PCB-uri bazate pe browser: 7 pași

2025 Autor: John Day | [email protected]. Modificat ultima dată: 2025-01-23 15:04

Pe măsură ce preluați sau creați proiecte, unele vor fi ușoare, iar altele vor fi dificile. Unele vor fi unice, iar altele vor trebui realizate la scară. În această redactare, vom explora cel mai mare proiect al meu până în prezent, Distributed Symphony, și modul în care microcontrolerul de bază a fost construit într-un browser.

Pasul 1: Oportunitatea

Simfonia distribuită este cel mai mare și mai complex proiect pe care l-am dus. O dată pe an am ocazia unică de a aduce o experiență distractivă într-un offsite corporativ pentru un public de 600 de directori. Ultimele tranșe, „distracția” a fost ambalată ca o provocare de proiectare. Solicitarea pentru prima iterație a fost de a construi o mașină cu bile care să trimită o minge pe calea sa exact două secunde. Fiecare an succesiv a avut o complexitate și o prezență tehnică în creștere. Anul acesta am decis că este timpul să arhitectez o experiență care să inspire uimire.

Pasul 2: Sypmony distribuit

Proiectul a constat din o sută douăzeci de truse care conțin toate ingredientele necesare pentru ca o echipă de cinci să creeze un instrument de percutie. Fiecare kit a inclus următoarele articole.

• Microcontroler conectat
• Picurător cu bile cu solenoid
• Rezonator instrumentat de la un Glockenspiel
• Buton declanșator
• Zece bile de lemn
• Materiale de construcții
• Elemente artistice

Centrul acestui proiect a fost microcontrolerul. Adăugarea de logică și conectivitate cloud a fost menită să îmbunătățească experiența și să nu împiedice. Placa de control a avut o funcționalitate considerabilă expusă în cel mai simplu mod posibil. Valorile rezistorului, problemele de putere, diodele și condensatoarele au fost incluse în designul plăcii, astfel încât participanții să fie liberi să se concentreze asupra provocării și nu asupra tehnologiei.

Pasul 3: Luați șanse

Acest proiect a oferit posibilitatea de a construi un roi de plăci de controlere SMT personalizate. Acest lucru a fost nou pentru mine, dar mi s-a părut ceva demn de învățat și o provocare majoră. Pentru proiectarea plăcilor am folosit Upverter. Este o soluție extrem de interesantă, bazată pe browser, pentru proiectarea și producția PCB-urilor. Odată ce te-ai obișnuit să găsești componente în biblioteca lor, este ușor de utilizat. Plăcile erau bazate pe microcontrolerul ESP32 foarte capabil. Plăcile au fost concepute pentru a finaliza acest proiect, deoarece au fost marcate pentru donație pentru a ajuta copiii să învețe codul și proiectarea circuitelor. Fiecare placă are următoarele caracteristici:

• Micro controler ESP32 - Capabil Wifi și Bluetooth
• Două anteturi solenoid / motor PWM
• Patru anteturi GPIO de 3,3 V împământate
• Doi șoferi Neopixel Strip
• Două plăci tactile capacitive și anteturi opționale
• Afișaj LCD la bord
• Neopixel unic la bord
• Programator USB la UART integrat -
• 5V Power Bus
• Putere 3V Autobuz

Proiectul a folosit doar un singur driver de solenoid, afișajul LCD, Neopixel la bord și trei dintre antetele GPIO. Funcționalitatea suplimentară a fost utilizată de atunci ca parte a atelierelor de predare pentru copii.

Pasul 4: Planificați-l

Primul pas în realizarea PCB-urilor personalizate este planificarea acestuia. Când vine vorba de proiectarea circuitelor, asta înseamnă crearea schemei. Mi-am folosit panoul pentru a proiecta fiecare caracteristică a proiectului mai mare. Pe măsură ce fiecare circuit a început să funcționeze, l-am tradus cu atenție în instrumentul Upverter Schematic. După aceea, am șters panoul de control și am început să lucrez la următoarea secțiune până când placa controlorului a fost completă logic.

Pasul 5: Lay It Out

Următorul pas în producția de hardware este aspectul PCB. A fost mult mai distractiv decât credeam că va fi, a fost ca și cum ai juca SimCity cu electricitate. Instrumentul de aspect Upverter este destul de cool și distractiv de utilizat. Cu cât am lucrat mai mult cu el, cu atât am lustruit designul și am optat pentru puncte de stil ori de câte ori a fost posibil. Este treaba ta să adaugi fire între componente. Există linii verzi care evidențiază conexiunile care nu sunt urmărite cu cupru. Cea mai interesantă parte a aspectului PCB este abilitatea de a sări urmele la sol. Tot ce trebuie să facă este să atingă stratul inferior și sunt împământate, ușor! În timp ce vorbim despre stratul inferior, acesta este un alt lucru de frumusețe. Dacă aveți o mulțime de urme care vă împiedică, tot ce trebuie să faceți este să coborâți în stratul inferior, să ocoliți traficul și să reveniți pe cealaltă parte.

Pasul 6: Realizează-l

Odată ce te duci la producție, lucrurile devin reale și foarte scumpe. Găsiți o casă de producție cu care vă simțiți confortabil sau una pe care cineva pe care o cunoașteți a folosit-o înainte. Le vei trimite fișiere pentru a-ți crea plăcile și, opțional, vei face ansamblul complet. Cea mai mare parte a costului este cumpărarea pieselor și a ansamblului. Deoarece acest proiect a necesitat mai multe unități, precum și utilizarea componentelor de montare pe suprafață, am optat pentru casa de producție pentru a face asamblarea.

Upverter are secțiunea de descărcare în care puteți genera fișierele pe care trebuie să le transferați la producție. Pentru a ajuta la salvarea unor versiuni anterioare și a patra, iată lista de fișiere pe care le-am exportat:

• GerberFiles
• NC Drill (Excellon)
• XYRS (Pick and Place)
• Proiect de lege de materiale

Fiți gata să efectuați una sau două teste mai mici înainte de a trimite comanda dvs. mare. Proiectarea mea s-a referit la două serii de producție mici, fiecare cu erori înainte de ordinul mare de o sută treizeci de piese. Am umplut comanda cu zece doar în cazul în care unele dintre plăci au fost produse cu erori. După cum puteți vedea în cea de-a doua imagine, a trebuit să folosesc fire jumper verzi pentru a repara plăcile de la una dintre producțiile anterioare. Asta e, acum ești mândrul proprietar al a 5 până la 50 000 de plăci de control personalizate.

Pasul 7: Dezvăluirea

Acesta a fost sfârșitul dulce-amărui al unui drum lung și lung. Kituri au fost distribuite și a fost dat prompt. Echipele și-au propus să construiască un instrument percutant care să poată lăsa în mod fiabil o minge pe rezonator la fiecare apăsare a butonului. Pe măsură ce construirea a continuat, am dezvăluit că proiectele erau conectate la cloud și aveau tablouri de bord mobile corespunzătoare. Echipele au folosit tabloul de bord mobil pentru a reda modele pe dispozitivele lor. „Salvați și o tunsoare” era acum scopul. Odată ce majoritatea echipelor au reușit să joace „Shave an a Haircut”, am fost pregătiți pentru recital.

Toată lumea și-a încărcat buncărele și s-a dat înapoi. Am folosit consola noastră administrativă pentru a calcula compensările individuale ale mașinilor și pentru a reda melodii pe toate mașinile ca și cum ar fi un singur instrument. Am testat cu Guns and Roses și am continuat să cântăm niște Bach. Camera s-a umplut de muzică slabă și a fost un succes.

Continuați să construiți și nu lăsați proiectele PCB personalizate să vă sperie sau să vă împiedice. Acestea sunt total realizabile și există o întreagă lume de sprijin acolo.