2 projektas: kaip pakeisti inžineriją: 11 žingsnių (su nuotraukomis)

2024 Autorius: John Day | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2024-01-30 10:48

Sveiki kolegos mėgėjai, Mano geras draugas kartu su „Raspberry Pi“sudėjo kelis komponentus, kad iššifruotų RS232 protokolą į TTL. Galutinis rezultatas buvo sumestas į dėžę, kurioje buvo 3 pagrindiniai komponentai: galios keitiklis, skirtas maitinti „Pi“, dviejų kanalų relė, užtikrinanti, kad energija nebūtų švaistoma valdant, kada turi įvykti ryšys, ir RS232 į TTL modulio keitiklis. Užduotis yra sukurti geresnį sprendimą, kuris sujungtų visas technines priemones į vieną PCB. Galutiniame rezultate bus mažiau elementų -> mažiau kabelių -> atsparus vibracijai. Tai reiškia, kad užduotis yra aparatinės įrangos atvirkštinės inžinerijos užduotis. Šie veiksmai turėtų padėti išspręsti tokio pobūdžio užduotis.

1 žingsnis: nustatykite komponentus

Turėsite ieškoti „Google“, remdamiesi vienu iš šių dalykų:

- Naudojant ant lentos išspausdintą pavadinimą.

- Naudojant prietaiso funkciją.

-Naudodami pagrindinį komponentą pačioje lentoje: ieškokite jautrios traškučių -> gaukite jų pavadinimus -> google jų programą.

- „Google“atvaizduokite visus rastus raktinius žodžius ir slinkite žemyn, kol rasite įrenginį ar bet kokią paiešką.

Trumpai tariant, radau visus tris įrenginius ir nuėjau į priekį ir užsisakiau juos „ebay“:

-„MAX3232 TO TTL“:

-5 V dviejų kanalų relė: 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 keitiklio keitiklis: 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

2 žingsnis: laikas gauti grandinės schemas

Ieškant grandinių schemų svarbu nepamiršti pagrindinės kiekvienos plokštės funkcijos.

Suradę grandinės schemas, eikite į „digikey“(arba pelę ar bet ką, iš ko užsisakysite elementus) ir pažiūrėkite, ar yra pagrindinė mikroschema, kurią užsisakysite vėliau.

Visi kiti elementai turėtų būti prieinami daugelyje elektroninių svetainių (diodai, dangteliai, induktoriai, rezistoriai …) Kartais gali kilti problemų ieškant tinkamo dydžio ar pakuotės (per skylę, paviršiaus tvirtinimą, …)

Jei tai svarbu vėlesniuose projektavimo etapuose, ieškokite, turėdami omenyje šią informaciją.

Taigi aš gavau šiuos duomenų lapus:

-MAX3232 TO TTL:

- 5 V dviejų kanalų relė:

- DC-DC keitiklio konverteris:

Kaip minėta anksčiau, pradėjau ieškoti „Digikey“svetainėse naudojamų komponentų, man pavyko juos visus rasti, išskyrus vieną komponentą, susijusį su DC-DC keitiklio keitimu, konkrečiau man nepavyko rasti „XLSEMI XL4015 buck converter“(kad nereikėtų užsisakyti iš dviejų skirtingų svetainių ir todėl sumokėti už siuntimą du kartus, nusprendžiau apeiti keitiklį ir pasirinkti kitą dizainą, kuriame naudojami „Digikey“rasti komponentai. Taigi aš pagaliau sekiau šią schemą:

Naujas „Buck“konverteris:

Įsitikinęs, kad srovės ir įtampos pakanka Pi maitinti, aš pagaliau nustatiau visus elementus, kurie bus naudojami mano pagrindinėje PCB.

3 žingsnis: turėkite omenyje didelį vaizdą

Šis žingsnis yra tikrai svarbus, nes jis nustato viso dizaino toną. Mano užduotis yra sumažinti laidų, esančių dėžutės viduje, skaičių, nes paskutinis yra veikiamas aplinkos, kurioje yra didelė vibracija. Spręsdamas šią problemą, turėjau atskirti elektros linijas (maitinantis Pi) nuo signalų linijų, naudojamų dekodavimui ir ryšiui tarp įrenginių. Turėdami omenyje informaciją, mes sujungsime viską į vieną PCB. Galutiniame produkte bus vienas juostinis kabelis ir vienas „micro-usb“kabelis, skirtas užmegzti ryšį su „Pi“. Juostinis kabelis apims visus signalus tarp dviejų įrenginių, o „micro-usb“kabelis suteiks 5 V, 1 A galią, reikalingą „Pi“įjungti. Turėdamas tai omenyje, ėjau į priekį ir pertvarkiau „Pi“naudojamus GPIO kaiščius, kad visi signalai būtų arti vienas kito, kaip parodyta paveikslėlyje. Akivaizdu, kad norėdami tai padaryti, turėsite pakeisti GPIO kaiščius į kitus GPIO kaiščius, o pakeisti Gnd su kitais Gnd ir maitinti kitais maitinimo kaiščiais, naudodami bendrą kaištį iš Raspberry Pi. Šie pakeitimai turi būti įrašyti, nes jų prireiks vėliau, norint atnaujinti Pi programinę įrangą.

4 žingsnis: „EasyEDA“: schemos

Šiame žingsnyje turėsite susipažinti su paprasčiausiu „cad“įrankiu. EasyEDA! kaip rodo pavadinimas, išmokti naudotis šia kūrimo svetainės priemone turėtų būti paprasta. Pridedu nuorodą į pačią svetainę kartu su kitomis geromis nuorodomis, kad galėčiau greitai eiti į priekį:

„EasyEDA“:

Įvadiniai vaizdo įrašai („GreatScott“):

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

Greita pamoka, kurią sukūrė patys svetainių kūrėjai:

5 veiksmas: pasirinkite reikiamus komponentus

Šiame žingsnyje turite pasirinkti, ar norite naudoti per skylę ar ant paviršiaus montuojamus komponentus, atsižvelgiant į plokštės matmenis, litavimo įrangą ir litavimo įgūdžius! Nusprendžiau, jei įmanoma, visus komponentus montuoti ant paviršiaus, išskyrus keletą išimčių, kai nėra SMD versijos, pavyzdžiui, pvz., Relės.

Toliau turėsite nustatyti visų dangtelių, rezistorių, diodų ir tt pakuotės dydį. Mano atveju nusprendžiau, kad dažniausiai naudojami komponentai bus 1206.

Čia vėl yra daug internetinių vadovėlių, susijusių su paviršiaus montavimo litavimo metodais. Aš ypač rėmiausi Dave'o Jone pamoka šia tema (susieta žemiau), nedvejodami žiūrėkite kitus du litavimo vadovus:

EEVblog #186 - Litavimo pamoka 3 dalis - Paviršinis tvirtinimas

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

Žinau, kad vaizdo įrašas yra ilgas, tačiau vaikinas kalba apie kitus įdomius dalykus, mokydamas jus lituoti. Akivaizdu, kad jis turi daugiau patirties nei dauguma mėgėjų, kaip jūs ir aš, todėl viskas turėtų būti gerai.

6 žingsnis: Nubraižykite trūkstamų komponentų schemas

„EasyEDA“turi didžiąją dalį komponentų, kuriuos planavau užsisakyti, išskyrus vieną įrenginį. Tai sakant, tai neturėtų būti problema, nes ši programinė įranga leidžia pridėti piešinius prie internetinės bibliotekos.

Man reikėjo pridėti „D-SUB 15 moterų jungtį“(digikey:

Nuorodoje patikrinę įrenginio duomenų lapus, galėsite atkartoti komponento geometrines ypatybes. Tai turėtų apimti atstumus, matmenis ir prietaiso kryptį. Jei jums pasisekė, kartais gamintojai taip pat įtraukia PCB brėžinius, kad galėtumėte tiesiog nukopijuoti ir įklijuoti rankiniu būdu į „easyeda“.

7 žingsnis: suprojektuokite savo PCB išdėstymą

Įdėdami skirtingus komponentus į plokštę, turėsite sumažinti jungiamųjų pėdsakų ilgį. Kuo ilgesni šie elementai, tuo labiau jūs signalizuojate apie varža ir triukšmo trukdžius. Turėdamas omenyje šią auksinę taisyklę, ėjau į priekį ir sudėjau visus savo komponentus, kaip parodyta vaizdo įraše.

8 žingsnis: susmulkinkite skaičius

Šiame žingsnyje turėsite nustatyti tinkamą pėdsako plotį, kuris bus naudojamas norint sujungti skirtingus elementus. „Easyeda“pėdsakų storis yra standartizuotas iki 1 oz (jūsų pigus pasirinkimas). Tai reiškia, kad jums tiesiog reikia apytiksliai apskaičiuoti srovę, tekančią kiekviename pėdsakuose. Remdamasis nagrinėjama programa, nusprendžiau pataisyti 30 mililitrų daugumos savo galios pėdsakų (ne daugiau kaip 1 A) ir 10–15 miligramų signalo pėdsakų (ne daugiau kaip 100 mm A).

Šiems skaičiams gauti galite naudoti tokią internetinę pėdsakų skaičiuoklę kaip ši.

Internetinė pėdsakų skaičiuoklė:

9 žingsnis: prijunkite laidą

Nustačius lenktynių storį skirtingoms linijoms, laikas atlikti visų komponentų prijungimą. Jei sudėjote komponentus pagal bendrąsias PCB projektavimo taisykles (susietas žemiau), turėtumėte lengvai atlikti laidus. Pabaigoje, pridėję vario dangą, gausite užbaigtą PCB, paruoštą užsakymui. Tam rekomenduoju naudoti partnerių svetainę „easyeda“, JLCPCB (susieta žemiau), kai užsakydami jums nereikia keisti standartinių užsakymo parinkčių. Taip pat, jei lituojate daugiau nei vieną lentą, rekomenduoju užsisakyti trafareto lapą, kuris yra kartu su įkeltą gerbero failą. Tai leis sutaupyti daug laiko litavimo proceso metu.

10 žingsnis: laikas rimtai lituoti

Kadangi, norėdamas išbandyti savo dizainą, lituoju tik vieną komponentą, aš lituodavau rankiniu būdu, kad pagerinčiau savo įgūdžius šioje srityje. Galutinis produktas atrodys kaip pridėtas paveikslėlis.

11 veiksmas: atlikite paskutinius patikrinimus

Šiame paskutiniame etape turėsite atlikti pagrindinį svarbių pėdsakų, tokių kaip elektros linijos, tęstinumo testą. Tai turėtų padėti jums nepažeisti nieko, kas susiję su jūsų lenta (mano atveju: „Raspberry Pi“). Ir kaip tik, naudodamas atvirkštinę inžineriją, galėjau sukurti vibracijai atsparų įtaisą.

Kaip visada, ačiū, kad sekate mano istorijas su inžinerija. Nesivaržykite pamėgti, bendrinti ar komentuoti bet kurio mano įrašo.

Iki kito karto, Sveikinu: D