Projekt PCB dla robota prowadzącego linię - Arnab Kumar Das: 4 kroki

2024 Autor: John Day | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2024-01-30 11:29

Ten projekt zakłada, że dokonaliśmy już wyboru komponentów. Aby system działał prawidłowo, ważne jest, aby zrozumieć, czego wymaga każdy komponent pod względem mocy, napięcia, prądu, przestrzeni, chłodzenia itp. Ważne jest również zrozumienie zależności między każdym komponentem. Zależności, takie jak poziom logiczny, szum transmisji, impedancja itp. Przeczytaj o poprzednich artykułach dotyczących wymagań systemowych, wyboru komponentów / materiałów.

Bardzo ważnym aspektem projektowym tego projektu jest płytka drukowana, ponieważ naszym celem jest maksymalne zmniejszenie współczynnika kształtu robota śledzącego linię, co z kolei zmniejsza wagę. Mały rozmiar i mniejsza waga zwiększają wydajność, a także zmniejszają straty spowodowane tarciem aerodynamicznym. Jeśli zobaczysz samochód wyścigowy F1, możesz zrozumieć, jak wydajny jest w aerodynamice. Aby poprawić wydajność i zmniejszyć wagę, musimy usunąć wszelkie niepotrzebne elementy i przesunąć środek ciężkości jak najniżej. Aby to zrobić, pomyślałem o użyciu PCB jako obudowy. Zmniejszy to wagę i znacznie obniży CM, co z kolei zwiększy stabilność podczas skrętów. Wykonanie obudowy z płytką drukowaną również skraca czas montażu i ułatwia sprawę, ponieważ wystarczy przylutować elementy w odpowiednim miejscu i rozpocząć testowanie oprogramowania. Ponieważ płytki drukowane będą produkowane przez roboty i maszyny CNC, wygląda to lepiej niż jakakolwiek inna obudowa.

Krok 1: Użyte oprogramowanie

W tym projekcie specjalnie używam oprogramowania Freeware i Open Source, aby studenci i wszyscy inni, którzy nie mają dostępu do płatnego oprogramowania, mogli również skutecznie i profesjonalnie wykonać projekt.

Użyłem KiCad do schematów i projektowania PCB i uwierz mi, że to niesamowite oprogramowanie. Wcześniej korzystałem z Eagle CAD i Altium, ale mimo że KiCad jest darmowy, ma wszystkie ważne możliwości i narzędzia do profesjonalnego projektowania PCB i produkcji. Nawet ma wizualizację 3D dostępną dla twojej płytki drukowanej.

Pakiet KiCad składa się z pięciu głównych części:

• KiCad – kierownik projektu.
• Eeschema – edytor przechwytywania schematów.
• PCBnew – program do projektowania PCB. Posiada również widok 3D.
• GerbView – przeglądarka Gerber.
• Bitmap2Component – narzędzie do konwersji obrazów na footprinty do grafiki PCB.

Nie zamierzam szczegółowo pokazywać, jak zaprojektować schemat i układ PCB, ponieważ nie jest to zakres tego postu/artykułu. Głównym celem tego artykułu jest przedstawienie wyników programu KiCad oraz pokazanie, w jaki sposób jest on zamawiany i wytwarzany. Zanim zaczniemy projektowanie schematu, warto utworzyć folder projektu i przechowywać w nim wszystkie pliki. Poniżej znajduje się przykład.

Krok 2: Schemat

W przypadku schematu musimy otworzyć narzędzie Edytuj schemat z lub Eeschema. Po otwarciu powinieneś zobaczyć pusty dokument w oknie jak poniżej.

Czasami musimy utworzyć nowe symbole schematyczne, ponieważ domyślna biblioteka może ich nie mieć. Musisz przestudiować arkusz danych dla tych komponentów i dodać je do niestandardowej biblioteki, tak jak to zrobiłem w moim przypadku. Stworzyłem symbole biblioteki dla czujnika QTR-8RC, wyświetlacza OLED SSD1306, płyty sterownika silnika TB6612FNG, silnika N20 z enkoderami. Po utworzeniu symboli bibliotecznych połączyłem je ze sobą, tworząc system.

Możesz pobrać schemat z poniższego linku. Później, na końcu samouczka, dodam kilka dobrych samouczków dla programu KiCad, których możesz się nauczyć i zrobić to sam.

ABY POBRAĆ PROJEKT ODWIEDŹ MOJĄ STRONĘ:

Krok 3: Układ PCB

Gdy schemat jest gotowy, nadszedł czas, aby przejść do rozmieszczenia płytki PCB. Czasami trzeba również utworzyć footprint niektórych komponentów, jeśli nie ma ich w bibliotece. Aby utworzyć footprint, możesz użyć narzędzia do edycji biblioteki footprintów w programie KiCad.

Użyłem tutaj projektu dwuwarstwowego, ponieważ bardzo ułatwia to rozplanowanie, gdy na płycie znajduje się wiele komponentów. Aby rozpocząć projektowanie PCB, musimy otworzyć program PCB Layout Editor w programie KiCad. Powinieneś zobaczyć coś takiego jak poniżej, ale z pustym dokumentem.

Będziemy korzystać z NextPCBas, usługi produkcji PCB, więc ważne jest, aby zobaczyć, jakie są minimalne i maksymalne ograniczenia techniczne, jakie mają dla ich produkcji. Aby to sprawdzić, musimy odwiedzić ich stronę Możliwości. Główne parametry, które musimy sprawdzić to:

• Maks. Wymiar 510*590mm
• Min. Ślad 4 mil / 0,1 mm
• Min. Rozstaw śladów 4 mil / 0,1 mm
• Min. rozmiar otworu 0,3 mm;
• Min. Przez średnicę 0,45 mm
• Odstęp do śledzenia ≥5mil
• Rozmiar otworu wiertła 0,2-6,3 mm
• Śledź do zarysu≥0,4mm

W oparciu o powyższe parametry musimy dostosować nasze zasady projektowania w edytorze układu programu KiCad.

Na końcu samouczka dołączę dobry samouczek dotyczący projektowania PCB w programie KiCad, z którego możesz się uczyć. Poniżej znajduje się załączony projekt PCB, którego możesz użyć w celach informacyjnych.

ABY POBRAĆ PROJEKT ODWIEDŹ MOJĄ STRONĘ:

Krok 4: Produkcja PCB

Zanim wyprodukujemy płytkę PCB w zakładzie produkcyjnym/przemyśle PCB, takim jak NextPCB, musimy przekonwertować nasz projekt do możliwego do wyprodukowania formatu, który może być odczytany przez maszyny w branży.

Powyższe ustawienia zostały użyte do wygenerowania wszystkich plików Gerber. zaleca się eksportowanie plików do osobnego folderu Gerber, tak jak ja to zrobiłem.

Informacje o otworach w płytce drukowanej są przechowywane w osobnym pliku wiertła i do wygenerowania tego wykorzystałem powyższą konfigurację dla NextPCB. Inni producenci mogą mieć inne ustawienia. Istnieje wiele powodów, dla których warto wybrać NextPCBone. Powodem jest przejrzystość procesu produkcyjnego. Poniżej kilka zdjęć z ich fabryki.

Akceptują również różne opcje płatności: PayPal, przelew bankowy, Western Union, płatność gotówką w centrali. W przypadku metod wysyłki mają DHL, FedEx, Hongkong Post, co jest wygodne z różnymi cenami i korzyściami. Do procesu składania zamówienia musimy założyć konto w serwisie. Możesz skorzystać z linku rejestracyjnego i utworzyć nowe konto. po utworzeniu konta zobaczysz coś takiego jak poniżej.

Następnym krokiem jest przesłanie plików Gerber i złożenie pomyślnego zamówienia, aby rozpocząć produkcję. Po wygenerowaniu Gerbera zaleca się spakowanie ich w jeden plik i przesłanie

Po zakończeniu przesyłania możesz zobaczyć zamówienie na stronie swojego konta.

Twoje zamówienie zostanie odpowiednio przeanalizowane i gdy będzie gotowe do produkcji, poprosi o płatność, a po zaksięgowaniu płatności rozpocznie się produkcja.

Dokładają wszelkich starań, aby analizować pliki Gerber, ponieważ mogą one zawierać błędy i mogą nie działać dobrze, jeśli otwory są zbyt małe lub występują w nich inne błędy projektowe.

Po zweryfikowaniu i wyprodukowaniu płytki PCB otrzymasz ją w ciągu kilku dni i będzie gotowa do pracy nad nią.

ABY UZYSKAĆ SPECJALNĄ ZNIŻKĘ, ODWIEDŹ LINK: NextPCB, a otrzymasz 10% zniżki na zamówienie na montaż PCB i PCB (walidacja aktywności: 26 marca 2020 r. - 30 kwietnia 2020 r.)

Dziękuję za przeczytanie tego artykułu, mam nadzieję, że ci pomoże. Nie zapomnij zapoznać się z innymi artykułami z tej serii.