Få mest mulig ut av PCB -bestillingen (og fikse feil): 4 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:23

Når du bestiller PCB online, får du ofte 5 eller flere av de samme PCB -ene og trenger ikke alltid alle. Den lave kostnaden ved å ha disse skreddersydde PCB-er er veldig fristende, og vi bekymrer oss ofte ikke om hva vi skal gjøre med de ekstra. I et tidligere prosjekt har jeg prøvd å bruke dem på nytt så godt jeg kunne, og denne gangen bestemte jeg meg for å planlegge fremover. I en annen Instructable trengte jeg en PCB for å holde et par Espressif-baserte mikrokontrollerutviklingskort, og jeg trodde dette ville være det ideelle tilfellet for gjenbrukbare PCB. Alt går imidlertid ikke som planlagt.

Trinn 1: Design

Det prosjektet trengte en PCB for å huse et ESP32 utviklingsbord og et Lolin type ESP8266 dev -kort. Disse to brettene har ganske mange nyttige IO -pinner som ikke skulle brukes i det prosjektet i det hele tatt. Ekstrabrettene kan være ganske nyttige senere hvis flere av de ubrukte pinnene var tilgjengelige. Jeg ønsket også å imøtekomme to varianter av ESP32 dev -kortene. Jeg hadde 38-pinners og 30-pinners versjon. Når man sammenligner pinoutene til de to, kan man se at hvis pin ‘1’ i 30-pins-varianten er plugget inn i posisjonen til pin 2 i 38-pins-versjonen, så ville de fleste pinnene på venstre side passe. Jeg bestemte meg for at jeg kunne fikse det ved forsiktig bruk av noen hoppere.

På høyre side av brettet stemte de ikke særlig godt. I2C -pinnene (IO22 og IO21) var fine som UART0 (TX0 og RX0), men SPI -pinnene og UART2 ble alle forskjøvet. Jeg trodde jeg kunne fikse dette med hoppere også. Så den planen var å kunne bruke begge typer ESP32 -kort og også fylle kretskortet med så mange IO -pinhoder som jeg trodde jeg kunne bruke en dag. Jeg ønsket også muligheten til å bruke de to (ESP32 og ESP8266) brettene separat, så oppsettet må tillate kutting av kretskortet.

Trinn 2: PCB -oppsettet

Jeg begynte med den første (grunnleggende) designen som jeg trengte for det prosjektet, og bestemte meg deretter for å oppgradere den for å få plass til så mange bruksområder som jeg rimelig kunne få plass på brettet. Du kan se i den andre skjematikken at det er ganske mye mer crowed.

Kretskortet kan ikke være større enn 100 mm x 100 mm (mindre ville være bedre), så dette ga litt av en plassbegrensning. Jeg hadde det opprinnelige oppsettet i Fritzing og bestemte meg for å fortsette med det, men jeg brydde meg ikke så mye om brødbrettvisningen, som du ser er det nesten uforståelig.

Jeg konfigurerte flere I2C -portkontakter for både ESP32- og ESP8266 -kortene, jeg konfigurerte hver enkelt for å ha sin egen strømkontakt og hentet frem noen av de digitale IO -pinnene for begge. Jeg plasserte ekstra monteringshull slik at de kunne klippes og monteres separat. Jeg bestemte meg for at jeg ikke ville bry meg med IO00, IO02 eller IO15 i det hele tatt, og jeg endte opp med oppsettet som er avbildet.

Følgende hoppere måtte kortsluttes for bruk med 38-pinners ESP32-kortet: JG1, JG2 og JG4

For bruk med 30-pinners ESP32-kort trengte disse hopperne shorting: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT og JPR.

Trinn 3: PCB -ene

Jeg bestilte PCB fra PCBWay, men det er andre produsenter som har lignende økonomiske og raske tjenester. De så flotte ut … til jeg så nærmere på. Bredden på fotavtrykkene ESP32 og ESP8266 var ikke riktig. Fotavtrykkbredden (mellom pinnene) var 22,9 mm i stedet for 25,4 mm for ESP32 -kortet og 27,9 mm for ESP8266 -kortet. DC -strømuttakets hulloppsett stemte heller ikke overens med strømuttakene mine (og hullene var for små). Dette var ikke PCB -produsentens skyld, det var alt mitt. Jeg burde selvfølgelig ha dobbeltsjekket alle disse, og nå måtte jeg finne en jobb. Jeg gjorde også en testkutt for å se hvilke flere problemer som ville dukke opp, og selvfølgelig ødela det SPI -jumperkonfigurasjonen (som forøvrig ikke skulle fungere som planlagt).

Jeg fant ut at hvis jeg bøyde de kvinnelige toppnålene på 90 grader, kunne jeg lodde dem til overflaten av kretskortet, noe som muliggjorde litt breddejustering. Etter å ha loddet nøye på hjørnepinnene og sjekket bredden, loddet jeg dem alle på plass og testet passformen. Det funket!

Strømkontakten krevde en lignende løsning, men resten av overskriftene passet fint. Jeg fylte ut en uskåret PCB og testet den med webserveroppsettet mitt, og det gikk bra. Jeg gikk deretter videre til de kuttede PCB -ene. Lolin ESP8266 -kortet fungerte fint, men avstanden til monteringshullene var litt nær.

30-pinners ESP32-kortet fungerte også bra, men SPI-porten fungerte ikke, og den eneste løsningen på det var jumperwires på undersiden av brettet.

Trinn 4: Sluttnotater

Totalt sett tror jeg det var verdt innsatsen for å gjøre brettene mer gjenbrukbare. og jeg har allerede begynt å bruke en av de kuttede PCB -ene for å teste et fremtidig prosjekt. Jeg foretrekker det fremfor å bruke brødbrett. Jeg vil sannsynligvis ikke bruke Fritzing lenger, siden det ikke er brukervennlig for å lage fotavtrykk/symboler sammenlignet med andre pakker (f.eks. KiCad). Det gjør det veldig enkelt å lese breadboard -visninger, men så lenge de ikke er for komplekse.

Erfaringer er:

1. Kontroller alltid fotavtrykk fra andre kilder for å sikre at de samsvarer med delen du holder i hendene.
2. Bruk EDA -programvare som gjør at symboler og fotavtrykk (rimelig) enkelt kan endres.
3. Forvent det uventede og få det beste ut av det!

En ekstra merknad er å alltid sikre at pin-outs er de samme når du henter tredjeparts symboler for skjematikken din. Jeg hadde ingen problemer med dette, men tidligere har jeg hatt et problem der en vanlig spenningsregulator hadde forskjellige pin-outs mellom produsentene.