PCB με βάση το πρόγραμμα περιήγησης: 7 βήματα

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

Καθώς αναλαμβάνετε ή δημιουργείτε έργα, μερικά θα είναι εύκολα και άλλα θα είναι δύσκολα. Ορισμένα θα είναι εφάπαξ και άλλα θα πρέπει να γίνουν σε κλίμακα. Σε αυτό το άρθρο, θα διερευνήσουμε το μεγαλύτερο έργο μου μέχρι σήμερα, το Distributed Symphony, και πώς ο μικροελεγκτής στον πυρήνα του χτίστηκε σε ένα πρόγραμμα περιήγησης.

Βήμα 1: Η ευκαιρία

Το Distributed Symphony είναι το μεγαλύτερο και πιο πολύπλοκο έργο που έχω ξεκινήσει. Μια φορά το χρόνο έχω τη μοναδική ευκαιρία να φέρνω μια διασκεδαστική εμπειρία σε ένα εταιρικό offsite για ένα κοινό 600 στελεχών. Τις τελευταίες δόσεις, η "διασκέδαση" έχει συσκευαστεί ως πρόκληση σχεδιασμού. Η προτροπή για την πρώτη επανάληψη ήταν η κατασκευή μιας μηχανής μπάλας που στέλνει μια μπάλα στο δρόμο της για ακριβώς δύο δευτερόλεπτα. Κάθε διαδοχική χρονιά είχε αυξανόμενη πολυπλοκότητα και τεχνική παρουσία. Φέτος αποφάσισα ότι ήρθε η ώρα να σχεδιάσω μια εμπειρία που προκάλεσε δέος.

Βήμα 2: Διανεμημένη Sypmony

Το έργο αποτελείτο από εκατόν είκοσι κιτ που περιείχαν όλα τα συστατικά που απαιτούνται για μια ομάδα πέντε ατόμων για τη δημιουργία ενός κρουστικού οργάνου. Κάθε κιτ περιλάμβανε τα ακόλουθα αντικείμενα.

• Συνδεδεμένος μικροελεγκτής
• Σταγονόμετρο σωληνοειδούς σφαίρας
• Συντονιστής με όργανα από ένα Glockenspiel
• Κουμπί ενεργοποίησης
• Δέκα ξύλινες μπάλες
• Οικοδομικά υλικά
• Καλλιτεχνικά στοιχεία

Κεντρικό σε αυτό το έργο ήταν ο μικροελεγκτής. Η προσθήκη λογικής και συνδεσιμότητας στο cloud είχε σκοπό να βελτιώσει την εμπειρία και να μην εμποδίσει. Ο πίνακας ελεγκτή είχε σημαντική λειτουργικότητα εκτεθειμένη με τον απλούστερο δυνατό τρόπο. Οι τιμές των αντιστάσεων, οι ανησυχίες για την ισχύ, οι δίοδοι και οι πυκνωτές ενσωματώθηκαν στο σχέδιο του πίνακα, έτσι ώστε οι συμμετέχοντες να είναι ελεύθεροι να επικεντρωθούν στην πρόκληση και όχι στην τεχνολογία.

Βήμα 3: Πάρτε τις ευκαιρίες

Αυτό το έργο παρουσίασε την ευκαιρία να δημιουργηθεί ένα σμήνος προσαρμοσμένων πλακέτων μικροελεγκτή SMT. Αυτό ήταν καινούργιο για μένα, αλλά μου φάνηκε σαν κάτι που αξίζει να μάθεις και μια μεγάλη πρόκληση. Για να σχεδιάσω τις σανίδες χρησιμοποίησα το Upverter. Είναι μια πολύ δροσερή λύση βασισμένη σε προγράμματα περιήγησης για σχεδιασμό και παραγωγή PCB. Μόλις συνηθίσετε να βρίσκετε στοιχεία στη βιβλιοθήκη τους, είναι εύκολο στη χρήση. Οι πίνακες βασίζονταν γύρω από το πολύ ικανό μικροελεγκτή ESP32. Οι πίνακες σχεδιάστηκαν για να τελειώσουν αυτό το έργο καθώς σημαδεύτηκαν ως δωρεά για να βοηθήσουν τα παιδιά να μάθουν κώδικα και σχεδιασμό κυκλώματος. Κάθε πίνακας έχει τα ακόλουθα χαρακτηριστικά:

• ESP32 Micro Controller - Δυνατότητα Wifi και Bluetooth
• Δύο κεφαλίδες ηλεκτρομαγνητικής βαλβίδας PWM/Motor
• Τέσσερις γειωμένες κεφαλίδες GPIO 3.3V
• Δύο προγράμματα οδήγησης Neopixel Strip
• Δύο χωρητικές επιφάνειες αφής και προαιρετικές κεφαλίδες
• Ενσωματωμένη οθόνη LCD
• Onboard Single Neopixel
• Προγραμματιστής ενσωματωμένου USB σε UART -
• 5V Power Bus
• Τροφοδοτικό 3V

Το έργο χρησιμοποίησε μόνο ένα Solenoid Driver, την οθόνη LCD, το ενσωματωμένο Neopixel και τρεις κεφαλίδες GPIO. Η πρόσθετη λειτουργικότητα έχει χρησιμοποιηθεί έκτοτε ως μέρος εργαστηρίων διδασκαλίας για παιδιά.

Βήμα 4: Προγραμματίστε το

Το πρώτο βήμα για να φτιάξετε τα προσαρμοσμένα PCB σας είναι να τα σχεδιάσετε. Όσον αφορά τον σχεδιασμό κυκλωμάτων, αυτό σημαίνει ότι δημιουργείτε το σχηματικό σας σχήμα. Χρησιμοποίησα το breadboard μου για να σχεδιάσω κάθε χαρακτηριστικό του μεγαλύτερου έργου. Καθώς κάθε κύκλωμα άρχισε να λειτουργεί, το μετέφρασα προσεκτικά στο εργαλείο Upverter Schematic. Μετά από αυτό, καθάρισα το ψωμί και άρχισα να δουλεύω στο επόμενο τμήμα μέχρι να ολοκληρωθεί λογικά ο πίνακας του ελεγκτή.

Βήμα 5: Τοποθετήστε το

Το επόμενο βήμα στην παραγωγή υλικού είναι η διάταξη PCB. Αυτό ήταν πολύ πιο διασκεδαστικό από ό, τι νόμιζα ότι θα ήταν, ήταν σαν να έπαιζα το SimCity με τον ηλεκτρισμό. Το εργαλείο διάταξης Upverter είναι αρκετά δροσερό και διασκεδαστικό στη χρήση. Όσο περισσότερο δούλευα μαζί του, τόσο περισσότερο γυάλιζα το σχέδιο και έβγαινα για σημεία στυλ όπου ήταν δυνατόν. Είναι δουλειά σας να προσθέσετε καλώδια μεταξύ των εξαρτημάτων. Υπάρχουν πράσινες γραμμές που επισημαίνουν συνδέσεις που δεν εντοπίζονται με χαλκό. Το πιο συναρπαστικό μέρος της διάταξης PCB είναι η δυνατότητα παράλειψης ιχνών εδάφους. Το μόνο που έχουν να κάνουν είναι να αγγίξουν το κάτω στρώμα και είναι γειωμένα, εύκολα! Ενώ μιλάμε για το κάτω στρώμα, αυτό είναι ένα άλλο πράγμα ομορφιάς. Εάν έχετε πολλά ίχνη να σας εμποδίζουν, το μόνο που χρειάζεται να κάνετε είναι να πέσετε στο κάτω επίπεδο, να περιηγηθείτε στην κυκλοφορία και να εμφανιστεί ξανά στην άλλη πλευρά.

Βήμα 6: Κάντε το πραγματικό

Μόλις πάτε στην παραγωγή, τα πράγματα γίνονται πραγματικά και πραγματικά ακριβά. Βρείτε ένα σπίτι παραγωγής με το οποίο αισθάνεστε άνετα ή αυτό που κάποιος γνωστός σας έχει χρησιμοποιήσει στο παρελθόν. Θα τους στέλνετε αρχεία για να δημιουργήσετε τους πίνακες σας και προαιρετικά θα κάνετε την πλήρη συναρμολόγηση. Το μεγαλύτερο μέρος του κόστους είναι η αγορά ανταλλακτικών και συναρμολόγησης. Δεδομένου ότι αυτό το έργο απαιτούσε πολλές μονάδες καθώς και τη χρήση εξαρτημάτων επιτοίχιας τοποθέτησης, επέλεξα το σπίτι παραγωγής να κάνει τη συναρμολόγηση.

Το Upverter διαθέτει ενότητα λήψης, όπου μπορείτε να δημιουργήσετε τα αρχεία που χρειάζεστε για μεταφορά στην παραγωγή. Για να αποθηκεύσετε μερικά πίσω και τέταρτα, εδώ είναι η λίστα των αρχείων που εξήγαγα:

• GerberFiles
• NC Drill (Excellon)
• XYRS (επιλογή και θέση)
• Λογαριασμός Υλικών

Να είστε έτοιμοι να κάνετε μία ή δύο μικρότερες δοκιμές πριν στείλετε τη μεγάλη παραγγελία σας. Ο σχεδιασμός μου πήγε σε δύο μικρές παραγωγές, το καθένα με λάθη πριν από τη μεγάλη παραγγελία εκατόν τριάντα τεμαχίων. Συμπλήρωσα την παραγγελία κατά δέκα μόνο για να συμπεριληφθούν μερικά από τα διοικητικά συμβούλια με λάθη. Όπως μπορείτε να δείτε στη δεύτερη εικόνα, έπρεπε να χρησιμοποιήσω πράσινα καλώδια για να στερεώσω τις σανίδες από μία από τις προηγούμενες σειρές παραγωγής. Αυτό είναι, είστε πλέον ο περήφανος κάτοχος 5 έως 50, 000 προσαρμοσμένων πινάκων ελεγκτή.

Βήμα 7: Η αποκάλυψη

Αυτό ήταν το γλυκόπικρο τέλος σε έναν μακρύ δρόμο. Τα πακέτα διανεμήθηκαν και δόθηκε η προτροπή. Οι ομάδες ξεκίνησαν να κατασκευάσουν ένα κρουστό όργανο που θα μπορούσε να ρίξει αξιόπιστα μια μπάλα στον συντονιστή με κάθε πάτημα κουμπιού. Καθώς προχωρούσε η κατασκευή, αποκαλύψαμε ότι τα έργα ήταν συνδεδεμένα στο cloud και είχαν αντίστοιχους πίνακες εργαλείων για κινητά. Οι ομάδες χρησιμοποίησαν το ταμπλό για κινητά για να παίξουν μοτίβα στις συσκευές τους. Το «Save and a Haircut» ήταν τώρα ο στόχος. Μόλις το μεγαλύτερο μέρος των ομάδων κατάφερε να παίξει το "Shave an a Haircut", ήμασταν έτοιμοι για το ρεσιτάλ.

Όλοι φόρτωσαν τις χοάνες και γύρισαν πίσω. Χρησιμοποιήσαμε τη διαχειριστική μας κονσόλα για να υπολογίσουμε μεμονωμένες αντισταθμίσεις μηχανών και να παίξουμε τραγούδια σε όλα τα μηχανήματα σαν να ήταν ένα μόνο όργανο. Δοκιμάσαμε με Guns and Roses και συνεχίσαμε να παίζουμε κάποιο Μπαχ. Το δωμάτιο γέμισε με αμυδρή μουσική και ήταν μια επιτυχία.

Συνεχίστε να χτίζετε και μην αφήνετε προσαρμοσμένα έργα PCB να σας τρομάζουν ή να σας εμποδίζουν. Είναι απολύτως εφικτά και υπάρχει ένας ολόκληρος κόσμος υποστήριξης εκεί έξω.