PCB που βοηθά στη διαχείριση καλωδίων: 6 βήματα (με εικόνες)

2024 Συγγραφέας: John Day | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2024-01-30 08:36

Πριν από λίγο καιρό έφτιαξα ένα προσαρμοσμένο μύλο CNC για επιτραπέζιους υπολογιστές. Από τότε το αναβάθμισα με νέα εξαρτήματα. Τελευταία φορά πρόσθεσα ένα δεύτερο Arduino με τετραψήφια οθόνη για να ελέγξω το RPM του άξονα μου χρησιμοποιώντας βρόχο PID. Έπρεπε να το συνδέσω με τον κύριο πίνακα Arduino με 5 καλώδια, ώστε να μπορούν να επικοινωνούν. Αλλά κατά τη διάρκεια της πρώτης δοκιμής μου έσπασα έναν ελεγκτή κινητήρα, οπότε αγόρασα ένα νέο, πιο ισχυρό. Είχε επίσης 5 ακόμη καλώδια που έπρεπε να συνδέσω. Σε αυτό το σημείο, ο πείρος +5V στην κεντρική πλακέτα χωρίστηκε σε 4 ξεχωριστές συνδέσεις και απλά δεν ήθελα να χωρίσω ξανά το καλώδιο. Έκανα λοιπόν κάτι άλλο.

Βήμα 1: Σχεδιάζοντας συνδέσεις

Έχω σκιαγραφήσει όλες τις συνδέσεις που χρειάζονταν (εξαιρουμένων των καλωδίων κινητήρα και τερματισμού, επειδή πηγαίνουν κατευθείαν στον ελεγκτή GRBL και πουθενά αλλού). Έχω κάνει επίσης κάποιες αλλαγές σε ήδη υπάρχουσες συνδέσεις - η διακοπή έκτακτης ανάγκης επαναφέρει επίσης το κύριο Arduino και χρησιμοποιεί μόνο την κανονικά ανοιχτή επαφή, όπου προηγουμένως χρησιμοποιούσε NO και NC για τον έλεγχο ενός ρελέ. Με το νέο ελεγκτή κινητήρα η σύνδεση με ρελέ απλοποιήθηκε επίσης.

Βήμα 2: Προβλήματα συνδέσεων

Ο προηγούμενος ελεγκτής κινητήρα που χρησιμοποιούσα ήταν ένας απλός πίνακας με οπτικό ζεύγος και ένα mosfet. Θα μπορούσε να περιστρέψει μόνο τον άξονα προς μία κατεύθυνση, οπότε δεν υπήρχε ανάγκη να χρησιμοποιηθεί ο πείρος κατεύθυνσης. Το νέο είναι λίγο πιο περίπλοκο. Έχει ακίδες που ονομάζονται INA και INB και ανάλογα με το αν θέλω να περιστρέψω δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα πρέπει να τραβήξω έναν από αυτούς στο VCC. Δεν ακούγεται τόσο περίπλοκο, το πρόβλημα είναι ότι το GRBL έχει μόνο έναν πείρο που ονομάζεται SP-DIR (πείρος κατεύθυνσης άξονα) ο οποίος τραβιέται στο VCC για δεξιόστροφη κίνηση και στο GND για αριστερόστροφη κίνηση. Δεν ξέρω αν αυτό μπορεί να αλλάξει μέσα στο GRBL (είναι λίγο πολύ περίπλοκο πρόγραμμα για μένα), οπότε το έκανα με διαφορετικό methid.

Πρόσθεσα μια λογική πύλη NOT στο σχηματικό σχήμα που θα αντιστρέψει το σήμα SP-DIR και θα το βάλει στο INB. Επομένως, όταν ο πείρος DIR είναι υψηλός, το INA είναι επίσης υψηλό (συνδέονται μεταξύ τους) και το INB αντιστρέφεται σε χαμηλό (CW) και όταν το DIR είναι χαμηλό, το INA είναι επίσης χαμηλό και το INB είναι υψηλό (CCW).

Βήμα 3: Έξυπνο αλλά όχι τόσο απλό σχέδιο

Στη συνέχεια, έχω σχεδιάσει ένα PCB στο Eagle που είχε όλες τις απαραίτητες συνδέσεις μέσα. Αλλά με τόσα καλώδια δεν ήταν τόσο απλό.

Πρώτα έχω δημιουργήσει μια προσαρμοσμένη βιβλιοθήκη Eagle για τα τερματικά μου μπλοκ. Είναι πολύ απλό, βασικά είναι ένας κανονικός πείρος, μόλις μεγαλύτερος - 5,08 mm (0,2 ) απόσταση.

Θα το έβαζα στο CNC και γι 'αυτό ήθελα να είναι ένας πίνακας μονής όψης. Αλλά με 26 μπλοκ τερματικών και μερικές εσωτερικές συνδέσεις με τη λογική πύλη ήταν δύσκολο να το σχεδιάσουμε. Θα μπορούσε να γίνει, αλλά με πολλά καλώδια. Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο όλα τα τερματικά μου μπλοκ (στο Eagle) είναι μόνο μία καρφίτσα. Με αυτόν τον τρόπο μπορώ να τα μεταφέρω στο χώρο εργασίας του Board και να αποφύγω τη χρήση καλωδίων jumper. Το μειονέκτημα είναι ότι η τοποθεσία ορισμένων συνδέσεων φαίνεται τυχαία. Για παράδειγμα, κοιτάζοντας το κάτω μέρος υπάρχει GND, μετά SP-EN και μετά VCC, κάτι που είναι πολύ σπάνιο. Αλλά με αυτόν τον τρόπο θα μπορούσα να μειώσω τον αριθμό των καλωδίων jumper σε μόλις 2 και είναι ευκολότερο για μένα να κατασκευάσω το PCB.

Τα ονόματα των τερματικών μπλοκ είναι επίσης ιδιαίτερα. Ομαδοποιήθηκαν, έτσι για παράδειγμα το Α σημαίνει Arduino, οπότε όλοι οι βιδωτοί ακροδέκτες που ονομάζονται A_ πρέπει να τοποθετηθούν στο κάτω μέρος της πλακέτας επειδή το Arduino με GRBL τοποθετείται κάτω από το PCB.

Στο τέλος πρόσθεσα επίσης ένα απλό LED για να δείξει την κατάσταση του καθετήρα Z.

Βήμα 4: Δημιουργία του Διοικητικού Συμβουλίου

Όπως είπα και πριν, έχω αλέσει τον πίνακα στο DIY CNC μου, έχω ανοίξει τις τρύπες και έχω κολλήσει όλα τα εξαρτήματα. Δεν υπήρχε τίποτα το ιδιαίτερο στη διαδικασία, καθιστώντας το PCB όπως κάθε άλλο.

Εάν δεν έχετε CNC, μπορείτε να φτιάξετε το PCB χρησιμοποιώντας μια μέθοδο θερμομεταφοράς ή να το παραγγείλετε από έναν επαγγελματία κατασκευαστή.

Επίσης, μην ξεχάσετε να ελέγξετε όλες τις συνδέσεις με πολύμετρο για να βρείτε και να διορθώσετε τυχόν σφάλματα.

Βήμα 5: Συνδέστε τα πάντα μαζί

Ένα από τα τελευταία βήματα ήταν να τοποθετήσετε το έτοιμο PCB στο μηχάνημα και να συνδέσετε όλα τα καλώδια. Έχω εκτυπώσει ένα μικρό σχηματικό πίνακα για να με βοηθήσει να συνδέσω κάθε καλώδιο εκεί που πρέπει. Αφού έλεγξε για άλλη μια φορά τις συνδέσεις, ήταν έτοιμο για δοκιμή!