סלילי PCB ב- KiCad: 5 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:11

פרויקטים של Fusion 360 »

לפני מספר שבועות הכנתי תצוגה מכאנית של 7 פלחים המשתמשת באלקטרומגנטים כדי לדחוף את הקטעים. הפרויקט התקבל כל כך טוב, שהוא אפילו פורסם במגזין Hackspace! קיבלתי כל כך הרבה הערות והצעות שהייתי צריך לעשות גרסה משופרת של זה. אז תודה לכולם!

במקור תכננתי לעשות לפחות 3 או 4 ספרות כאלה כדי להציג מידע שימושי על זה. הדבר היחיד שעצר אותי מלעשות את זה היו האלקטרומגנטים רעבי הכוח. הודות להם, כל ספרה מציירת בערך 9A! זה הרבה! אמנם אספקת זרם כה רב לא הייתה בעיה אבל ידעתי שזה יכול להיות הרבה יותר טוב. אבל אז נתקלתי בפרויקט ה- FlexAR של קארל. זהו בעצם אלקטרומגנט על לוח PCB גמיש. הוא עשה כמה פרויקטים מדהימים באמצעותו. בדוק את עבודותיו! בכל מקרה, זה גרם לי לחשוב אם אוכל להשתמש באותם סלילי PCB כדי לדחוף/למשוך את הקטעים. המשמעות היא שאני יכול להפוך את הצג לקטן יותר וללא פחות חשמל. אז במדריך זה אנסה לעשות כמה וריאציות של הסלילים ולאחר מכן לבדוק אותם כדי לראות איזה מהם עובד הכי טוב.

בואו נתחיל!

שלב 1: התוכנית

התוכנית היא לעצב PCB ניסוי עם כמה וריאציות של סלילים. זו תהיה שיטת ניסוי וטעייה.

ראשית, אני משתמש במפעיל הגמיש של קארל כהפניה שהוא PCB דו שכבתי עם 35 סיבובים על כל שכבה.

החלטתי לנסות את השילובים הבאים:

• 35 סיבובים - 2 שכבות
• 35 סיבובים - 4 שכבות
• 40 סיבובים - 4 שכבות
• 30 סיבובים - 4 שכבות
• 30 סיבובים - 4 שכבות (עם חור לליבה)
• 25 סיבובים - 4 שכבות

עכשיו כאן מגיע החלק הקשה. אם השתמשת ב- KiCad, ייתכן שאתה יודע ש- KiCad אינו מאפשר עקבות נחושת מעוקלות, רק עקבות ישרות! אבל מה אם נצטרף למקטעים ישרים קטנים באופן שיווצר עקומה? גדול. עכשיו המשך לעשות זאת במשך כמה ימים עד שיהיה לך סליל אחד שלם !!!

אבל רגע, אם אתה מסתכל על קובץ ה- PCB, ש- KiCad מייצר, בעורך טקסט, אתה יכול לראות שמיקום כל פלח ומאוחסן בצורה של קואורדינטות x ו- y יחד עם מידע אחר. כל שינוי כאן יבוא לידי ביטוי גם בעיצוב. עכשיו, מה אם נוכל להיכנס לכל העמדות הדרושות ליצירת סליל שלם? הודות לג'ואן ספארק, הוא כתב סקריפט פייתון שלאחר הכנסת מספר פרמטרים יורק את כל הקואורדינטות הדרושות ליצירת סליל.

קארל, באחד מסרטי הווידאו שלו, השתמש במכשיר המעגלים של Altium ליצירת סליל ה- PCB שלו, אך לא התחשק לי ללמוד תוכנה חדשה. אולי אחר כך.

שלב 2: הכנת סלילים ב- KiCad

ראשית הנחתי מחבר בתרשים וחיברתי אותו כפי שמוצג למעלה. חוט זה יהפוך לסליל בפריסת ה- PCB.

לאחר מכן, עליך לזכור את המספר נטו. הראשון יהיה נטו 0, הבא יהיה נטו 1 וכן הלאה.

לאחר מכן, פתח את סקריפט הפיתון באמצעות כל IDE מתאים.

בחר את רוחב המעקב שבו תשתמש. לאחר מכן, נסה להתנסות בצדדים, התחל רדיוס ועקוב אחר מרחק. מרחק המסלול צריך להיות כפול מרוחב המסלול. ככל שמספר ה'צדדים 'גדול יותר, כך הסליל יהיה חלק יותר. צדדים = 40 פועלים בצורה הטובה ביותר עבור רוב הסלילים. פרמטרים אלה יישארו זהים עבור כל הסלילים.

עליך להגדיר כמה פרמטרים כמו מרכז, מספר סיבובים, שכבת נחושת, מספר נטו והכי חשוב, כיוון הסיבוב (ספין). בזמן מעבר משכבה אחת לשנייה, הכיוון חייב להשתנות על מנת לשמור על כיוון הזרם. כאן, ספין = -1 מייצג בכיוון השעון ואילו ספין = 1 מייצג נגד כיוון השעון. לדוגמה, אם שכבת הנחושת הקדמית הולכת בכיוון השעון, שכבת הנחושת התחתונה חייבת ללכת נגד כיוון השעון.

הפעל את הסקריפט ותוצג בפניך מספרים רבים בחלון הפלט. העתק והדבק הכל לקובץ ה- PCB ושמור אותו.

פתח את קובץ ה- PCB ב- KiCad ויש את הסליל היפה שלך.

לבסוף, בצע את שאר החיבורים למחבר וסיימת!

שלב 3: הזמנת PCB

בעת תכנון סלילים, השתמשתי בעקבות נחושת בעובי 0.13 מ מ לכל הסלילים. למרות JLCPCB יכול לעשות רוחב עקבות מינימלי של 0.09mm עבור 4/6 שכבות PCB, לא הרגשתי לדחוף אותו קרוב מדי לגבול.

לאחר שסיימתי לתכנן את ה- PCB, העליתי את קבצי הגרבר ל- JLCPCB והזמנתי את ה- PCB.

לחץ כאן כדי להוריד את קבצי הגרבר אם ברצונך לנסות זאת.

שלב 4: ביצוע פלחי בדיקה

עיצבתי כמה קטעי בדיקה בצורות וגדלים שונים ב- Fusion 360 ובתלת מימד.

מכיוון שהשתמשתי בעקבות נחושת של 0.13 מ מ לסלילים, הוא יכול להתמודד עם זרם מרבי של 0.3A. האלקטרומגנט שבו השתמשתי בבנייה הראשונה שואב עד 1.4A. ברור שתהיה הפחתה ניכרת בכוח מה שאומר שאני צריך לגרום למקטעים להיות קלים יותר במשקל.

הורדתי את הקטע והפחתתי את עובי הקיר, תוך שמירה על הצורה כפי שהיתה קודם.

אפילו בדקתי אותו עם גדלי מגנטים שונים.

שלב 5: מסקנה

גיליתי שסליל עם 4 שכבות ו -30 סיבובים על כל שכבה יחד עם מגנט ניאודימיום בגודל 6 x 1.5 מ מ מספיק כדי להרים את הקטעים. אני מאוד שמח לראות את הרעיון עובד.

אז זהו לבינתיים. לאחר מכן, אני אברר את האלקטרוניקה לשליטה בקטעים. ספר לי את המחשבות וההצעות שלך בתגובות למטה.

תודה שנצמדת עד הסוף. אני מקווה שכולכם אוהבים את הפרויקט הזה ולמדתם משהו חדש היום. הירשם לערוץ היוטיוב שלי לפרויקטים נוספים כאלה.