Σπιτικό καπέλο RPI: 5 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:33

Γεια, με λένε Μπόρις και αυτό είναι το πρώτο μου Instructables. Έχω ένα Raspberry Pi 3B+ και το χρησιμοποιώ για απλούς οικιακούς αυτοματισμούς όπως τον έλεγχο της τηλεόρασης, του εναλλασσόμενου ρεύματος και μερικών φώτων. Πρόσφατα αγόρασα ένα φθηνό κινεζικό δρομολογητή CNC και άρχισα να φτιάχνω απλά PCB (θέλω να επισημάνω ότι είμαι απόλυτα αρχάριος στα ηλεκτρονικά οπότε μπορεί να υπάρχουν κάποια λάθη).

Μια από τις πρώτες ιδέες που είχα ήταν να φτιάξω σανίδα για το RPI που έχει αισθητήρα θερμοκρασίας και υπέρυθρη ακτινοβολία. Έτσι, αυτό το διδακτικό είναι για τα εργαλεία που χρησιμοποιώ για να ολοκληρώσω αυτήν την ιδέα.

Βήμα 1: BOM

Τα εξαρτήματα που χρησιμοποίησα για τον πίνακα είναι απλά, ωστόσο είναι ως επί το πλείστον SMD:

1. Βατόμουρο PI 3B+
2. Si7020-A10 *Αισθητήρας θερμοκρασίας και υγρασίας
3. Ανεμιστήρας MF25100V2 *25x25mm
4. Αντίσταση 1x4.7k 1206
5. Αντίσταση 1x63 1206
6. Πυκνωτής 1x100nP 1206
7. Δίοδος 1x1N4148W
8. 1xBC846B τρανζίστορ
9. 1x IR Led *Απλώς παίρνω ένα από το παλιό τηλεχειριστήριο
10. PCB Μονής πλευράς χαλκός *η σανίδα αποκοπής έχει μέγεθος: 36x46,30mm
11. Κεφαλίδα 2,54mm 2x20 ακίδων

Για την κατασκευή PCB χρησιμοποίησα ένα 3018 CNC, ένα κομμάτι χάραξης (άκρη 0.1mm με γωνία 30˚), bit 1mm για αποκοπή του σκάφους, bit 0.7mm για τρυπάνια PCB. Το λογισμικό που χρησιμοποίησα είναι:

1. EasyEda για σχεδιασμό PCB
2. FlatCam για τη δημιουργία gcodes από αρχεία gerber
3. bCNC για τον έλεγχο του CNC

Βήμα 2: Σχηματικό PCB

Το σχήμα είναι πολύ απλό, το Si7020 χρησιμοποιεί i2c πρωτόκολλο, οπότε πρέπει να συνδεθεί με τις ακίδες 3 και 5 σε RPI, ο ανεμιστήρας πρέπει να συνδεθεί με τον ακροδέκτη 2 ή 4 και όλα τα άλλα εξαρτήματα μπορούν να αντιστοιχιστούν σε διαφορετικούς ακροδέκτες. Επί του παρόντος, χρησιμοποιώ αυτές τις ακίδες γιατί για μένα ήταν ο πιο απλός τρόπος να σχεδιάσω τα ίχνη για το pcb.

Είναι σημαντικό να πούμε ότι όταν προσθέτω συστατικό (ή κάνω ίχνος) στο σχεδιασμό του pcb πάντα φτιάχνω αυτό το μαξιλάρι εξαρτήματος τουλάχιστον 0,6mm. Για παράδειγμα, εάν το μαξιλάρι είναι με μέγεθος 0,6x0,4mm, το κάνω 0,6x0,6 και αυτό συμβαίνει επειδή το CNC μου δεν είναι σε θέση να το κάνει μικρότερο χωρίς να κόψει πάρα πολύ.

Βήμα 3: Φρεζάρισμα PCB

Για την άλεση pcb χρησιμοποιώ γωνιακό bit 30˚ με άκρη 0.1mm

• Για αποκοπή ιχνών

  • Διάμετρος εργαλείου: 0,13 Τύπος V.
  • Το "Cut Z" πρέπει να είναι -0,06mm.
  • Ενεργοποίηση πολλαπλού βάθους με τιμή: 0,03
  • Ταξίδι Ζ: 1.2
  • Ταχύτητα άξονα: 8000 (αυτό είναι μέγιστο για τον κινητήρα DC μου)

• Για τρύπες τρυπάνι και διακοπή σανίδων

  • Κόψτε Ζ: -1,501 *Χρησιμοποιώ PCB 1,5mm F4 1,5mm, οπότε αυτή η τιμή θα πρέπει να αλλάξει ανάλογα με το πάχος του υπολογιστή σας.
  • Ταξίδι Ζ: 1.2
  • Ταχύτητα άξονα: 8000 (αυτό είναι μέγιστο για τον κινητήρα DC μου)

Άφησα όλες τις άλλες ρυθμίσεις αμετάβλητες:

• Ρυθμός ροής X-Y: 80
• Ρυθμός ροής Z: 80

ρύθμιση bCNC

Πριν ξεκινήσω την άλεση τρέχω αυτόματη στάθμη και ορίζω οριστικά βήματα X-Y για τη μέγιστη ανίχνευση 3 mm.

Βήμα 4: Συγκόλληση

Για συγκόλληση χρησιμοποιώ το Dremel Versatip το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως πιστόλι θερμού αέρα ή κολλητήρι.

Αρχικά ξεκινάω με το σιδερένιο άκρο. Εφαρμόζω flux σε κάθε τακάκι που θα χρησιμοποιήσω (τα καφέ και μαύρα αθλήματα στο pcb στη συλλογή εικόνων είναι flux). Μετά από αυτό, εφαρμόζω πολύ μικρή ποσότητα κασσίτερου. Στη συνέχεια, αλλάζω στο πιστόλι θερμού αέρα, τοποθετώ τα εξαρτήματα εκεί και αρχίζω να τα θερμαίνω.

Βήμα 5: Εκτέλεση και χρήσιμοι σύνδεσμοι

Για IR led χρησιμοποιώ το Lirc και για τον αισθητήρα έγραψα ένα μικρό σενάριο python.

Δοκιμάστε τον αισθητήρα: Όπως μπορείτε να δείτε η θερμοκρασία που μετράται από τον αισθητήρα είναι 31˚. Η πραγματική θερμοκρασία είναι ότι το δωμάτιο ήταν 24˚. Η διαφορά προέρχεται από τη θερμοκρασία RPI, η οποία είναι 45˚ με τον ανεμιστήρα να λειτουργεί. Όταν επιστρέφω τη μετρημένη θερμοκρασία από τον αισθητήρα αφαιρώ το "7" και η τιμή που επιστρέφεται είναι αρκετά ακριβής.

Εκπαιδευτικό πρόγραμμα FlatCamp + bCNC

Python i2c για Si7020

Οδηγίες για Lirc

Σεμινάριο ανεμιστήρα RPI

Ζητώ συγγνώμη για όλα τα λάθη που έκανα (τα αγγλικά μου δεν είναι πολύ καλά).

Αν έχετε απορίες θα χαρώ να σας απαντήσω.