Proiectare PCB pentru robotul Line Follower - Arnab Kumar Das: 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:43

Acest proiect presupune că am făcut deja selecția componentelor. Pentru ca un sistem să funcționeze corespunzător, este important să înțelegem ce necesită fiecare componentă în termeni de putere, tensiune, curent, spațiu, răcire etc. Este, de asemenea, important să înțelegem dependențele dintre fiecare componentă. Dependențe cum ar fi nivelul logic, zgomotul transmisiei, impedanța etc.

Un aspect de proiectare foarte important al acestui proiect este PCB, deoarece obiectivul nostru este de a reduce cât mai mult posibil factorul de formă al robotului de linie care, la rândul său, reduce greutatea. Dimensiunile reduse și greutatea mai mică sporesc eficiența și, de asemenea, reduc pierderile datorate frecării aerodinamice. Dacă vedeți o mașină de curse F1 puteți înțelege cât de eficientă este în aerodinamică. Pentru a îmbunătăți eficiența și a reduce greutatea, trebuie să îndepărtăm orice componentă inutilă și să mutăm centrul de masă cât mai jos posibil. Pentru a face acest lucru, m-am gândit să folosesc PCB-ul ca șasiu. Acest lucru va reduce greutatea și va face CM mult mai mică, ceea ce la rândul său crește stabilitatea în timpul virajelor. Realizarea șasiului cu PCB reduce, de asemenea, timpul necesar pentru asamblare și ușurează lucrurile, deoarece trebuie doar să lipim componentele la locul potrivit și să începem cu testarea software-ului. Deoarece PCB-urile vor fi fabricate de roboți și mașini CNC, arată mai bine decât orice alt șasiu.

Pasul 1: Software folosit

Pentru acest proiect, am folosit în mod special programe gratuite și open source, astfel încât studenții și oricine altcineva care nu are acces la software plătit să poată face proiectul în mod eficient și profesional.

Am folosit KiCad pentru Schematics și PCB Design și credeți-mă că este un software uimitor. Înainte am folosit Eagle CAD și Altium, dar chiar dacă KiCad este gratuit, are toate capacitățile și instrumentele importante pentru a vă proiecta PCB-ul profesional și pentru a-l produce. Chiar și are vizualizare 3D disponibilă pentru PCB.

Suita KiCad are cinci părți principale:

• KiCad - managerul de proiect.
• Eeschema - editorul de captare schematică.
• Pcbnew - programul de aspect PCB. De asemenea, are o vizualizare 3D.
• GerbView - vizualizatorul Gerber.
• Bitmap2Component - un instrument pentru conversia imaginilor în amprente pentru lucrări de artă PCB.

Nu am de gând să arăt în detalii cum să proiectez un schematic și un aspect PCB, deoarece acesta nu este domeniul de aplicare al acestui post / articol. Principala importanță a acestui articol este prezentarea rezultatului KiCad și prezentarea modului în care este comandat și fabricat. Înainte de a începe cu proiectarea schematică, este recomandabil să creați un folder de proiect și să păstrați toate fișierele în interiorul acestuia. Mai jos este un exemplu.

Pasul 2: Schematic

Pentru schemă, trebuie să deschidem Instrumentul de editare schemă din sau Eeschema. Odată deschis, ar trebui să vedeți un document gol într-o fereastră ca mai jos.

Uneori trebuie să creăm noi simboluri schematice, deoarece biblioteca implicită ar putea să nu le aibă. Trebuie să studiați foaia tehnică pentru aceste componente și să le adăugați la o bibliotecă personalizată, așa cum am făcut în cazul meu. Am creat simboluri de bibliotecă pentru senzorul QTR-8RC, afișaj OLED SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor with Encoders. Odată ce simbolurile bibliotecii sunt create, le-am conectat pentru a forma un sistem.

Puteți descărca Schema de pe linkul de mai jos. Mai târziu, la sfârșitul tutorialului, voi adăuga câteva tutoriale bune pentru KiCad pentru ca tu să înveți și să o faci singur.

PENTRU A DESCARCĂ PROIECTAREA, VIZITAȚI SITE-UL MEU:

Pasul 3: Aspect PCB

Odată ce schema este terminată, este timpul să treceți la aspectul plăcii PCB. Uneori trebuie să creați amprenta unor componente dacă acestea nu sunt prezente în bibliotecă. Pentru a crea amprenta, puteți utiliza Instrumentul de editare a bibliotecii Footprint în KiCad.

Am folosit designul cu două straturi aici, deoarece facilitează aspectul atunci când aveți multe componente distribuite pe placă. Pentru a începe cu PCB Design, trebuie să deschidem programul PCB Layout Editor în KiCad. Ar trebui să vedeți ceva de genul mai jos, dar cu un document gol în el.

Vom folosi NextPCBas serviciul de fabricație a PCB-ului, deci este important să vedem care sunt limitele tehnice minime și maxime pe care le au pentru fabricarea lor. Pentru a verifica dacă trebuie să le vizităm pagina Capacități. Principalii parametri pe care trebuie să-i verificăm sunt:

• Max. Dimensiune 510 * 590mm
• Min. Urmărește 4mil / 0,1mm
• Min. Distanța de urmărire 4mil / 0,1mm
• Min. dimensiunea găurii: 0,3 mm
• Min. Prin diametru 0.45mm
• Distanța de urmărire ≥5mil
• Dimensiunea găurii găurii de 0,2-6,3 mm
• Urmărește la contur ≥ 0,4 mm

Pe baza parametrilor de mai sus, trebuie să ne ajustăm regulile de proiectare în editorul de aspect KiCad.

La sfârșitul tutorialului, voi atașa câteva tutoriale bune despre proiectarea PCB-urilor în KiCad, de la care puteți învăța. Mai jos este designul PCB atașat pe care îl puteți folosi pentru referință.

PENTRU A DESCARCĂ PROIECTAREA, VIZITAȚI SITE-UL MEU:

Pasul 4: Fabricarea PCB-urilor

Înainte de a fabrica PCB într-o casă / industrie de fabricație PCB ca NextPCB, trebuie să ne convertim designul într-un format fabricabil care poate fi citit de mașinile din industrie.

Setările de mai sus au fost utilizate pentru generarea tuturor fișierelor Gerber. este recomandat să exportați fișierele într-un folder Gerber separat așa cum am făcut.

Informațiile despre găurile PCB sunt stocate într-un fișier Drill separat și pentru a genera că am folosit configurația de mai sus pentru NextPCB. Alți producători pot avea setări diferite. Există multe motive pentru a selecta NextPCBone, motivul fiind transparența lor cu privire la procesul lor de fabricație. Mai jos sunt câteva fotografii din fabrica lor.

De asemenea, acceptă o varietate de opțiuni de plată: PayPal, Transfer bancar, Western Union, Plata în numerar la sediul central. Pentru metodele de expediere, acestea au DHL, FedEx, Hongkong Post, care este convenabil cu prețuri și beneficii diferite. Pentru procesul de comandare, trebuie să ne creăm un cont pe site. Puteți utiliza linkul de înscriere și puteți crea un cont nou. după crearea contului, veți vedea ceva de genul mai jos.

Următorul pas este să încărcați fișierele Gerber și să plasați o comandă de succes pentru a începe fabricarea. Odată ce Gerber-ul dvs. este generat, se recomandă să le împachetați într-un singur fișier și să le încărcați

După finalizarea încărcării, puteți vedea comanda în pagina contului dvs.

Comanda dvs. va fi analizată corespunzător și odată ce este gata pentru fabricație, ei vor solicita plata și odată ce plata este eliminată, fabricația va începe.

Ei depun eforturi mari în analizarea fișierelor dvs. Gerber, deoarece acestea pot conține erori și s-ar putea să nu producă bine dacă găurile sunt prea mici sau orice alte erori de proiectare în acesta.

Odată ce PCB-ul este verificat și fabricat, veți primi PCB-ul în câteva zile și gata să fie prelucrat.

PENTRU REDUCERE SPECIALĂ, VĂ RUGĂM SĂ VISAȚI LINK-ul: NextPCB și puteți beneficia de o reducere de 10% pentru comanda de asamblare PCB și PCB (Validare activitate: 26 martie 2020 - 30 aprilie 2020)

Vă mulțumim că ați citit acest articol și sper că vă va ajuta. Nu uitați să verificați alte articole din această serie.