PCB های مبتنی بر مرورگر: 7 مرحله

2024 نویسنده: John Day | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2024-01-30 08:56

همانطور که پروژه هایی را به عهده می گیرید یا ایجاد می کنید ، برخی آسان و برخی دیگر دشوار خواهند بود. برخی از آنها یکبار مصرف هستند و برخی دیگر باید در مقیاس انجام شوند. در این مقاله ، ما در حال بررسی بزرگترین پروژه من تا به امروز ، Distributed Symphony و نحوه ساخت میکرو کنترلر در هسته آن در یک مرورگر هستیم.

مرحله 1: فرصت

سمفونی توزیع شده بزرگترین و پیچیده ترین پروژه ای است که انجام داده ام. سالی یک بار من این فرصت منحصر به فرد را دارم که یک تجربه سرگرم کننده را برای یک شرکت 600 نفره از مدیران در خارج از شرکت به ارمغان بیاورم. در چند قسمت گذشته ، "سرگرمی" به عنوان یک چالش طراحی بسته بندی شده است. درخواست برای اولین بار این بود که یک دستگاه توپ بسازیم که دقیقاً دو ثانیه توپ را به مسیر خود می فرستد. هر سال متوالی دارای پیچیدگی و حضور فنی فزاینده ای بود. امسال تصمیم گرفتم زمان معماری تجربه ای باشکوه و الهام بخش باشد.

مرحله 2: Sympony توزیع شده

این پروژه شامل صد و بیست کیت بود که شامل تمام مواد لازم برای یک تیم پنج نفره برای ایجاد یک ساز کوبه ای بود. هر بسته شامل موارد زیر بود.

• میکرو کنترلر متصل
• قطره چکان توپ برقی
• تشدید کننده ابزاردار از Glockenspiel
• دکمه راه اندازی
• ده توپ چوبی
• مصالح ساختمانی
• عناصر هنری

مرکز این پروژه میکروکنترلر بود. افزودن منطق و اتصال ابر به منظور افزایش تجربه و جلوگیری از مانع نبود. برد کنترل دارای عملکرد قابل توجهی است که به ساده ترین شکل ممکن در معرض دید قرار گرفته است. مقادیر مقاومت ، نگرانی های مربوط به قدرت ، دیودها و خازن ها در طراحی تخته استفاده شد تا شرکت کنندگان در تمرکز بر چالش و نه فناوری آزاد باشند.

مرحله 3: شانس بیاورید

این پروژه فرصتی را برای ایجاد گروهی از تخته های میکرو کنترل SMT سفارشی ارائه کرد. این برای من تازگی داشت اما به نظر می رسید چیزی است که ارزش یادگیری و یک چالش بزرگ را دارد. برای طراحی تابلوها از Upverter استفاده کردم. این یک راه حل بسیار عالی برای طراحی و تولید PCB است. هنگامی که به پیدا کردن اجزای موجود در کتابخانه آنها عادت کردید ، استفاده از آن آسان است. تخته ها در اطراف میکروکنترلر بسیار توانمند ESP32 قرار داشتند. این تخته ها برای آخرین پروژه طراحی شده اند زیرا برای کمک به کودکان در یادگیری کد و طراحی مدار مشخص شده اند. هر تخته دارای ویژگی های زیر است:

• ESP32 Micro Controller - دارای قابلیت Wifi و بلوتوث
• دو سربرگ PWM برقی/موتور
• چهار هدر Grounded 3.3V GPIO
• دو درایور Neopixel Strip
• دو پد لمسی خازنی و هدرهای اختیاری
• صفحه نمایش LCD روی صفحه
• Onop Single Neopixel
• برنامه نویس USB to UART -
• اتوبوس برق 5 ولت
• اتوبوس برق 3 ولت

این پروژه تنها از یک درایور برقی ، صفحه نمایش LCD ، Neopixel داخلی و سه سرصفحه GPIO استفاده کرد. از عملکردهای دیگر بعنوان بخشی از کارگاههای آموزشی برای کودکان استفاده می شود.

مرحله 4: برنامه ریزی کنید

اولین قدم در ساخت PCB های سفارشی شما برنامه ریزی آن است. وقتی صحبت از طراحی مدار می شود ، به این معنی است که شماتیک خود را ایجاد کنید. من از تخته نان خود برای طراحی هر یک از ویژگی های پروژه بزرگتر استفاده کردم. وقتی هر مدار شروع به کار کرد ، آن را با دقت به ابزار شماتیک Upverter ترجمه کردم. پس از آن من تخته نان را پاک کردم و روی بخش بعدی کار کردم تا اینکه کنترل کننده به طور منطقی کامل شد.

مرحله 5: آن را بنویسید

مرحله بعدی در تولید سخت افزار ، طرح PCB است. این بسیار سرگرم کننده تر از آن چیزی بود که فکر می کردم ، مانند بازی SimCity با برق بود. ابزار چیدمان Upverter بسیار جالب و سرگرم کننده برای استفاده است. هرچه بیشتر با آن کار می کردم ، طرح را بیشتر جلا می دادم و تا جایی که امکان داشت به سراغ نقاط سبک می رفتم. وظیفه شماست که بین اجزاء سیم وصل کنید. خطوط سبز وجود دارد که اتصالات را با مس مشخص نمی کند. هیجان انگیزترین بخش از چیدمان PCB این است که می توانید ردپای زمین را رد کنید. تنها کاری که باید انجام دهند این است که لایه زیرین را لمس کنند و به راحتی زمین گیر شده اند! در حالی که ما در مورد لایه زیرین صحبت می کنیم ، این چیز دیگری از زیبایی است. اگر آثار زیادی در راه شماست ، تنها کاری که باید انجام دهید این است که به لایه پایینی برید ، ترافیک را دور زده و در طرف دیگر بازگردید.

مرحله 6: آن را واقعی کنید

وقتی به سراغ تولید بروید ، همه چیز واقعی و واقعاً گران می شود. خانه تولیدی را پیدا کنید که با آن احساس راحتی می کنید یا خانه ای که شخص دیگری می شناسید قبلا از آن استفاده کرده است. شما فایل هایی را برای ایجاد تابلوهای خود به آنها ارسال می کنید و به صورت اختیاری مونتاژ کامل را انجام می دهید. عمده هزینه خرید قطعات و مونتاژ است. از آنجا که این پروژه به واحدهای زیادی و همچنین استفاده از اجزای نصب سطح نیاز داشت ، من خانه تولید را برای مونتاژ انتخاب کردم.

Upverter دارای بخش بارگیری است که در آن می توانید فایلهایی را که برای انتقال به تولید نیاز دارید تولید کنید. برای کمک به ذخیره برخی از نسخه های قبلی و چهارم ، در اینجا لیستی از فایل هایی که صادر کرده ام آمده است:

• GerberFiles
• مته NC (Excellon)
• XYRS (انتخاب و مکان)
• صورتجلسه مواد

قبل از ارسال سفارش بزرگ خود ، آماده انجام یک یا دو آزمایش کوچکتر باشید. طراحی من قبل از سفارش بزرگ صد و سی قطعه به دو مرحله تولید کوچک انجام شد که هر کدام دارای خطا بودند. من سفارش را ده عدد کردم تا برخی از تخته ها با خطا تولید شده باشند. همانطور که در تصویر دوم مشاهده می کنید ، من مجبور شدم از سیم های بلوز سبز برای تخته کردن یکی از مراحل اولیه تولید استفاده کنم. این تمام شد ، شما اکنون صاحب افتخار 5 تا 50 ، 000 برد کنترل سفارشی هستید.

مرحله 7: افشاگری

این پایان تلخ و شیرین یک راه طولانی بود. کیت ها توزیع و سریعاً داده شد. تیم ها برای ساختن یک ساز ضربه ای تصمیم گرفتند که با هر بار فشار یک دکمه ، یک توپ را به طور مطمئن روی رزوناتور بیندازد. با ادامه ساخت ، ما نشان دادیم که پروژه ها به ابر متصل هستند و دارای داشبورد تلفن همراه هستند. تیم ها از داشبورد تلفن همراه برای پخش الگوهای دستگاه خود استفاده کردند. "صرفه جویی و کوتاهی مو" اکنون هدف بود. هنگامی که اکثر تیم ها توانستند "اصلاح موی خود را" بازی کنند ، ما برای رسیتال آماده بودیم.

همه قیف های توپ خود را بارگذاری کردند و عقب رفتند. ما از کنسول اداری خود برای محاسبه جابجایی های جداگانه دستگاه و پخش آهنگ در همه دستگاه ها به عنوان یک ساز واحد استفاده کردیم. ما با Guns and Roses آزمایش کردیم و به بازی باخ پرداختیم. اتاق پر از موسیقی ضعیف بود و موفقیت آمیز بود.

به ساخت خود ادامه دهید و اجازه ندهید پروژه های PCB سفارشی شما را بترساند یا مانع شما شود. آنها کاملاً قابل انجام هستند و دنیای کاملی از پشتیبانی وجود دارد.