Zasnova tiskanega vezja za robota za sledenje linijam - Arnab Kumar Das: 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:03

Ta projekt predvideva, da smo že opravili izbor komponent. Za pravilno delovanje sistema je pomembno razumeti, kaj zahteva vsaka komponenta glede na moč, napetost, tok, prostor, hlajenje itd. Prav tako je pomembno razumeti odvisnosti med posameznimi komponentami. Odvisnosti, kot so logična raven, prenosni šum, impedanca itd. Preberite o prejšnjih člankih o sistemskih zahtevah, izbiri sestavnih delov / materialov.

Zelo pomemben oblikovni vidik tega projekta je PCB, saj je naš cilj čim bolj zmanjšati faktor oblike robota za sledenje linijam, kar posledično zmanjša težo. Majhna velikost in manjša teža povečata učinkovitost in zmanjšata izgube zaradi aerodinamičnega trenja. Če vidite dirkalnik F1, lahko razumete, kako učinkovit je v aerodinamiki. Za izboljšanje učinkovitosti in zmanjšanje teže moramo odstraniti vse nepotrebne komponente in premakniti središče mase čim nižje. V ta namen sem razmišljal o uporabi tiskanega vezja kot ohišja. To bo zmanjšalo težo in znatno znižalo CM, kar poveča stabilnost med obračanjem. Izdelava ohišja s tiskanim vezjem prav tako skrajša čas, potreben za montažo, in olajša stvari, saj moramo komponente lemiti na pravem mestu in začeti s preskušanjem programske opreme. Ker bodo tiskane plošče izdelovali roboti in CNC stroji, je videti bolje kot katera koli druga šasija.

1. korak: Uporabljena programska oprema

Za ta projekt sem posebej uporabil brezplačno programsko opremo in odprtokodno programsko opremo, tako da lahko študentje in vsi drugi, ki nimajo dostopa do plačljive programske opreme, projekt izvedejo učinkovito in profesionalno.

KiCad sem uporabil za načrtovanje shem in tiskanih vezij in verjemite mi, da je to neverjetna programska oprema. Preden sem uporabljal Eagle CAD in Altium, čeprav je KiCad brezplačen, ima vse pomembne zmogljivosti in orodja za profesionalno oblikovanje vašega tiskanega vezja in njegovo izdelavo. Tudi za vašo tiskano vezje je na voljo 3D vizualizacija.

Suite KiCad ima pet glavnih delov:

• KiCad - vodja projekta.
• Eeschema - urejevalnik shematskih zajemov.
• Pcbnew - program za postavitev tiskanega vezja. Ima tudi 3D pogled.
• GerbView - gledalec Gerber.
• Bitmap2Component - orodje za pretvorbo slik v odtise za PCB umetnine.

Ne bom podrobno pokazal, kako oblikovati shemo in postavitev tiskanega vezja, ker to ni področje uporabe tega prispevka/članka. Glavni pomen tega članka je predstaviti izid KiCada in pokazati, kako je naročen in izdelan. Preden začnemo z načrtovanjem sheme, je priporočljivo ustvariti mapo projekta in v njej hraniti vse datoteke. Spodaj je primer.

2. korak: Shema

Za shemo moramo odpreti orodje za urejanje sheme iz ali Eeschema. Ko odprete, bi morali v spodnjem oknu videti prazen dokument.

Včasih moramo ustvariti nove shematske simbole, saj jih privzeta knjižnica morda nima. Podatkovni list za te komponente morate preučiti in jih dodati v knjižnico po meri, kot sem to storil v svojem primeru. Ustvaril sem knjižnične simbole za senzor QTR-8RC, OLED zaslon SSD1306, TB6612FNG motorno ploščo motorja, motor N20 z dajalniki. Ko so simboli knjižnice ustvarjeni, sem jih povezal v sistem.

Shemo lahko prenesete s spodnje povezave. Kasneje na koncu vadnice bom dodal nekaj dobrih vaj za KiCad, da se boste naučili in sami to naredili.

Če želite prenesti oblikovalski obisk na moji spletni strani:

3. korak: postavitev tiskanega vezja

Ko je shema končana, je čas, da se premaknete na postavitev tiskane plošče. Včasih morate ustvariti tudi odtis nekaterih komponent, če jih ni v knjižnici. Če želite ustvariti odtis, lahko uporabite orodje za urejanje knjižnice odtisov v KiCadu.

Tukaj sem uporabil dvoslojno zasnovo, ker zelo olajša postavitev, ko imate na plošči razporejenih veliko komponent. Za začetek načrtovanja PCB moramo v KiCadu odpreti program PCB Layout Editor. Spodaj bi morali videti nekaj takega, vendar v njem prazen dokument.

Kot proizvodno storitev PCB bomo uporabljali NextPCB, zato je pomembno, da vidimo, kakšne so minimalne in največje tehnične omejitve za njihovo proizvodnjo. Če želimo preveriti, ali moramo obiskati njihovo stran zmožnosti. Glavni parametri, ki jih moramo preveriti, so:

• Maks. Mera 510*590 mm
• Min. Sledi 4 mil / 0,1 mm
• Min. Razmik sledi 4 mil / 0,1 mm
• Min. velikost luknje 0,3 mm
• Min. Premer 0,45 mm
• Via To Trace Spacing ≥5mil
• Velikost vrtalne luknje 0,2-6,3 mm
• Sledi do orisa ≥0,4 mm

Na podlagi zgornjih parametrov moramo prilagoditi naša oblikovalska pravila v urejevalniku postavitev KiCad.

Na koncu vadnice bom priložil nekaj dobrih vaj o oblikovanju PCB v KiCadu, iz katerih se lahko učite. Spodaj je priložena zasnova tiskane plošče, ki jo lahko uporabite za svojo referenco.

Če želite prenesti oblikovalski obisk na moji spletni strani:

4. korak: Proizvodnja PCB

Preden izdelamo tiskano vezje v hiši / industriji za izdelavo PCB -jev, kot je NextPCB, moramo našo zasnovo pretvoriti v izdelano obliko, ki jo lahko preberejo stroji v industriji.

Zgornje nastavitve so bile uporabljene za ustvarjanje vseh datotek Gerber. Priporočljivo je, da datoteke izvozite v ločeno mapo Gerber, kot sem storil jaz.

Podatki o luknjah na tiskanem vezju so shranjeni v ločeni datoteki vrtanja in za ustvarjanje, da sem uporabil zgornjo konfiguracijo za NextPCB. Drugi proizvajalci imajo lahko drugačne nastavitve. Obstaja veliko razlogov za izbiro NextPCBeden od razlogov je njihova preglednost glede njihovega proizvodnega procesa. Spodaj je nekaj fotografij iz njihove tovarne.

Sprejemajo tudi različne možnosti plačila: PayPal, bančno nakazilo, Western Union, gotovinsko plačilo v štabu. Za načine pošiljanja imajo DHL, FedEx, Hongkong Post, ki je primeren z različnimi cenami in ugodnostmi. Za postopek naročanja moramo ustvariti račun na spletnem mestu. Uporabite lahko povezavo za prijavo in ustvarite nov račun. po ustvarjanju računa boste videli nekaj podobnega spodaj.

Naslednji korak je, da naložite svoje datoteke Gerber in oddate uspešno naročilo za začetek proizvodnje. Ko generirate vaš Gerber, je priporočljivo, da jih zložite v eno datoteko in naložite

Ko je nalaganje končano, lahko naročilo vidite na strani računa.

Vaše naročilo bodo ustrezno analizirali in ko bo pripravljeno za proizvodnjo, bodo zahtevali plačilo in ko bo plačilo poravnano, se bo začela proizvodnja.

Pri analizi vaših datotek Gerber porabijo veliko truda, saj lahko vsebujejo napake in morda ne bodo dobro izdelane, če so luknje premajhne ali katere koli druge oblikovne napake.

Ko je tiskano vezje preverjeno in izdelano, boste v nekaj dneh prejeli tiskano vezje in pripravljeni za obdelavo.

ZA POSEBNI POPUST OBISKITE POVEZAVO: NextPCB in lahko dobite 10% popusta za naročilo za montažo tiskanega vezja in tiskanega vezja (validacija dejavnosti: 26. marca 2020 - 30. aprila 2020)

Hvala, ker ste prebrali ta članek, upam, da vam bo pomagal. Ne pozabite pogledati drugih člankov v tej seriji.