაც დაფიქსირდება რბოლის სისქე სხვადასხვა ხაზებისთვის, დროა გავაკეთოთ ყველა კომპონენტის გაყვანილობა. თუ თქვენ მოათავსეთ თქვენი კომპონენტები PCB დიზაინის ზოგადი წესების შესაბამისად (ქვემოთ მოცემულია ქვემოთ), თქვენ უნდა შეძლოთ გაყვანილობის მარტივად გაკეთება. დასასრულს სპილენძის საფარის დამატების შემდეგ, თქვენ დაასრულებთ დასრულებულ PCB შეკვეთას. ამისათვის მე გირჩევთ გამოიყენოთ პარტნიორი ვებგვერდი easyeda, JLCPCB (ქვემოთ მიბმული), შეკვეთისას თქვენ არ გჭირდებათ რაიმე სახის ცვლილება შეკვეთის სტანდარტულ ვარიანტებში. ასევე, თუ თქვენ ერთზე მეტ დაფაზე იკვებებით, გირჩევთ შეუკვეთოთ შაბლონის ფურცელი, რომელიც მოყვება თქვენს ატვირთულ გერბერ ფაილს. ამის გაკეთება საშუალებას მოგცემთ დაზოგოთ ბევრი დრო შედუღების პროცესში.

ნაბიჯი 10: დროა სერიოზული შედუღების

ვინაიდან მე ვკერავ მხოლოდ ერთ კომპონენტს ჩემი დიზაინის შესამოწმებლად, ხელით ვატარებ შედუღებას, რათა გავაძლიერო ჩემი ცოდნა ამ სფეროში. საბოლოო პროდუქტი გამოიყურება როგორც თანდართული სურათი.

ნაბიჯი 11: გააკეთეთ საბოლოო შემოწმება

ამ უკანასკნელ საფეხურზე თქვენ დაგჭირდებათ თქვენი მნიშვნელოვანი კვალის უწყვეტობის ტესტი, როგორიცაა ელექტროგადამცემი ხაზები. ეს უნდა დაგეხმაროთ თავიდან აიცილოთ რაიმე დაზიანება თქვენს დაფასთან (ჩემს შემთხვევაში: ჟოლოს პი). და ზუსტად ისე, საპირისპირო ინჟინერიის გამოყენებით შევძელი ვიბრაციის დამამტკიცებელი მოწყობილობის შექმნა.

როგორც ყოველთვის, მადლობა, რომ მიყვებით ჩემს ისტორიებს ინჟინერიასთან. თავისუფლად მოიწონეთ, გააზიარეთ ან დატოვეთ კომენტარი ჩემს ნებისმიერ პოსტზე.

შემდეგ ჯერზე, გაიხარე: D