حداکثر استفاده از سفارش PCB (و رفع اشتباهات): 4 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:55

هنگام سفارش PCB به صورت آنلاین ، اغلب 5 یا بیشتر PCB یکسان دریافت می کنید و همیشه به همه آنها نیاز ندارید. هزینه کم داشتن این PCB های سفارشی بسیار جذاب است و ما اغلب نگران این نیستیم که با موارد اضافی چه کنیم. در یک پروژه قبلی من سعی کردم تا آنجا که می توانم از آنها استفاده کنم و این بار ، تصمیم گرفتم از قبل برنامه ریزی کنم. در یک دستورالعمل دیگر ، من به PCB احتیاج داشتم تا چند تخته توسعه میکروکنترلر مبتنی بر Espressif را در خود جای دهم و فکر می کردم این مورد ایده آل برای PCB های قابل استفاده مجدد خواهد بود. با این حال ، همه چیز طبق برنامه پیش نمی رود.

مرحله 1: طراحی

این پروژه به یک PCB برای قرار دادن یک برد توسعه ESP32 و یک برد LSP از نوع ESP8266 نیاز داشت. این دو تخته دارای چند پین IO مفید هستند که اصلاً قرار نبود در آن پروژه استفاده شوند. اگر تعداد بیشتری از آن پین های بلااستفاده در دسترس بود ، تخته های اضافی بعداً می تواند بسیار مفید باشد. من همچنین می خواستم دو نوع از بردهای ESP32 dev را در خود جای دهم. من نسخه 38 پین و 30 پین را داشتم. با مقایسه پین های این دو ، می توان دریافت که اگر پین "1" از نوع 30 پینی به موقعیت پین 2 نسخه 38 پینی متصل شود ، بیشتر پین های سمت چپ با هم مطابقت دارند. من تصمیم گرفتم که می توانم با استفاده دقیق از برخی از جامپرها این مشکل را برطرف کنم.

در سمت راست تخته ، آنها خیلی خوب مطابقت نداشتند. پین های I2C (IO22 و IO21) ، مانند UART0 (TX0 و RX0) خوب بودند ، با این حال پین های SPI و UART2 همه تغییر مکان دادند. من فکر کردم می توانم با پرش کننده ها نیز این مشکل را برطرف کنم. بنابراین این برنامه این بود که بتوان از هر دو نوع برد ESP32 استفاده کرد و همچنین PCB را با تعداد زیادی هدر پین IO پر کرد که فکر می کردم ممکن است روزی از آن استفاده کنم. من همچنین می خواستم امکان استفاده از دو برد (ESP32 و ESP8266) به طور جداگانه وجود داشته باشد ، بنابراین طرح باید برش PCB را امکان پذیر کند.

مرحله 2: طرح PCB

من با طراحی اولیه (اولیه) که برای آن پروژه نیاز داشتم شروع کردم و سپس تصمیم گرفتم آن را ارتقا دهم تا جایی که می توانم به طور منطقی در تخته قرار بگیرم. در شماتیک دوم می بینید که کمی شلوغ تر است.

PCB نمی تواند بزرگتر از 100mmx100mm باشد (کوچکتر بهتر است) ، بنابراین این امر کمی محدودیت فضا را اضافه می کند. من طرح اولیه را در Fritzing داشتم و تصمیم گرفتم آن را ادامه دهم ، اما من زیاد به نمای صفحه نانوا توجهی نکردم زیرا می بینید که تقریباً غیرقابل درک است.

من چندین اتصال پورت I2C را برای بردهای ESP32 و ESP8266 تنظیم کردم ، هر کدام را به گونه ای تنظیم کردم که اتصال دهنده مخصوص به خود را داشته باشد و برخی از پین های IO دیجیتال را برای هر دو بیرون آوردم. من سوراخ های اضافی نصب کردم تا بتوان آنها را جداگانه برش داد و نصب کرد. من تصمیم گرفتم که به هیچ وجه با IO00 ، IO02 یا IO15 مزاحم نشوم و با طرح نشان داده شده به پایان رسیدم.

برای استفاده با برد 38 پین ESP32 ، بلوزهای زیر باید کوتاه شوند: JG1 ، JG2 و JG4

برای استفاده از تخته های ESP32 30 پینی ، این بلوزها نیاز به اتصال کوتاه داشتند: JG3 ، JG5 ، JP1 ، JP2 ، JMISO ، JCS ، JCLK ، JPT و JPR.

مرحله 3: PCB ها

من PCB ها را از PCBWay سفارش دادم ، اما تولیدکنندگان دیگری هستند که خدمات اقتصادی و سریع مشابهی دارند. آنها عالی به نظر می رسیدند … تا زمانی که من با دقت بیشتری نگاه کردم. عرض رد پای Eboard32 و ESP8266 مناسب نبود. عرض رد پا (بین پین ها) 22.9 میلی متر به جای 25.4 میلی متر برای برد ESP32 و 27.9 میلی متر برای برد ESP8266 بود. طرح سوراخ جک برق DC نیز با جک های برقی من مطابقت نداشت (و سوراخ ها خیلی کوچک بودند). این تقصیر سازنده PCB نبود ، همه از من بود. البته باید همه این موارد را دوبار بررسی می کردم و حالا مجبور بودم کاری در اطراف پیدا کنم. من همچنین یک برش آزمایشی انجام دادم تا ببینم چه مشکلاتی بیشتر به وجود می آید و البته پیکربندی بلوز SPI را خراب کرد (که اتفاقاً طبق برنامه عمل نمی کرد).

من دریافتم که اگر پین های هدر زن را در 90 درجه خم کنم ، می توانم آنها را به سطح PCB لحیم کنم تا کمی تنظیم عرض شود. پس از لحیم کاری دقیق روی پین های گوشه و بررسی عرض ، همه آنها را در جای خود لحیم کردم و تناسب را آزمایش کردم. کار کرد!

جک قدرت به یک راه حل مشابه نیاز داشت ، اما بقیه سرصفحه ها همه خوب بودند. من یک PCB برش نخورده پر کردم و آن را با راه اندازی وب سرور امتحان کردم و خوب اجرا شد. سپس به سراغ PCB های بریده شده رفتم. تخته Lolin ESP8266 خوب کار می کرد ، اما فاصله بین سوراخ های نصب کمی نزدیک بود.

برد 30 پین ESP32 نیز خوب کار می کرد ، با این حال پورت SPI کار نمی کرد و تنها راه حل آن سیم های بلوز در قسمت پایین برد بود.

مرحله 4: نکات نهایی

به طور کلی من فکر می کنم ارزش تلاش بیشتر برای استفاده بیشتر از تابلوها را داشت. و من قبلاً شروع به استفاده از یکی از PCB های برش خورده برای آزمایش پروژه آینده کرده ام. من آن را بیشتر از استفاده از تخته نان ترجیح می دهم. به احتمال زیاد دیگر از Fritzing استفاده نمی کنم ، زیرا در مقایسه با بسته های دیگر (به عنوان مثال KiCad) برای ایجاد ردپا/نماد کاربر پسند نیست. خواندن نماهای تخته نان بسیار ساده است ، هر چند به شرط آنکه خیلی پیچیده نباشند.

درسهای آموخته شده عبارتند از:

1. همیشه ردپای سایر منابع را تأیید کنید تا مطمئن شوید که با قسمتی که در دست دارید مطابقت دارد.
2. از نرم افزار EDA استفاده کنید که اجازه می دهد نمادها و ردپاها (به طور معقول) به راحتی اصلاح شوند.
3. منتظر اتفاقات غیر منتظره باشید و از آن بهترین استفاده را ببرید!

نکته مهم دیگر این است که هنگام واکشی نمادهای شخص ثالث برای طرحواره خود ، همیشه مطمئن شوید که خروجی ها یکسان هستند. من هیچ مشکلی در این مورد نداشتم ، اما در گذشته من مشکلی داشتم که در آن یک تنظیم کننده ولتاژ مشترک بین تولیدکنندگان پین های متفاوتی داشت.