Nettleserbaserte PCB: 7 trinn

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sist endret: 2024-01-30 11:24

Når du tar på eller oppretter prosjekter, vil noen være enkle og noen vil være vanskelige. Noen vil være engangs, og andre må gjøres i stor skala. I denne oppskriften skal vi utforske mitt største prosjekt hittil, Distributed Symphony, og hvordan mikrokontrolleren i kjernen ble bygget i en nettleser.

Trinn 1: Opprotuniteten

The Distributed Symphony er det største og mest komplekse prosjektet jeg har trukket av. En gang i året har jeg den unike muligheten til å bringe en morsom opplevelse til et bedriftskontor for et publikum på 600 ledere. De siste delene har "moroa" blitt pakket som en designutfordring. Oppfordringen til den første iterasjonen var å bygge en ballmaskin som sender en ball på banen i nøyaktig to sekunder. Hvert påfølgende år hadde en økende kompleksitet og teknisk tilstedeværelse. I år bestemte jeg meg for at det var på tide å bygge en opplevelse som var imponerende.

Trinn 2: Distribuert Sypmony

Prosjektet besto av hundre og tjue sett som inneholdt alle ingrediensene som trengs for et team på fem for å lage et slagverk. Hvert sett inneholdt følgende elementer.

• Tilkoblet mikrokontroller
• Magnetventilkulldropper
• Instrumentert resonator fra et Glockenspiel
• Utløserknapp
• Ti treballer
• Byggematerialer
• Kunstneriske elementer

Sentralt i dette prosjektet var mikrokontrolleren. Å legge til logikk og nettilkobling var ment å forbedre opplevelsen og ikke komme i veien. Kontrollkortet hadde betydelig funksjonalitet avslørt på den enkleste måten. Motstandsverdier, strømproblemer, dioder og kondensatorer ble bakt inn i brettdesignet slik at deltakerne kunne fokusere på utfordringen og ikke på teknologien.

Trinn 3: Ta sjanser

Dette prosjektet ga muligheten til å bygge en sverm med tilpassede SMT -mikrokontroller. Dette var nytt for meg, men virket som noe verdt å lære og en stor utfordring. For å designe platene brukte jeg Upverter. Det er en veldig kul nettleserbasert ende til ende -løsning for PCB -design og produksjon. Når du blir vant til å finne komponenter i biblioteket, er det enkelt å bruke. Brettene var basert på den meget dyktige ESP32 mikrokontrolleren. Tavlene ble designet for å vare dette prosjektet, ettersom de var merket for donasjon for å hjelpe barn å lære kode og kretsdesign. Hvert brett har følgende funksjoner:

• ESP32 mikrokontroller - Wifi og Bluetooth -kompatibel
• To PWM magnet-/motorhoder
• Fire jordede 3.3V GPIO -hoder
• To Neopixel Strip -drivere
• To kapasitive berøringsputer og valgfrie overskrifter
• Innebygd LCD -skjerm
• Ombord Single Neopixel
• Innebygd USB til UART programmerer -
• 5V strømbuss
• 3V strømbuss

Prosjektet brukte bare en enkelt magnetventildriver, LCD -skjermen, Neopixel ombord og tre av GPIO -topptekstene. Den ekstra funksjonaliteten har siden blitt brukt som en del av hendene på undervisningsverksteder for barn.

Trinn 4: Planlegg det

Det første trinnet i å lage dine tilpassede PCB er å planlegge det. Når det gjelder kretsdesign, betyr det å lage skjematisk. Jeg brukte brødbrettet mitt til å designe hver funksjon i det større prosjektet. Etter hvert som hver krets begynte å fungere, oversatte jeg den nøye til verktøyet for omformeroversikt. Etter det ryddet jeg brødbrettet og begynte å jobbe med neste avsnitt til kontrollpanelet var logisk fullført.

Trinn 5: Legg det ut

Det neste trinnet i maskinvareproduksjon er PCB -oppsettet. Dette var mye morsommere enn jeg trodde det skulle bli, det var som å spille SimCity med strøm. Opprettingsverktøyet for Upverter er ganske kult og morsomt å bruke. Jo mer jeg jobbet med det, jo mer polerte jeg designet og gikk etter stilpunkter hvor det var mulig. Det er din jobb å legge til ledninger mellom komponentene. Det er grønne linjer som markerer forbindelser som ikke er sporet med kobber. Den mest spennende delen av PCB -oppsettet er muligheten til å hoppe over bakkespor. Alt de trenger å gjøre er å berøre det nederste laget, og de er jordet, enkelt! Mens vi snakker om bunnlaget, er det en annen ting med skjønnhet. Hvis du har mange spor som kommer i veien, er alt du trenger å gjøre å slippe til det nederste laget, gå rundt i trafikken og dukke opp igjen på den andre siden.

Trinn 6: Gjør det ekte

Når du går til produksjon, blir ting ekte og veldig dyrt. Finn et produksjonshus du føler deg komfortabel med, eller et som noen du kjenner har brukt tidligere. Du sender dem filer for å lage brettene dine og eventuelt gjøre hele monteringen. Hoveddelen av kostnaden er å kjøpe deler og montering. Siden dette prosjektet krevde mange enheter i tillegg til å bruke overflatemonterte komponenter, valgte jeg at produksjonshuset skulle utføre monteringen.

Upverter har en nedlastingsseksjon der du kan generere filene du trenger å overføre til produksjon. For å spare noen tilbake og fjerde, her er listen over filer jeg eksporterte:

• GerberFiles
• NC Drill (Excellon)
• XYRS (Velg og sted)
• Stykklister

Vær klar til å gjøre en eller to mindre testkjøringer før du sender ut den store bestillingen. Designet mitt gikk til to små produksjonsserier hver med feil før den store bestillingen på hundre og tretti stykker. Jeg polstret ordren med ti bare ettersom noen av brettene ble produsert med feil. Som du kan se på det andre bildet, måtte jeg bruke grønne hoppetråder for å fikse brettene fra en av de tidligere produksjonsseriene. Det er det, du er nå den stolte eieren av 5 til 50 000 tilpassede kontrollkort.

Trinn 7: Avsløringen

Dette var den bittersøte avslutningen på en lang lang vei. Kittene ble distribuert og det ble gitt melding. Lagene satte seg for å bygge et slagverksinstrument som pålitelig kunne slippe en ball på resonatoren med hvert knappetrykk. Etter hvert som bygget fortsatte, avslørte vi at prosjektene var sky -tilkoblede og hadde tilsvarende mobile dashbord. Lagene brukte det mobile dashbordet til å spille mønstre på enhetene sine. "Save and a Haircut" var nå målet. Når hoveddelen av lagene klarte å spille "Shave an a Haircut", var vi klare for overføringen.

Alle lastet ballhoppene sine og gikk tilbake. Vi brukte vår administrative konsoll til å beregne individuelle maskinforskyvninger og spille sanger på alle maskinene som om de var et enkelt instrument. Vi testet med Guns and Roses og spilte litt Bach. Rommet fylt med svak musikk, og det var en suksess.

Fortsett å bygge og ikke la tilpassede PCB -prosjekter skremme deg eller komme i veien. De er helt gjennomførbare, og det er en hel verden av støtte der ute.