Izkoristite svoje naročilo na PCB (in odpravite napake): 4 koraki

2024 Avtor: John Day | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2024-01-30 12:05

Pri naročanju tiskanih vezij prek spleta pogosto dobite 5 ali več enakih tiskanih vezij in ne potrebujete vedno vseh. Nizki stroški izdelave teh PCB-jev po naročilu so zelo vabljivi in pogosto nas ne skrbi, kaj storiti z dodatnimi. V preteklem projektu sem jih poskušal čim bolje uporabiti, tokrat pa sem se odločil, da načrtujem vnaprej. V drugem Instructable-u sem potreboval tiskano vezje za nekaj razvojnih plošč mikrokrmilnikov, ki temeljijo na Espressifu, in mislil sem, da bi bil to idealen primer za ponovno uporabne tiskane vezje. Vendar ne gre vse po načrtih.

1. korak: Oblikovanje

Ta projekt je potreboval tiskano vezje za namestitev razvojne plošče ESP32 in razvojne plošče tipa Lolin ESP8266. Ti dve plošči imata kar nekaj uporabnih IO zatičev, ki se v tem projektu sploh ne bodo uporabljali. Dodatne plošče bi lahko bile kasneje zelo uporabne, če bi bilo dostopnih več tistih neuporabljenih zatičev. Prav tako sem hotel prilagoditi dve različici razvojnih plošč ESP32. Imel sem 38-polno in 30-polno različico. Če primerjamo izhode obeh, lahko vidimo, da če se nožica '1' 30-polne različice priklopi v položaj nožice 2 38-polne različice, se bo večina zatičev na levi strani ujemala. Odločil sem se, da bom to popravil s previdno uporabo nekaj skakalcev.

Na desni strani deske se nista dobro ujemala. Zatiči I2C (IO22 in IO21) so bili v redu, kot tudi UART0 (TX0 in RX0), vendar sta bila nožica SPI in UART2 premaknjena. Mislil sem, da bi to lahko popravil tudi s skakalci. Torej je bil načrt, da bi lahko uporabljali obe vrsti plošč ESP32 in napolnili tiskano vezje s toliko IO pin vmesnikov, za katere sem mislil, da jih bom nekoč uporabil. Želel sem tudi možnost uporabe obeh plošč (ESP32 in ESP8266) ločeno, zato bi morala postavitev omogočati rezanje tiskanega vezja.

Korak: Postavitev tiskanega vezja

Začel sem z začetno (osnovno) zasnovo, ki sem jo potreboval za ta projekt, nato pa sem se odločil, da ga nadgradim, da bo prilagodil toliko uporab, kolikor bi jih bilo primerno umestiti na tablo. Na drugi shemi lahko vidite, da je precej bolj gneča.

PCB ne bi smel biti večji od 100 mm x 100 mm (manjše bi bilo bolje), zato je to dodalo malo prostorske omejitve. Prvotno postavitev sem imel v Fritzingu in se odločil, da nadaljujem z njo, vendar se s pogledom na mizo nisem veliko ukvarjal, saj vidite, da je skoraj nerazumljiv.

Nastavil sem več priključkov vrat I2C tako za plošče ESP32 kot za ESP8266, vsakega sem nastavil tako, da ima svoj priključek za napajanje, za oba pa sem predstavil nekaj digitalnih vhodov IO. Postavil sem dodatne montažne luknje, da sem jih lahko izrezal in namestil ločeno. Odločil sem se, da se z IO00, IO02 ali IO15 sploh ne bom ukvarjal in končal sem s prikazano postavitvijo.

Za uporabo s 38-polno ploščo ESP32 je bilo treba kratke povezave spodnjih mostičkov: JG1, JG2 in JG4

Za uporabo s 30-polnimi ploščami ESP32 so ti skakalci potrebovali kratke stike: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT in JPR.

3. korak: PCB -ji

PCB sem naročil pri PCBWay, obstajajo pa tudi drugi proizvajalci, ki imajo podobne ekonomične in hitre storitve. Izgledali so odlično … dokler nisem pogledal natančneje. Širina odtisov plošč ESP32 in ESP8266 ni bila pravilna. Širina odtisa (med zatiči) je bila 22,9 mm namesto 25,4 mm za ploščo ESP32 in 27,9 mm za ploščo ESP8266. Postavitev odprtin za vtičnico za enosmerni tok se prav tako ne ujema z mojimi vtičnicami (in luknje so bile premajhne). Proizvajalec tiskanih vezij ni bil kriv, vse je bilo moje. Vse to bi seveda moral dvakrat preveriti in zdaj sem moral poiskati delo. Naredil sem tudi testni rez, da vidim, kakšne težave se bodo pojavile, in seveda je uničil konfiguracijo mostička SPI (ki mimogrede ne bo delovala po načrtih).

Ugotovil sem, da jih lahko, če upognem zatiče glave glave za 90 stopinj, spajkam na površino tiskanega vezja, kar omogoča nekaj prilagoditve širine. Po skrbnem spajkanju vogalnih zatičev in preverjanju širine sem jih vse spajkal na mestu in preizkusil njihovo prileganje. Delovalo je!

Priključek za napajanje je zahteval podobno rešitev, vendar se preostali deli glave dobro prilegajo. Napolnil sem eno neobrezano tiskano vezje in ga preizkusil z nastavitvijo spletnega strežnika, ki je deloval v redu. Nato sem prešel na rezane PCB -je. Plošča Lolin ESP8266 je delovala dobro, vendar je bil razmik do montažnih lukenj nekoliko blizu.

Tudi 30-polna plošča ESP32 je delovala dobro, vendar vrata SPI niso delovala in edina rešitev tega so bile mostične žice na spodnji strani plošče.

4. korak: Končne opombe

Na splošno se mi zdi vredno truda narediti plošče za večkratno uporabo. in že sem začel uporabljati eno od izrezanih PCB -jev za testiranje prihodnjega projekta. Raje imam pred uporabo krožnikov. Fritzinga verjetno ne bom več uporabljal, saj uporabniku ni prijazen za izdelavo odtisov/simbolov v primerjavi z drugimi paketi (npr. KiCad). Omogoča zelo enostavno branje pogledov na mizo, če le niso preveč zapleteni.

Naučene lekcije so:

1. Vedno preverite odtise iz drugih virov, da se ujemajo z delom, ki ga držite v rokah.
2. Uporabite programsko opremo EDA, ki omogoča (razumno) enostavno spreminjanje simbolov in odtisov.
3. Pričakujte nepričakovano in ga kar najbolje izkoristite!

Dodatna opomba je, da pri pridobivanju simbolov tretjih oseb za vašo shemo vedno zagotovite, da so izhodi enaki. S tem nisem imel nobenih težav, v preteklosti pa sem imel problem, ko je imel skupni regulator napetosti različne izhode med proizvajalci.