NFC Lock - Երբ PCB- ն նաև կոճակներն են, ալեհավաքը և այլն : 7 քայլ (նկարներով)

2024 Հեղինակ: John Day | [email protected]. Վերջին փոփոխված: 2024-01-30 09:49

Այս Ուղեցույցից կարող եք վերցնել երկու բաներից մեկը: Կարող եք հետևել և ստեղծել թվային ստեղնաշարի և NFC ընթերցողի ձեր սեփական համադրությունը: Սխեման այստեղ է: PCB- ի դասավորությունը այստեղ է: Դուք կգտնեք ձեզ համար անհրաժեշտ նյութեր ՝ անհրաժեշտ մասերը պատվիրելու համար: Ես տրամադրել եմ միկրոկառավարիչի ծրագրավորման ծածկագիրը: Կա այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է այս նախագիծը պատճենելու կամ ընդլայնելու համար:

Այնուամենայնիվ, ես կասկածում եմ, որ ընթերցողների մեծամասնությունը, ամենայն հավանականությամբ, պարզապես ոգեշնչվելու է դրա որոշ ասպեկտներից: Այս հրահանգը ցույց է տալիս, որ PCB- ն ավելին է, քան պարզապես բաղադրիչները միասին միացնելու միջոց: Ապակե մանրաթելից և պղնձից այդ փոքրիկ ուղղանկյունն ունի բազմաթիվ այլ կիրառումներ, մինչդեռ դեռ ստանձնում է էլեկտրական միացումներ կատարելու իր հիմնական աշխատանքը: Ես առաջին հերթին կներկայացնեմ այս բոլոր ասպեկտները ՝ նախքան դրանք ավարտված նախագծի մեջ ներառելը: Հուսով եմ, որ ձեզ դուր կգա ճանապարհորդությունը և գուցե որոշեք օգտագործել այս հնարքներից մեկը կամ երկուսը ձեր սեփական նախագծում:

Քայլ 1: Գործընթացը

Այնպես որ, շատ նախագծեր միևնույն հետագիծն են տանում դեպի «ավարտված» ճանապարհը, և այդքան շատ են սայթաքում հենց վերջին խոչընդոտից առաջ:

Նախատիպը

Նախ `նախատիպը: Դուք ունեք մի գաղափար, և դարակից դուրս է գալիս ձեր միկրոկառավարիչների զարգացման խորհուրդը: Շատերի համար սա կլինի Arduino, բայց ես ամենաերջանիկն եմ TI- ի MSP430 16 բիթանոց ցածր էներգիայի միկրոկոնտրոլերների գծի շուրջ: Ինչ էլ որ ընտրեք, սովորաբար կա զարգացման խորհուրդ, որն օգնում է: Դա նշանակում է, որ դուք չպետք է սկսեք ձեր սեփական PCB- ի պատրաստմամբ, և կարող եք փորձարկել տեսություններ և հավանական ծայրամասային սարքեր: Հաճախ կա Booster Pack / Shield / Hat - կամ ինչ տարօրինակ անուն դուստր տախտակի համար, որը արտադրողը մտածել է: Ոչ մի օգտագործումը օտար չէ հացահատիկի կամ թափառող մետաղալարերի համար:

Դուք կարող եք տեսնել, որ այստեղ ես օգտագործել եմ TI- ի CapTIvate զարգացման հավաքածուն և TRF7970A NFC Booster փաթեթը `ապացուցելու համար, որ հայեցակարգը, ամենայն հավանականությամբ, կգործի:

Դուք նույնպես կթափեք հայեցակարգային կոդի որոշ ապացույցներ: Դա կարող է խառնաշփոթ լինել: Այն կարող է ապավինել ներբեռնված գրադարաններին, որոնք ձեզ ճանապարհի մի մասն են դարձնում: Անձամբ ես հակված եմ այն թողնել մի փոքր անկատար, որովհետև գիտեմ, որ առջևումս այդ շաբաթներն են ՝ սպասելով PCB- ների ժամանմանը: Այդ ժամանակ ես կարող եմ այն կարգի բերել:

Դիզայնը

Հաջորդը գալիս է դիզայնը: Գործարկեք ձեր նախընտրած PCB նախագծման ծրագրակազմը: Իմ դեպքում դա Արծիվն է: Գաղափարից դեպի կատարելություն անցնելու համար զարմանալի ժամանակ է պահանջվում, և ահա թե որտեղ է մեր արկածախնդրությունը: Առաջիկա քայլերը կօգնեն ձեզ առավելագույնս քաղել այս ամենից:

Սպասում եք ձեր PCB- ներին

Դուք կարող եք կարել ձեր սեփականը կամ շտապ պատրաստել դրանք, բայց մեզանից շատերը պատվիրելու են Չինաստանում գտնվող տախտակամածից և սպասելու են մի քանի շաբաթ: Հիմա ժամանակն է վերադառնալ այդ կոդին: Ինքն իրեն չի կարգի բերելու:

Հավաքում և կարգաբերում

Դուրս բերեք եռակցման երկաթը կամ թոնրի վառարանը: Այնուհետև կարող եք տեսնել, թե արդյոք այն աշխատում է ինչպես սպասվում էր: Միգուցե 2 քայլ հետ գնա: Գուցե ոչ.

Պարիսպը և առջևի վահանակը

Այսպիսով, ձեր PCB- ն պրոֆեսիոնալ տեսք ունի: Այժմ այն պետք է պարիսպ և առջևի վահանակ: Գուցե ինչ -որ բան 3D տպեք: Արտաքին տեսք ունի, բայց դա այնքան էլ չի ներկայացնում ներսում եղած գեղեցիկ PCB- ի նրբությունը: Դե, ահա թե որտեղ է այս ուղեցույցը իսկապես օգնելու:

Քայլ 2: Ձեր PCB- ն որպես առջևի վահանակ

Soldermask- ը նախկինում պարզապես կանաչ էր: Մետաքսի էկրանն ավելի շատ ֆունկցիոնալ էր, քան դեկորատիվ: PCB- ն այն էր, ինչ թաքնված էր, և միայն մեզ նման գեյերը կհետաքրքրվեին այն տեսնել: Դե, այլևս ոչ:

Շատ տախտակատներ այժմ թույլ են տալիս ընտրել գույների լայն տեսականի: Մետաքսի էկրանի որակը զգալիորեն բարելավվել է: Թույլատրելի են զվարճալի ձևեր և կտրվածքներ: Ուրեմն ինչու չօգտվել դրանից: Եթե դուք ուշադիր ստեղծեք PCB- ն, ապա տախտակը կարող է ձեր առջևի վահանակներ պատրաստել:

Իմ օրինակում ես տեղադրել եմ բոլոր բաղադրիչները մի կողմում և համոզվել, որ մյուս կողմը բավականին լավ տեսք ունի, որպեսզի այն լինի իմ սարքի առջևը: Պետք չէ սա անել: Գուցե դուք ցանկանում եք ունենալ գեղեցկությունն ու ուղեղը առանձին տախտակների վրա: Որոշիր ինքդ.

Ես նույնիսկ տեսել եմ մի շարք PCB- ներ, որոնք միասին սոսնձվել են ՝ կազմելով ամբողջ պարիսպը, բայց դա անսովոր է: Եթե կարծում եք, որ կարող եք դա անել, ինչու՞ ոչ:

Իմ տախտակը բավականին պարզ է ՝ ընդամենը մի քանի կոկիկ սպիտակ մետաքսե սև սև սոդերմասկի վրա: Այն համապատասխանում էր այն տեսքին, որից հետո էի: Մետաքսե էկրանը, սոդերմակը և պղինձը տարբեր եղանակներով համադրելով հնարավոր է ձեռք բերել բավականին լայն գույներ և երանգներ: Ես ձեզ կթողնեմ Google- ի «PCB art» - ում և կտեսնեմ որոշ մարդկանց զարմանահրաշ ստեղծագործությունները: Չնայած տպավորիչ են, գուցե ոչ բոլորը հարմար են առջևի վահանակի համար:

Քայլ 3: Ձեր PCB- ն որպես կոճակներ

Դուք երևի նկատել եք, որ մետաքսե էկրաններով թվերը շատ նման են թվային ստեղնաշարի և դա այն պատճառով, որ դրանք նման են: Ավելի ճշգրիտ, դրանք տարողունակ հպման կոճակներ են: Եթե դուք գնում եք այս ճանապարհով, ապա, ամենայն հավանականությամբ, կցանկանաք միկրոկոնտրոլեր, որն ապահովում է capacitive touch- ը, չնայած որ իսկապես ցանկության դեպքում հնարավոր է «գլորել ձեր սեփական» capacitive touch sensing- ը:

Բոլոր տարողունակ հպման կոճակները բաղկացած են PCB- ի որոշ հետքերից, որոնք տեղադրված են հայտնաբերելի հզորությամբ կամ գետնին (հայտնի է որպես ինքնունակություն) կամ մեկ այլ հետքի (հայտնի է որպես փոխադարձ հզորություն):

Ես սկսեցի իմ դիզայնը ՝ հետևելով TI- ի CapTIvate ուղեցույցին ՝ իրենց MSP430FR2633 սարքի համար, բայց եթե այլ միկրոկոնտրոլեր եք օգտագործում, հավանաբար արժե նայել արտադրողի կողմից տրված ուղեցույցներին և տեղեկատու նախագծերին: Ոչ միայն տրամադրվում է PCB- ի դասավորության ուղեցույց, այլև կա նույնիսկ CapTIvate դիզայներական կենտրոնը, որը կստեղծի որոշ կաղապարային կոդեր, որոնք կհամապատասխանեն ձեր սարքավորումներին:

Դուք կնկատեք, որ կոճակի էությունը ընդամենը երկու շրջանակ է պղնձից, որոնք բավականին մոտ են միմյանց: Ձեր մատը մոտեցնելը նվազեցնում է նրանց միջև թողունակությունը: MSP430- ն օգտագործում է մշտական հոսանքի աղբյուր `այս կոնդենսատորը լիցքավորելու համար և չափում է, թե որքան արագ է փոխվում դրա վրա լարումը: CapTIvate գրադարանը պարզեցնում է սա վերածված կոճակների սեղմումների:

Ես նախագծեցի Eagle- ի հատուկ հատված `պարզեցնելու համար այս տասներկու կոճակ ավելացնելը և որպեսզի կարողանամ դրանք օգտագործել հետագա նախագծերում:

Քայլ 4: Ձեր PCB- ն որպես LED ցրիչ սարք

Ձեզանից արծիվ աչքերով երևի նկատել եք փոքրիկ շրջանաձև կարկատանը, որտեղ սև զարդի դիմակը բացակայում է PCB- ի երկու կողմերից: Ինչպես գրեթե ցանկացած էլեկտրոնային դիզայնի դեպքում, ես օգտագործողի համար որոշակի տեսողական արձագանքի կարիք ունեի: Ես գնացի RGB LED- ով և դրա համար ունեի մի քանի տարբերակ:

• Ես կարող էի օգտագործել անցքով լուսադիոդ և դրա համար անցք կտրել: Ես վստահ չեմ, թե ինչպես կարող էի այն միացնել առանց այլ PCB- ի:
• Ես կարող էի օգտագործել մակերևույթի վրա ամրացվող LED: Հետո ես որոշ հետքեր կունենայի և LED- ն խառնեց իմ կոկիկ առջևի վահանակը:
• Ես կարող էի օգտագործել հակադարձ տեղադրման LED:

Ձեզանից ոմանք կարող են հետաքրքրվել, թե ինչ է հակառակ լեռան LED- ը: Դե, դա «գլխիվայր» մակերևույթի վրա ամրացվող LED է, որը փայլում է PCB- ի վրա, որի վրա այն տեղադրված է: Ինչ?! Ինչու՞ դա կանեիք: Դե, դա դուրս է գալիս PCB- ի մյուս կողմից: Շատ նմուշներ դեռևս անցք կունենան PCB- ում, որպեսզի այս LED- ը փայլի, բայց ես որոշեցի պարզապես հեռացնել պղինձն ու սոսինձը և տեսնել, թե արդյոք PCB- ի նյութը բավականաչափ կիսաթափանցիկ եղե՞լ է, որպեսզի լուսադիոդը լուսավորվի: Spoiler alert - դա էր: Համոզված եմ, որ դրա փոխարեն մի փոքր պայծառ կլիներ, բայց դա հեշտությամբ բավական է արևի լույսի ներքո տեսանելի լինելու համար 1.4 մմ FR4- ով: Այն նույնպես գեղեցիկ ցրված է:

Այն իրոք կարիք ուներ Eagle- ի համար նախատեսված հատուկ մասի, որպեսզի երաշխավորվեր, որ դրա տակ պղինձ կամ սոսնձող դիմակ չկա, սակայն այս ամենը անհրաժեշտ էր մի քանի շրջանակ երկու կողմից ՝ Restrict և Keepout շերտերով: Այս հատուկ հատվածը կգտնեք կից Eagle գրադարանում:

Քայլ 5: Ձեր PCB- ն որպես ալեհավաք

PCB- ի հետքը որպես ալեհավաք օգտագործելը նորություն չէ: NFC Booster փաթեթը, որն ես օգտագործել եմ, ունի մեկը: Առևտրային NFC ընթերցողների մեծ մասը, որոնք դուք կգտնեք, օգտագործում են դրանք: Մի խնդիր, որը ես գտա, այն է, որ դրանք կարգավորվում են ՝ համապատասխանելու NFC պիտակների ամենատարածված ձևաչափերին ՝ քարտերին և բանալիներին: Ես այնքան հմայիչ եմ, որ իմ ձեռքում տեղադրված է մի փոքր NFC պիտակ: Մանրամասները այստեղ են, եթե չես ժլատ: Ես նաև կատարել եմ նախորդ նախագիծը ՝ օգտագործելով մետաղալարերի վերքի ինդուկտորը որպես ալեհավաք: Այս նախագծի համար ես ուզում էի տեսնել, թե հնարավո՞ր է արդյոք ստեղծել PCB ալեհավաք, որը լավ համադրված է փոքրիկ տեղադրված պիտակի հետ:

Սկզբում ես որոշեցի ստեղծել PCB- ի հետք, որը ֆիզիկապես ավելի փոքր է, քան դուք սովորաբար կտեսնեք: Ինդուկտիվությունը կարևոր է ալեհավաքը կարգավորելիս, այնպես որ ես օգտագործում եմ առցանց PCB ինդուկտորային հաշվիչ և նպատակաուղղված է մոտ 1μH- ի լինել նույնը, ինչ նախկինում օգտագործածս մետաղալարերի վերքը: Ես օգտագործեցի TI- ի L_Calculate- ը և սա ինձ ասաց, որ 7 պտույտ միջին չափի 9 մմ x 6,5 մմ չափերով, 0,1524 հետքի լայնությամբ պետք է լինի 950nH: Բավականին մոտ.

Երբ ես վերադարձա PCB- ները, այն չափեց 0.627μH - 0.867Ω դիմադրությամբ: Ամանակն է մշակել, թե ինչպիսին պետք է լինի համապատասխան ցանցը, որպեսզի TRF7970A- ն տեսնի 50Ω: Անթենային համընկնումը մի ամբողջ թեմա է, ուստի ես հիմա չեմ շեղվի դրա մեջ, բայց եթե ձեզ հետաքրքրում է, ես լուսաբանեցի, թե ինչպես կարգավորել ալեհավաքը ՝ առանց թանկարժեք VNA- ի կարիք ունենալու այստեղ:

Բավական է ասել, որ ձեր PCB- ն կարող է օգտագործվել զրո ծախսերի ալեհավաք ստեղծելու համար ՝ լինի դա RFID- ի ինդուկտիվ կծիկ (ոչ խիստ ալեհավաք), թե WiFi- ի, ZigBee- ի, Sub-1Ghz- ի և այլնի համար: Եվս մեկ անգամ, ես կառաջարկեի, որ եթե դրա կարիքը ունեք, սկսեք դիզայնի գրառումներից այն սարքի համար, որն օգտագործում եք: Արտադրողը ցանկանում է, որ դուք գնեք դրանց բաղադրամասերը, այնպես որ դրանք մեծ օգնություն կլինեն, երբ խոսքը վերաբերում է դրանց օգտագործմանը:

Քայլ 6: Ձեր PCB- ն որպես վրիպազերծման վերնագիր

Հենց որ ձեր նախագծին միկրոկառավարիչ ավելացնեք, ձեզ մոտ խնդիր կառաջանա, թե ինչպես մուտքագրել ձեր կոդը դրա վրա: Հաճախ հաճելի ցածր պրոֆիլային PCB- ն ավարտվում է դրա վրա մի փոքր հաստ գլխիկով: Հաճախ դրանք նույնպես անցնում են անցքերի տարբերակների միջոցով, այնպես որ ձեր գեղեցիկ, կոկիկ PCB- ն երկու կողմից էլ ազդվել է: Ակնհայտ է, որ ես ուզում էի, որ մի կողմը լինի իմ առջևի վահանակը, անցքից դուրս: Մակերևույթի վրա ամրացվող քորոցների վերնագրերը կարող են վտանգել ձեր հետքերը հեռացնելը, հատկապես, եթե մի քանի անգամ միանալու և անջատվելու հավանականություն կա:

Բարեբախտաբար, կա այլընտրանք `պոգո կապում: Այս գարնանային բեռնախցիկները գեղեցիկ էլեկտրական կապ են ստեղծում ձեր տախտակի հետ: Հնարավոր է, որ այն բավականաչափ հանգիստ չլինի մշտական կապի համար, բայց դա, անշուշտ, ծրագրավորման համար է: Ես տեսել եմ պոգո կապում, որն օգտագործվում է սովորական ջիգիայով ինչպես ծրագրավորման, այնպես էլ արտադրական տախտակի փորձարկման համար: Ես նույնիսկ տեսել եմ, որ նրանք խրված են հագուստի մեխին `շատ տնային ծրագրավորողի տեսք ունենալու համար: Այնուամենայնիվ, ես օգտագործեցի առևտրային արտադրանք, որը հասանելի է միկրոկոնտրոլերների շատ ընտանիքների համար `Tag Connect: Այն պահանջում է մի քանի փոքր հարթեցման անցքեր ձեր տախտակի վրա, այնպես որ դա կարող է կատարյալ չլինել, եթե ձեզ հարկավոր է անջրանցիկ առջևի վահանակ, բայց ես որոշեցի, որ դա լավ կլինի այս նախագծի համար:

Այն ամենը, ինչ պահանջվում է, PCB- ի հետք է, և դուք ավարտված եք: Խոռոչները լավ տեղավորվում են տախտակամածի պահանջների և գուցե նույնիսկ տան փորագրության մեջ:

Քայլ 7: Ավարտված PCB

Այսպիսով, PCB- ի այս բոլոր գաղափարները մեկ նախագծում ներառելուց հետո `ահա վերջնական արդյունքը: Այն արձագանքում է կամ ճիշտ NFC պիտակին կամ մուտքի կոդին և բացում դուռը: Դռների աշխատանքը առանձին է, քանի որ դա կաշխատի մի քանի տարբեր դռներ մի քանի տարբեր եղանակներով: Իմ տան դուռը կդառնա էլեկտրամագնիսական արձակիչ, այնքան, որքան դուք կգտնեիք ինտերկոմ համակարգով բազմաբնակարան շենքում:

Ես քայթսերֆեր եմ, այնքան հաճախ հայտնվում եմ օվկիանոսում և միշտ էլ բարդ է իմանալ, թե ինչ անել քո բանալիների հետ: NFC պիտակը ձեռքումս միշտ բանալին ինձ հետ է: Իմ ֆուրգոնի համար այն կկապվի կենտրոնական կողպման համակարգի հետ:

Ձեր սեփական դուռը գուցե ցանկանաք ընտրել այն բացելու կամ բացելու համապատասխան միջոց:

Դուք կգտնեք այն ամենը, ինչ ձեզ հարկավոր է այս նախագիծը կրկնօրինակելու (կամ հարմարեցնելու) համար այս GitHub շտեմարանում:

Հուսով եմ, որ դուք հաճույք կստանաք այս նախագծի մասին կարդալուց, և որ այն ձեզ ոգեշնչել է որոշ գաղափարներ ներառել ձեր սեփական PCB- ներում: Եթե դա անում եք, խնդրում եմ ինձ տեղյակ պահեք ստորև բերված մեկնաբանություններում: Խնդրում ենք նաև դիտել PCB մրցույթի գրառումները և քվեարկել այն ամենի օգտին, որը կարծում եք, որ լավագույնն է: Հուսով եմ, որ դա իմը կլինի, բայց վստահ եմ, որ այնտեղ կան նաև շատ այլ լավ գրառումներ:

Երկրորդ տեղը PCB մրցույթում