פרויקט 2: כיצד להפוך הנדסה לאחור: 11 שלבים (עם תמונות)

2024 מְחַבֵּר: John Day | [email protected]. שונה לאחרונה: 2024-01-30 09:16

שלום חובבנים, חבר טוב שלי חיבר כמה רכיבים יחד עם פטל פטל על מנת לפענח פרוטוקול RS232 ל- TTL. התוצאה הסופית נזרקה לתיבה שהכילה 3 מרכיבים עיקריים: ממיר חשמל להפעלת ה- Pi, ממסר כפול ערוצים המבטיח כי הכוח לא יבזבז על ידי שליטה על התקשורת, וממיר מודול RS232 ל- TTL. המשימה בהישג יד היא ליצור פתרון טוב יותר המשלב את כל התוכנות הקשיחות למחשב לוח אחד. לתוצאה הסופית יהיו פחות אלמנטים מונחים -> פחות כבלים -> עיצוב הוכח לרעידות. המשמעות היא שהמשימה הנדונה היא משימה להנדסה לאחור של חומרה. השלבים הבאים אמורים לסייע בפתרון משימות מסוג זה.

שלב 1: זיהוי הרכיבים

יהיה עליך לבצע גוגל בהתבסס על אחד מהאפשרויות הבאות:

- שימוש בשם המודפס על הלוח עצמו.

- שימוש בפונקציה של המכשיר.

-שימוש במרכיב העיקרי בלוח עצמו: חפש את הצ'יפס הבשרני -> קבל את שמותיהם -> גוגל את האפליקציה שלהם.

- גוגל תמונה כל מילות מפתח שנמצאו וגלול מטה עד שתמצא את המכשיר או כל הפניה לחיפוש אחר.

בקיצור, מצאתי את כל שלושת המכשירים והזמנתי אותם ב- eBay:

-MAX3232 ל- TTL:

-ממסר ערוצים כפול 5V: https://www.ebay.ca/itm/5V-Dual-2-Channels-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino/263347137695?hash= item3d50b66c9f: g: DlUAAOSwIVhaG-gf

-ממיר DC-DC: https://www.ebay.ca/itm/DC-DC-Buck-Step-Down-Converter-6V-80V-24V-36V-48V-72V-to-5V-9V-12V Power Supply/122398869642? Hash = item1c7f8a888a: g: 3vkAAOSwuxFYyQyb

שלב 2: הגיע הזמן לקבל קצת תרשימי מעגלים

כאשר מחפשים סכמטי מעגל חשוב לזכור את הפונקציה העיקרית של כל לוח.

לאחר מציאת תרשימי המעגלים, עבור אל digikey (או עכבר או כל דבר שאתה מתכוון להזמין ממנו את האלמנטים) ובדוק אם השבב הראשי זמין כפי שתזמין אותו מאוחר יותר.

כל האלמנטים האחרים צריכים להיות זמינים ברוב האתרים האלקטרוניים (דיודות, כובעים, משרנים, נגדים …) לפעמים, ייתכן שתתקל בבעיה למצוא את אלה בגודל או בחבילה הנכונה (דרך חור, הר משטח, …)

אם זה משנה בשלבים מאוחרים יותר של העיצוב, חפש תוך שמירה על הפרטים האלה.

אז הגעתי לגיליונות הנתונים הבאים:

-MAX3232 ל- TTL:

- ממסר ערוצים כפול 5V:

- ממיר באק DC-DC:

כפי שצוין קודם לכן, התחלתי לחפש את הרכיבים המשמשים באתרי Digikey, הצלחתי למצוא את כולם למעט רכיב אחד בנוגע לממיר DC-DC buck, ליתר דיוק לא הצלחתי למצוא ממיר XLSEMI XL4015 buck (נמצא ב- LCSC tho!) כדי להימנע מהזמנה משני אתרים שונים ולכן לשלם את המשלוח פעמיים, החלטתי לעקוף את הממיר בהישג יד וללכת על עיצוב אחר המשתמש ברכיבים שנמצאו ב- Digikey. אז בסופו של דבר עקבתי אחר סכמטי זה:

ממיר באק חדש:

על ידי וודא שהזרם והמתח מספיקים להפעלת ה- Pi, סוף סוף זיהיתי את כל האלמנטים שישמשו במחשב הלוח הראשי שלי.

שלב 3: זכור את התמונה הגדולה

שלב זה הוא באמת חשוב, שכן הוא נותן את הטון לעיצוב הכולל. המשימה שלי היא לצמצם את מספר החוטים המונחים בתוך הקופסה מכיוון שהאחרון הזה נחשף לסביבה עם רעידות גבוהות. בטיפול בבעיה זו נאלצתי להפריד בין קווי החשמל (המפעילים את הפי) מקווי האותות המשמשים לפענוח והתקשורת בין מכשירים. מתוך מחשבה על מידע, נשלב הכל לכרטיס PCB אחד. למוצר הסופי יהיה כבל סרט אחד וכבל מיקרו-USB אחד כדי ליצור את החיבור עם ה- Pi. כבל הסרט יכיל את כל האותות בין שני המכשירים, בעוד שכבל ה- micro-usb יספק את הכוח 5V, 1A הדרוש להפעלת ה- Pi. עם זאת בחשבון, המשכתי וסידרתי מחדש את סיכות ה- GPIO המשמשות את הפי כדי שיהיה כל האותות קרובים זה לזה כפי שמוצג בתמונה. ברור שכדי לעשות זאת, יהיה עליך לשנות את סיכות GPIO לסיכות GPIO אחרות, תוך שינוי Gnd עם Gnd אחר והספק עם סיכות כוח אחרות באמצעות הסיכה הכללית מתוך ה- Raspberry Pi. שינויים אלה יירשמו מכיוון שהם יהיו נחוצים מאוחר יותר לעדכון הקושחה הפועלת ב- Pi.

שלב 4: EasyEDA: סכמטים

בשלב זה תצטרך להכיר את הכלי הפשוט ביותר שיש לך. EasyEDA! כפי שהשם מציין, למידת השימוש בכלי לאתר פיתוח זה צריכה להיות פשוטה. אני מצרף את הקישור לאתר עצמו יחד עם הפניות טובות אחרות בכדי שתקדם אותך במהירות:

EasyEDA:

סרטוני היכרות (מאת GreatScott):

www.youtube.com/watch?v=35YuILUlfGs

הדרכה מהירה שנעשתה על ידי מפתחי האתרים עצמם:

שלב 5: בחר את הרכיבים הדרושים

בשלב זה עליך לבחור אם ברצונך להשתמש ברכיבים דרך חור או הר השטח על בסיס מימד הלוח, ציוד ההלחמה שלך וכישורי ההלחמה שלך! החלטתי ללכת על הרכבה על כל הרכיבים במידת האפשר למעט יוצאי דופן שבהם גרסת ה- SMD אינה זמינה, אומרים הממסרים למשל.

בשלב הבא תצטרך לתקן את גודל האריזה עבור כל המכסים, הנגדים, הדיודות וכו '… במקרה שלי, החלטתי להסתפק ב -1206 עבור הרכיבים הנפוצים ביותר.

כאן שוב יש הדרכות מקוונות רבות בנוגע לטכניקות הלחמה על פני השטח. סמכתי במיוחד על ההדרכה של דייב ג'ון בנושא זה (בקישור להלן), אל תהסס לצפות בשתי הדרכות הלחמה אחרות:

EEVblog #186 - הדרכת הלחמה חלק 3 - הר משטח

www.youtube.com/watch?v=b9FC9fAlfQE&t=1259s

אני יודע שהסרטון ארוך, אבל הבחור מדבר על דברים מעניינים אחרים בזמן שהוא מלמד אותך כיצד להלחם. ברור שיש לו יותר ניסיון מרוב החובבים בחוץ, כמוך וכמוני, כך שזה אמור להיות בסדר.

שלב 6: צייר סכמטים של הרכיבים החסרים

ל- EasyEDA יש רוב מוחלט של הרכיבים שתכננתי להזמין למעט מכשיר אחד. עם זאת, זו לא אמורה להוות בעיה, מכיוון שתוכנה זו מאפשרת לך להוסיף את הציורים שלך לספרייה המקוונת.

הייתי צריך להוסיף "מחבר נקבה D-SUB 15" (digikey:

על ידי בדיקת גליונות הנתונים של המכשיר בקישור, תוכל לשכפל את התכונות הגיאומטריות של הרכיב. זה צריך לכלול מרווחים, מידות וכן כיוון המכשיר. אם התמזל מזלך, לפעמים היצרנים כוללים את שרטוט ה- PCB גם כדי שתוכל להעתיק ולהדביק אותו ידנית על easyeda.

שלב 7: עיצוב פריסת ה- PCB שלך

בעת הנחת הרכיבים השונים בלוח, יהיה עליך להקפיד לצמצם את אורך עקבות החיבור. ככל שהאחרונים ארוכים יותר, כך אתה מאותת קווים להפרעות עכבה ורעש. עם חוק הזהב הזה בראש, המשכתי למקם את כל הרכיבים שלי כפי שמוצג בסרטון.

שלב 8: קראס את המספרים פנימה

בשלב זה יהיה עליך לקבוע את רוחב העקבות הנכון לשימוש כדי לחבר אלמנטים שונים. עובי העקבות של Easyeda סטנדרטי ל- 1oz (האפשרות הזולה שלך). המשמעות היא שפשוט צריך הערכה גסה של הזרם הזורם בכל אחת מהעקבות. בהתבסס על היישום בהישג יד, החלטתי לתקן 30mil עבור רוב עקבות הכוח שלי (להחזיק מקסימום 1 A) ו- 10 ~ 15 mil עבור עקבות האות (להחזיק מקסימום של 100 מ מ A).

אתה יכול להשתמש במחשבון עקבות מקוון כמו זה כדי להשיג את המספרים האלה.

מחשבון עקבות מקוון:

שלב 9: חיבור זה

לאחר קביעת עובי המירוץ לקווים שונים, הגיע הזמן לבצע את החיווט של כל הרכיבים. אם מיקמת את הרכיבים שלך על פי כללי התכנון הכלליים של ה- PCB (בקישור להלן), אתה אמור להיות מסוגל לבצע את החיווט בקלות. בסופו של דבר לאחר הוספת ציפוי הנחושת, תקבל לוח PCB שהושלם להזמנה. לשם כך, אני ממליץ להשתמש באתר השותף ל easyeda, JLCPCB (בקישור להלן), בעת ההזמנה אינך צריך לבצע שינויים באפשרויות ההזמנה הסטנדרטיות. כמו כן, אם אתה הלחמה של יותר מלוח אחד, אני ממליץ להזמין את דף השבלונה המצורף לקובץ הגרבר שהועלה. פעולה זו תאפשר לך לחסוך זמן רב במהלך תהליך ההלחמה.

שלב 10: זמן להלחמה רצינית

מכיוון שאני מלחין רק רכיב אחד לצורך בדיקת העיצוב שלי, נשאתי את ההלחמה באופן ידני כדי לשפר את כישורי בתחום זה. המוצר הסופי ייראה כמו התמונה המצורפת.

שלב 11: בצע את הבדיקות האחרונות

בשלב אחרון זה תצטרך לבצע בדיקת רציפות בסיסית של העקבות החשובות שלך כגון קווי החשמל. זה אמור לעזור לך להימנע מפגיעה במשהו הקשור ללוח שלך (במקרה שלי: פטל הפטל). ובדיוק ככה, בעזרת הנדסה לאחור הצלחתי ליצור מכשיר חסין רטט.

כמו תמיד, תודה שעקבת אחרי הסיפורים שלי בהנדסה. אתה מוזמן לעשות לייק, לשתף או להגיב על כל אחד מהפוסטים שלי.

עד הפעם הבאה, לחיים: D