PCB Design for Line Follower Robot - Arnab Kumar Das: 4 Steps

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:46

Այս նախագիծը ենթադրում է, որ մենք արդեն կատարել ենք բաղադրիչների ընտրություն: Որպեսզի համակարգը ճիշտ աշխատի, կարևոր է հասկանալ, թե ինչ է պահանջում յուրաքանչյուր բաղադրիչ ՝ հզորության, լարման, հոսանքի, տարածքի, սառեցման և այլնի միջև: Կարևոր է նաև հասկանալ յուրաքանչյուր բաղադրիչի միջև կախվածությունը: Կախվածություններ, ինչպիսիք են տրամաբանական մակարդակը, փոխանցման աղմուկը, դիմադրողականությունը և այլն: Խնդրում ենք կարդալ համակարգի պահանջների, բաղադրիչի / նյութի ընտրության վերաբերյալ նախորդ հոդվածների մասին:

Այս նախագծի նախագծման շատ կարևոր ասպեկտը PCB- ն է, քանի որ մեր նպատակն է հնարավորինս նվազեցնել գծի հետևորդ ռոբոտի ձևի գործոնը, որն էլ իր հերթին նվազեցնում է քաշը: Փոքր չափսերը և փոքր քաշը մեծացնում են արդյունավետությունը և նվազեցնում կորուստը աերոդինամիկ շփման պատճառով: Եթե տեսնում եք F1- ի մրցարշավային մեքենա, կարող եք հասկանալ, թե որքանով է այն արդյունավետ աերոդինամիկայում: Արդյունավետությունը բարձրացնելու և քաշը նվազեցնելու համար մենք պետք է հեռացնենք ցանկացած ավելորդ բաղադրիչ և հնարավորինս ցածր տեղափոխենք Massանգվածի կենտրոնը: Դա անելու համար ես մտածեցի PCB- ն օգտագործել որպես շասսի: Սա կնվազեցնի քաշը և CM- ն կդարձնի շատ ավելի ցածր, ինչը, իր հերթին, մեծացնում է կայունությունը շրջադարձերի ժամանակ: PCB- ով շասսի պատրաստելը նվազեցնում է հավաքման ժամանակը և հեշտացնում գործը, քանի որ մենք պարզապես պետք է բաղադրիչները ճիշտ տեղում զոդել և սկսել ծրագրաշարի փորձարկումից: Քանի որ PCB- ները կարտադրվեն ռոբոտների և CNC մեքենաների կողմից, այն ավելի լավ տեսք ունի, քան ցանկացած այլ շասսի:

Քայլ 1: Օգտագործված ծրագրակազմ

Այս նախագծի համար ես հատուկ օգտագործում եմ freeware և բաց կոդով ծրագրեր, որպեսզի ուսանողները և որևէ այլ մեկը, ով հասանելի չէ վճարովի ծրագրերին, կարողանա նաև նախագիծը կատարել արդյունավետ և պրոֆեսիոնալ:

Ես օգտագործել եմ KiCad- ը սխեմատիկայի և PCB դիզայնի համար և հավատացեք, որ դա զարմանալի ծրագրակազմ է: Մինչև ես օգտագործում էի Eagle CAD և Altium, բայց չնայած KiCad- ն անվճար է, այն ունի բոլոր կարևոր հնարավորություններն ու գործիքները `ձեր PCB- ն մասնագիտորեն նախագծելու և այն արտադրելու համար: Նույնիսկ այն ունի 3D արտացոլում մատչելի ձեր PCB- ի համար:

KiCad հավաքածուն ունի հինգ հիմնական մաս.

• KiCad - ծրագրի ղեկավար:
• Eeschema - գրավման սխեմատիկ խմբագիր:
• Pcbnew - PCB- ի դասավորության ծրագիր: Այն ունի նաև 3D տեսք:
• GerbView - Gerber դիտողը:
• Bitmap2Component - PCB- ի գործերի համար պատկերները ոտնահետքերի փոխարկելու գործիք:

Ես չեմ պատրաստվում մանրամասնորեն ցույց տալ, թե ինչպես պետք է ձևավորել սխեմատիկ և PCB դասավորություն, քանի որ սա այս գրառման/հոդվածի շրջանակը չէ: Այս հոդվածի հիմնական կարևորությունն է ցուցադրել KiCad- ի արտադրանքը և ցույց տալ, թե ինչպես է այն պատվիրվում և արտադրվում: Նախքան սխեմատիկ ձևավորումը սկսելը, նպատակահարմար է ստեղծել ծրագրի թղթապանակ և դրա ներսում պահել բոլոր ֆայլերը: Ստորև բերված է օրինակ:

Քայլ 2: Սխեմատիկ

Սխեմատիկայի համար մենք պետք է բացենք Edit Schema Tool- ը կամ Eeschema- ից: Բացելուց հետո դուք պետք է դատարկ փաստաթուղթ տեսնեք ստորև բերված պատուհանում:

Երբեմն մենք պետք է ստեղծենք նոր սխեմատիկ խորհրդանիշներ, քանի որ կանխադրված գրադարանը դրանք կարող է չունենալ: Դուք պետք է ուսումնասիրեք այդ բաղադրիչների տվյալների թերթիկը և դրանք ավելացնեք անհատական գրադարանում, ինչպես դա արեցի իմ դեպքում: Ես ստեղծեցի գրադարանի խորհրդանիշներ QTR-8RC ցուցիչի, OLED Display SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor with Encoders- ի համար: Երբ գրադարանի խորհրդանիշները ստեղծվեցին, ես դրանք միացրեցի և կազմեցի համակարգ:

Սխեման կարող եք ներբեռնել ստորև բերված հղումից: Հետագայում ձեռնարկի ավարտին ես կավելացնեմ մի քանի լավ ձեռնարկներ KiCad- ի համար, որպեսզի դուք սովորեք և ինքներդ դա անեք:

ԲԵՌՆԵԼ ԴԻIGԱՅՆԸ ԱՅISԵԼԵԼ ԻՄ ԿԱՅՔԸ ՝ https://www.arnabkumardas.com/line-follower-robot-0-1-x/pcb-design-and-man Manufacturing/

Քայլ 3: PCB դասավորություն

Սխեման ավարտելուց հետո ժամանակն է անցնել PCB տախտակի դասավորությանը: Երբեմն անհրաժեշտ է նաև ստեղծել որոշ բաղադրիչների ոտնահետք, եթե դրանք գրադարանում չկան: Ոտնահետք ստեղծելու համար կարող եք օգտագործել Footprint Library Editor Tool- ը KiCad- ում:

Ես այստեղ օգտագործել եմ երկշերտ դիզայն, քանի որ այն շատ հեշտ է դարձնում դասավորությունը, երբ տախտակի վրա բաշխված են բազմաթիվ բաղադրիչներ: PCB Design- ից սկսելու համար մենք պետք է բացենք PCB Layout Editor ծրագիրը KiCad- ում: Դուք պետք է տեսնեք ստորև բերված մի բան, բայց դրանում դատարկ փաստաթուղթ:

Մենք կօգտագործենք NextPCBas- ը ՝ որպես PCB արտադրական ծառայություն, ուստի կարևոր է տեսնել, թե որոնք են դրանց արտադրության նվազագույն և առավելագույն տեխնիկական սահմանները: Ստուգելու համար, որ մենք պետք է այցելենք նրանց Հնարավորությունների էջ: Հիմնական պարամետրերը, որոնք մենք պետք է ստուգենք, հետևյալն են.

• Առավելագույնը Չափը 510*590 մմ
• Նվազագույն Հետք 4 մլ / 0.1 մմ
• Նվազագույն Հետագծեք տարածություն 4 մղոն / 0.1 մմ
• Նվազագույն անցքի չափը ՝ 0,3 մմ
• Նվազագույն Տրամագիծը `0.45 մմ
• To Trace Spacing ≥5 մլն
• Հորատման անցքի չափը `0.2-6.3 մմ
• Հետք դեպի ուրվագիծ≥0.4 մմ

Վերը նշված պարամետրերի հիման վրա մենք պետք է հարմարեցնենք մեր նախագծման կանոնները KiCad Layout Editor- ում:

Ձեռնարկի ավարտին ես կցեմ մի լավ ձեռնարկ ՝ KiCad- ում PCB նախագծման վերաբերյալ, որից կարող եք սովորել: Ստորև ներկայացված է կցված PCB դիզայնը, որը կարող եք օգտագործել ձեր տեղեկանքի համար:

ԲԵՌՆԵԼ ԴԻIGԱՅՆԸ ԱՅISԵԼԵԼ ԻՄ ԿԱՅՔԸ ՝ https://www.arnabkumardas.com/line-follower-robot-0-1-x/pcb-design-and-man Manufacturing/

Քայլ 4: PCB արտադրություն

Նախքան PCB- ի արտադրությունը PCB Fabrication House / Industry likeNextPCB- ում, մենք պետք է մեր դիզայնը վերածենք արտադրելի ձևաչափի, որը կարող է կարդալ արդյունաբերության մեքենաները:

Վերոնշյալ կարգավորումները օգտագործվել են Gerber- ի բոլոր ֆայլերի ստեղծման համար: խորհուրդ է տրվում ֆայլերը արտահանել Gerber- ի առանձին թղթապանակում, ինչպես ես արել եմ:

PCB- ի անցքերի մասին տեղեկատվությունը պահվում է առանձին Drill File- ում և առաջացնելու համար, որ ես օգտագործել եմ վերը նշված կազմաձևը NextPCB- ի համար: Այլ արտադրողները կարող են ունենալ տարբեր պարամետրեր: NextPC- ն ընտրելու բազմաթիվ պատճառներ կան: Պատճառներից մեկը դրանց թափանցիկությունն է իրենց արտադրական գործընթացի վերաբերյալ: Ստորև ներկայացնում ենք մի քանի լուսանկար իրենց գործարանից:

Նրանք նաև ընդունում են վճարման մի շարք տարբերակներ ՝ PayPal, Բանկային փոխանցում, Western Union, Կանխիկ վճարում HQ- ում: Առաքման եղանակների համար նրանք ունեն DHL, FedEx, Hongkong Post, որը հարմար է տարբեր գներով և առավելություններով: Պատվիրելու գործընթացի համար մենք պետք է հաշիվ ստեղծենք կայքում: Կարող եք օգտագործել գրանցման հղումը և ստեղծել նոր հաշիվ: հաշվի ստեղծումից հետո դուք կտեսնեք ստորև նշվածը:

Հաջորդ քայլը ձեր Gerber ֆայլերի վերբեռնումն է և հաջող պատվերի տեղադրումը `արտադրությունը սկսելու համար: Երբ ձեր Gerber- ը ստեղծվի, խորհուրդ է տրվում դրանք միասին սեղմել մեկ ֆայլում և վերբեռնել դրանք

Վերբեռնումն ավարտվելուց հետո դուք կարող եք տեսնել պատվերը ձեր հաշվի էջում:

Ձեր պատվերը պատշաճ կերպով կվերլուծվի, և երբ այն պատրաստ լինի արտադրության, նրանք կպահանջեն վճարում, իսկ վճարումը մաքրելուց հետո արտադրությունը կսկսվի:

Նրանք լավ ջանք են ծախսում ձեր Gerber ֆայլերը վերլուծելու համար, քանի որ դրանք կարող են սխալներ պարունակել և լավ չարտադրվել, եթե անցքերը չափազանց փոքր են կամ դրանում առկա որևէ այլ սխալ:

Երբ PCB- ն ստուգվի և արտադրվի, մի քանի օրից կստանաք PCB և պատրաստ կլինեք դրա վրա աշխատել:

ՀԱՏՈ DԿ DԵCOՉԻ ՀԱՄԱՐ ԱՅISԵԼԵՔ ՀԵՏԸ.

Շնորհակալություն այս հոդվածը կարդալու համար, հուսով եմ, որ այն կօգնի ձեզ: Մի մոռացեք ստուգել այս շարքի այլ հոդվածներ: