Exploatarea la maximum a comenzii PCB (și remedierea greșelilor): 4 pași

2024 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2024-01-30 11:44

Atunci când comandați PCB-uri online, primiți adesea 5 sau mai multe PCB-uri identice și nu aveți întotdeauna nevoie de toate. Costul redus al obținerii acestor PCB personalizate la comandă este foarte atrăgător și adesea nu ne facem griji cu privire la ce să facem cu cele suplimentare. Într-un proiect trecut am încercat să le reutilizez cât de bine am putut și de data aceasta am decis să planific înainte. Într-un alt Instructable, aveam nevoie de un PCB pentru a deține câteva plăci de dezvoltare pe bază de microcontroler pe Espressif și m-am gândit că acesta ar fi cazul ideal pentru PCB-uri refolosibile. Cu toate acestea, nu totul merge conform planului.

Pasul 1: Proiectare

Proiectul respectiv avea nevoie de un PCB pentru a găzdui o placă de dezvoltare ESP32 și o placă dev L8 de tip ESP8266. Aceste două plăci au destul de puțini pini IO utili care nu aveau să fie folosiți deloc în acel proiect. Plăcile suplimentare ar putea fi destul de utile mai târziu dacă mai mulți dintre acei pini neutilizați ar fi accesibile. De asemenea, am vrut să găzduiesc două variante ale plăcilor de dezvoltare ESP32. Aveam versiunea cu 38 de pini și cea cu 30 de pini. Comparând pinouturile celor două, se poate observa că dacă pinul „1” al variantei cu 30 de pini este conectat în poziția pinului 2 al versiunii cu 38 de pini, atunci majoritatea pinilor din partea stângă s-ar potrivi. Am decis să pot rezolva asta folosind cu atenție unele jumperi.

În partea dreaptă a tabloului, nu se potriveau prea bine. Pinii I2C (IO22 și IO21), au fost bine la fel ca UART0 (TX0 și RX0), totuși pinii SPI și UART2 au fost toți deplasați. Am crezut că pot rezolva asta și cu jumperi. Deci, planul a fost acela de a putea folosi ambele tipuri de plăci ESP32 și, de asemenea, să umpleți PCB-ul cu atât de multe anteturi IO pin cât am crezut că aș putea folosi într-o zi. De asemenea, am dorit posibilitatea de a folosi cele două plăci (ESP32 și ESP8266) separat, astfel încât aspectul ar trebui să permită tăierea PCB-ului.

Pasul 2: Aspectul PCB

Am început cu designul inițial (de bază) de care aveam nevoie pentru acel proiect și apoi am decis să îl actualizez pentru a se potrivi cât mai multor utilizări pe care le-aș putea încadra în mod rezonabil pe tablă. Puteți vedea în a doua schemă că este destul de mult mai cântată.

PCB-ul nu ar putea fi mai mare de 100mmx100mm (mai mic ar fi mai bine), așa că acest lucru a adăugat un pic de constrângere de spațiu. Am avut aspectul inițial în Fritzing și am decis să continui cu acesta, dar nu m-am deranjat prea mult cu vizualizarea panoului de calcul, deoarece puteți vedea că este aproape de neînțeles.

Am configurat mai mulți conectori de port I2C atât pentru plăcile ESP32, cât și pentru plăcile ESP8266, am configurat fiecare pentru a avea propriul lor conector de alimentare și am scos câteva dintre pinii IO digitali pentru ambele. Am așezat găuri de montaj suplimentare pentru a le permite să fie tăiate și montate separat. Am decis că nu mă voi deranja deloc cu IO00, IO02 sau IO15 și am ajuns cu aspectul descris.

Pentru utilizarea cu placa ESP32 cu 38 de pini, trebuie să fie scurtcircuitați următoarele jumperi: JG1, JG2 și JG4

Pentru a fi utilizate cu plăci ESP32 cu 30 de pini, aceste jumperi au avut nevoie de scurtcircuitare: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT și JPR.

Pasul 3: PCB-urile

Am comandat PCB-urile de la PCBWay, dar există și alți producători care au servicii economice și rapide similare. Au arătat grozav … până când m-am uitat mai atent. Lățimea amprentelor plăcii ESP32 și ESP8266 nu era corectă. Lățimea amprentei (între pini) a fost de 22,9 mm în loc de 25,4 mm pentru placa ESP32 și 27,9 mm pentru placa ESP8266. De asemenea, aspectul orificiilor pentru mufa de alimentare DC nu se potrivește cu mufele de alimentare (iar găurile erau prea mici). Nu a fost vina producătorului de PCB-uri, a fost a mea. Ar fi trebuit să verific toate acestea bineînțeles și acum trebuia să găsesc o soluție. De asemenea, am făcut o reducere de test pentru a vedea ce probleme mai apar și, desigur, a stricat configurația jumperului SPI (care, de altfel, nu avea să funcționeze așa cum era planificat).

Am descoperit că, dacă aș îndoi pinii antetului feminin la 90 de grade, i-aș putea lipi pe suprafața PCB-ului, permițând o anumită reglare a lățimii. După ce am lipit cu atenție știfturile din colț și am verificat lățimea, le-am lipit pe toate pe loc și am testat potrivirea. A mers!

Mufa de alimentare necesită o soluție similară, dar restul antetelor se potrivesc bine. Am populat un PCB netăiat și l-am testat cu configurarea Webserver-ului meu și a funcționat bine. Am trecut apoi la PCB-urile tăiate. Placa Lolin ESP8266 a funcționat bine, dar distanța față de găurile de montare a fost cam apropiată.

De asemenea, placa ESP32 cu 30 de pini a funcționat bine, totuși portul SPI nu funcționa și singura soluție la acest lucru a fost firele jumper pe partea inferioară a plăcii.

Pasul 4: Note finale

În general, cred că a meritat efortul de a face plăcile mai reutilizabile. și am început deja să folosesc unul dintre PCB-urile tăiate pentru testarea unui viitor proiect. Îl prefer mult mai mult decât să folosesc panouri. Probabil că nu voi mai folosi Fritzing, deoarece nu este ușor de utilizat pentru a face amprente / simboluri în comparație cu alte pachete (de exemplu, KiCad). Face foarte ușor de citit vizualizările panourilor, deși nu sunt prea complexe.

Lecțiile învățate sunt:

1. Verificați întotdeauna amprentele din alte surse pentru a vă asigura că se potrivesc cu partea pe care o țineți în mâini.
2. Utilizați software-ul EDA care permite modificarea (în mod rezonabil) a simbolurilor și amprentelor.
3. Așteptați-vă la neașteptat și profitați la maximum de el!

O notă suplimentară este să vă asigurați întotdeauna că pin-out-urile sunt aceleași atunci când preluați simboluri terță parte pentru schema dvs. Nu am avut probleme cu acest lucru, dar în trecut am avut o problemă în care un regulator comun de tensiune avea diferite pin-out între producători.