Stargate ձեր աշխատասեղանի համար - PCB ձևավորում. 6 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:47

Fusion 360 նախագծեր »

Եթե Ձեզ դուր է գալիս այս նախագիծը, խնդրում ենք հաշվի առնել դրա օգտին քվեարկությունը PCB մրցույթում (էջի ներքևում):

Stargate SG-1- ը բոլոր ժամանակների իմ սիրած հեռուստահաղորդումն է: Վերջին մի քանի ամիսների ընթացքում ես ընկերուհուս ստիպել եմ դիտել ամբողջ սերիալը: Մենք մոտ էինք 4 -րդ սեզոնին, երբ տեսա, որ Instructables- ն անցկացնում է PCB մրցույթ, և թվում էր, թե կատարյալ հնարավորություն է ստեղծելու իմ սեփական Stargate- ը, որը կարող եմ դնել իմ սեղանին:

Այս նախագիծն այն է, ինչ ես մտածեցի: Դա 4 դյույմ տրամագծով PCB Stargate է, ուղեկցող DHD- ով (դա Dial-Home Device for laic), որը նստած է ձեր գրասեղանին և լուսավորվում է: Հպեք capacitive touch touch- ին DHD- ի վրա և յուրաքանչյուր շևրոն հաջորդաբար կլուսավորվի: Հասեք 7 -րդ շեվրոնին, և ճիճու անցքը լուսավորվում է:

PCB- ն նախագծված է որպես մեկ կտոր և կտրվում է միմյանցից: DHD- ը կենտրոնում է, իսկ արտաքին անկյունները հենարաններ են Stargate- ի և DHD- ի համար: Այն աշխատում է երկու AA մարտկոցով, և մարտկոցի բռնիչը հանդես է գալիս որպես DHD- ի հիմք:

Տրամաբանությունը տրամադրվում է ATtiny85- ով, որը LED- ները միացնում է 74HC595 հերթափոխի գրանցամատյանի միջոցով: Կարդացեք ՝ տեսնելու համար, թե ինչպես եմ այն նախագծել և ինչպես հավաքել այն:

Քայլ 1: Նախատիպերի ստեղծում

Եթե հնարավոր է, դուք ցանկանում եք ձեր PCB- ի նմուշները նախատիպ դնել տախտակի վրա, նախքան որևէ բան սարքելը: Այս օրերին շատ մատչելի է PCB- ների պատրաստումը, բայց միևնույն է, դուք չեք ցանկանում վատնել ձեր ժամանակը կամ գումարը:

Իմ դեպքում, ես նախկինում երբեք չէի աշխատել հերթափոխի մատյանով, այնպես որ դա այն էր, ինչ ինձ պետք էր կենտրոնանալ թեստավորման վրա: Ես մեծապես ապավինեցի այս Ուսուցողական ձեռնարկին ՝ սովորելու, թե ինչպես են նրանք աշխատում ՝

Ես իրականում սխալ թույլ տվեցի PCB- ներ պատվիրելուց առաջ մանրակրկիտ փորձարկում կատարելուց առաջ: Իմ օրիգինալ դիզայնը օգտագործել է WS2812B անհատական հասցեական լուսադիոդային լուսադիոդներ: Նրանք մի քանի պատճառով լավ չաշխատեցին, և ես շատ ժամանակ և գումար վատնեցի: Նոր դիզայնն ավելի պարզ է և քիչ թանկ:

PCB- ների երկրորդ վերանայման համար իմ հերթափոխի գրանցման նախագծի նախատիպը դնելու համար ես ամեն ինչ դրեցի սեղանի վրա: ATtiny85, հերթափոխի գրանցամատյանը, ռեզիստորները և LED- ները միացված են այնտեղ: Կա նաև երկրորդ ոլորտ ATdiny85- ը Arduino- ի միջոցով ծրագրավորելու համար (Google- ում ինչպես դա անել, կան բազմաթիվ ձեռնարկներ):

Այս նախագծի մասերի ամբողջական ցանկը.

• 1x ATtiny85-20PU
• 1x 74HC595 հերթափոխի գրանցամատյան
• 7x կարմիր 3 մմ լուսադիոդներ
• 1x Կապույտ 3 մմ LED
• 2x 120 օմ դիմադրություն
• 1x 1P2T SPDT անջատիչ
• 1x մարտկոցի պահոց

Կցված է ATtiny85 ծածկագիրը (լուսարձակել է Arduino- ի միջոցով): Փորձարկումից հետո անցա PCB- ի դիզայնին:

Քայլ 2: PCB նախագծում

Եթե դուք պարզապես ցանկանում եք PCB- ներ պատրաստել իմ դիզայնի միջոցով, կարող եք օգտագործել StargatePlots.zip թղթապանակը, որը կցված է: Այն պարունակում է Gerber ֆայլեր ՝ դրանք սարքելու համար:

PCB- ի ֆիզիկական դիզայնը շատ կարևոր էր վերջնական արտադրանքի համար, մասնավորապես, քանի որ այն քանդվում է, և PCB- ի մասերն օգտագործվում են որպես հենարաններ: Այդ պատճառով ես սկսեցի CAD- ում: Ես օգտագործել եմ Autodesk Fusion 360 -ը ՝ PCB- ն նախագծելու համար, ներառյալ ներդիրները:

PCB- ի ուրվագիծը Fusion 360 -ում

Երբ ձեր PCB- ն նախագծված է CAD- ով, ձեզ հարկավոր է միջոց այն ներդնել ձեր PCB- ի դիզայնի ծրագրաշարի մեջ `եզրեր կտրելու համար: Fusion 360 -ում ընդամենը պետք է ստեղծել նոր ուրվագիծ մասի մակերեսին և նախագծել բոլոր եզրերը: Այնուհետեւ պարզապես պահպանեք ուրվագիծը: Բաղադրիչի դիտարկիչի տարածքում (պատուհանի ձախ կողմում) ընտրեք նոր ուրվագիծը և արտահանեք այն որպես DXF: Պահպանեք դա հետագայում:

KiCAD սխեմատիկ

Ես կատարել եմ իմ իրական PCB դիզայնը KiCAD- ում: Ես կօգտագործեի Autodesk Eagle- ը, բայց ես այն կրճատում էի մրցույթի վերջնաժամկետին մոտ և ժամանակ չունեի սովորելու, թե ինչպես օգտագործել Eagle- ը: KiCAD- ում առաջին քայլն է ստեղծել ձեր PCB- ի սխեման: Սխեման ձեր դիզայնի պարզեցված բլոկ -դիագրամն է, և դրա հիմնական նպատակն է KiCAD- ին ասել, թե բաղադրիչների որ կապերն են իրար միացված:

Պատվերով բաղադրիչ

KiCAD- ն ուներ գրեթե բոլոր այն բաղադրիչները, որոնք ես օգտագործում էի ներկառուցված, այնպես որ ես պարզապես ավելացրեցի դրանք և միացրեցի կապերը: Մեծ բացառությունը capacitive touch touch- ն էր, որն ամբողջովին սովորական է: Ավելացնելու համար, ես ստիպված էի ստեղծել նոր PCB հետք:

Նախ, ես նկարեցի InkScape- ի սենսորային պահոցի ձևը: Այնուհետև ես օգտագործեցի KiCAD- ի Bitmap փոխարկիչը ՝ այն նոր բաղադրիչի ոտնահետք դարձնելու համար: Դա այնուհետև ավելացվեց իմ սխեմատիկային:

KiCAD PCB

Սխեմատիկ ավարտելուց հետո կարող եք ստեղծել PCB- ի իրական դասավորությունը: KiCAD- ը պարզապես կթափի թերթիկի վրա բոլոր ոտնահետքերը, և դրանք ձեզնից է կախված, թե ինչպես դրանք տեղադրել: Այնուամենայնիվ, նախ, դուք ցանկանում եք ներմուծել ձեր PCB- ի ուրվագծի այդ DXF- ը:

Անցեք Edge Cuts շերտի և ընտրեք ներմուծման DXF: Ընտրեք ձեր ուրվագիծը DXF, և այն կտեղադրվի թերթիկի վրա: Այնուհետև անհրաժեշտության դեպքում կարող եք տեղադրել ձեր ոտնահետքերը: Այս քայլերը բոլորը լավ լուսաբանված են KiCAD- ի շատ ավելի մանրամասն ուղեցույցներում: Ի վերջո, ավելացրեք պղնձե լցված լցոնումներ `փակ տարածքներով` կտրվածքներից դուրս մնալու համար:

Պատվերով մետաքսե էկրան

Ոչ Stargate- ն ամբողջական չէ առանց գլայֆերի, ինչը նշանակում է, որ անհրաժեշտ է մաքսային մետաքսե էկրան: Ես սկսեցի Google- ում Stargate- ի նկարազարդում գտնել, որը հստակ ցույց էր տալիս գլիֆները: Այնուհետև, GIMP- ի միջոցով ես հանեցի ամբողջ պատկերը, բացառությամբ գլիֆների, և այն դարձրեցի սև ու սպիտակ: Ես այն վերցրեցի InkScape- ը և փոխակերպեցի վեկտորի պատկերի և այն չափեցի համապատասխան չափի:

Այնտեղից գործընթացը նման էր սովորական ոտնահետքի ստեղծմանը: Բայց, պատկերը որպես ոտնահետք օգտագործելու փոխարեն, ես այն օգտագործեցի մետաքսե էկրանի շերտի համար: Հետո ես պարզապես այն տեղափոխեցի PCB և տեղադրեցի: Այդ գործընթացը կրկնվեց DHD- ի նշանների համար:

Քայլ 3. Ստեղծեք ձեր PCB- ները

Կան բազմաթիվ շինծու ծառայություններ, որոնք կարող եք օգտագործել ձեր PCB- ները պատրաստելու համար: OSH Park- ը հանրաճանաչ ընտրություն է, որն օգտագործելը չափազանց հեշտ է և ունի բարձր որակ, բայց մի փոքր թանկ է. PCB- ները նույնպես մանուշակագույն են:

Այս նախագծի համար ես օգտագործեցի Seeed Studio Fusion PCB ծառայությունը: Այն զգալիորեն ավելի մատչելի էր, որակը նույնպես հիանալի էր, և նրանք առաջարկում են շատ ավելի հարմարեցում: Օրինակ, ես կարողացա դրանք պատրաստել սև գույնով, և կան մի քանի գունային տարբերակներ:

Առաքման մի քանի տարբերակ կունենաք, բայց ես ընտրեցի DHL- ը: Ես իմ պատվերը տեղադրեցի հունվարի 11 -ին, և ստացա իմ տախտակները հունվարի 22 -ին: Այս 101.6 x 101.6 մմ տախտակներից 10 -ի համար ընդհանուր արժեքը, ներառյալ առաքումը, կազմել է 51.94 դոլար: Եթե ես պատվիրեի նախնական կանաչ գույնի տախտակները, դրանք ավելի էժան կլինեին: Բայց, $ 5,20 մեկ տախտակի համար բավականին խելամիտ է ՝ հաշվի առնելով դրանց մեծությունը:

Այս ամենն ասված է, կարող եք օգտագործել ցանկացած ծառայություն, որը ցանկանում եք: Այլ հանրաճանաչ տարբերակներ են JLCPCB և PCBWay: Այն, ինչ անհրաժեշտ է անել, Kiber- ի կամ Eagle- ի Gerber ֆայլերի գծագրումն է ՝ ձեր նախագծերը այս ծառայություններին վերբեռնելու համար: Եթե դուք օգտագործում եք OSH Park- ը, կարող եք ուղղակիորեն վերբեռնել ձեր KiCAD նախագիծը:

Քայլ 4. Հավաքեք խորհուրդը

Եթե դուք նախագծել եք ձեր սեփական տախտակը, ապա պետք է իմանաք, թե ինչպես այն հավաքել: Բայց, եթե դուք օգտագործում եք իմ PCB դիզայնը, ահա թե ինչպես այն համատեղել.

Բոլոր բաղադրիչներն անցք են և պիտակավորված են տախտակի վրա, այնպես որ հավաքումը պետք է լինի հեշտ: Յուրաքանչյուր բաղադրիչ տեղադրվում է տախտակի կողքին `պիտակով: ATtiny85 և 74HC595 վայրերը երկուսն էլ նշված են, թե ինչպես պետք է կողմնորոշվեն: Չիպերն ունեն 1 -ին նշող կետ, որը տախտակի վրա գտնվում է չիպի ուրվագծի գծիկի կողքին:

LED- ները բևեռականություն ունեն, ուստի դրանք տեղադրելիս պետք է զգույշ լինել: LED- ների բացասական կաթոդը (կարճ ոտքը) անցնում է քառակուսի անցքով, իսկ դրական անոդը (երկար ոտքը) անցնում է կլոր անցքով: Նախ կպցրեք շևրոնների համար յոթ կարմիր LED- ները, այնուհետև տախտակը շուռ տվեք:

Կապույտ LED- ն պետք է թեքվի 90 աստիճանի անկյան տակ ՝ ուղղված դեպի Աստղային դարպասի կենտրոնը: Տեղադրեք այն միայն կես ճանապարհին, այնուհետև թեքեք այն նախքան զոդելը:

Հաջորդը գալիս է DHD լարերը: Յուրաքանչյուր մետաղալարերի մի կողմը կպցրեք PCB- ի DHD հատվածին, այնուհետև մյուս ծայրերը կպցրեք Stargate հատվածին: Կարևոր չէ, թե որ մետաղալարն է անցնում որ անցքի մեջ, կոնդենսատիվ հպման պահոցը չունի բևեռականություն:

Ի վերջո, միացրեք մարտկոցի լարերը: Եթե ունեք տախտակի առաջին վերանայումը, այն ոչ պատշաճ կերպով կնշվի և ասում է, որ ներքևի անցքը դրական է «+»: Դա սխալ էր իմ կողմից: Ներքեւի (արտաքին) անցքը բացասական է: Այսպիսով, միացրեք մարտկոցի դրական մետաղալարը վերին (ներքին) անցքի մեջ, իսկ բացասական մետաղալարը ՝ ներքևի (արտաքին) անցքի մեջ:

Քայլ 5: 3D տպեք ձեր մասերը

Այս նախագիծն ունի ընդհանուր առմամբ ինը եռաչափ տպագրված մասեր `շեվրոնի յոթ կափարիչը և ճիճու փոսի LED դիֆուզերի առջևի և հետևի մասերը:

Շեվրոններն ուղիղ են և տաք սոսնձված են շեվրոն LED- ների վրա `լրացուցիչ ոճի համար: Դրանք պետք է տպվեն սև կամ մոխրագույն:

Worիճվաթափանցիչ LED ցրիչը բաժանված է երկու մասի `տպագրությունն ավելի դյուրին դարձնելու և այն ավելի արդյունավետ դարձնելու համար: Առջևի հատվածը տպված է կիսաթափանցիկ թելերով, այնպես որ լույսը կփայլի, իսկ հետևի մասը տպված է սպիտակ թելիկով, որն օգնում է լույսը հետադարձել առջևի միջով:

Այս բոլոր կտորները կարող են տպվել առանց հենարանների: Խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել 0,15 մմ շերտի բարձրություն, լցնումը պետք է լինի 20%-ի նման:

Քայլ 6: Վերջնական հավաքում

Stargate- ի հավաքումը ավարտելու համար պարզապես անհրաժեշտ է կտորները միասին դնել տաք սոսինձով: Նախ, խորհուրդ եմ տալիս օգտագործել հղկաթուղթ կամ Dremel ՝ PCB- ի մասերի ներդիրները հարթելու համար:

Այնուհետև օգտագործեք մի փոքր տաք սոսինձ կամ գերծանրքաշային սոսինձ ՝ առջևի դիֆուզորային մասը կցեք դիֆուզորի հետևի մասում: Նրանք պետք է լինեն համակենտրոն (կենտրոնացված):

Հաջորդը, լրացրեք շեվրոնը տաք սոսինձով և ներքև մղեք շևրոնի LED- ի վրա: Կրկնեք դա մյուս վեց chevron LED- ների դեպքում: Շարունակեք և մի քանի այլ տաք սոսինձ օգտագործեք ՝ ճիճու փոսի LED դիֆուզորը տեղադրելու համար PCB- ի վրա: LED- ի համար փոքր անցք կա, այնպես որ պարզապես տեղադրեք այն և օգտագործեք դիֆուզորի հաստ հատվածը որպես մակերես ՝ այն PCB- ին տաք սոսնձելու համար:

Մի քանի անգամ փաթեթավորեք DHD լարերը մարտկոցի լարերի շուրջ, որպեսզի դրանք կոկիկ պահվեն: DHD PCB- ն նախատեսված է մարտկոցի կրիչի վերևում, այնպես որ այն տաք կպցրեք այնտեղ (այնպես, որ մարտկոցի լարերը ներքևում են): Այնուհետև օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ հենարանները (առանց խազերի) ամրացնելու մարտկոցի ամրացման կողքերին ՝ այն ուղղահայաց և կայուն պահելու համար:

Ի վերջո, օղակներով հենարանը մղեք Stargate PCB- ի համապատասխան խազերի մեջ: Յուրաքանչյուրի վրա օգտագործեք տաք սոսինձ ՝ այն տեղում պահելու համար:

Եվ դուք ավարտեցիք: Պարզապես միացրեք անջատիչը, սպասեք մի քանի վայրկյան, այնուհետև կարող եք հպել հպման բարձիկին ՝ յուրաքանչյուր շեվրոնը միացնելու և ճիճու անցք ստեղծելու համար: