Memaksimalkan Pesanan PCB Anda (dan Memperbaiki Kesalahan): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:56

Saat memesan PCB secara online, Anda sering mendapatkan 5 atau lebih PCB yang sama dan tidak selalu membutuhkan semuanya. Biaya rendah untuk memiliki PCB yang dibuat khusus ini sangat menarik dan kita sering tidak khawatir tentang apa yang harus dilakukan dengan yang ekstra. Dalam proyek sebelumnya saya telah mencoba untuk menggunakannya kembali sebaik mungkin dan kali ini, saya memutuskan untuk merencanakan ke depan. Di Instructable lain saya membutuhkan PCB untuk menampung beberapa papan pengembangan mikrokontroler berbasis Espressif dan saya pikir ini akan menjadi kasus ideal untuk PCB yang dapat digunakan kembali. Namun, tidak semuanya berjalan sesuai rencana.

Langkah 1: Desain

Proyek itu membutuhkan PCB untuk menampung papan pengembangan ESP32 dan papan pengembang ESP8266 tipe Lolin. Kedua papan ini memiliki beberapa pin IO yang berguna yang tidak akan digunakan dalam proyek itu sama sekali. Papan tambahan bisa sangat berguna nanti jika lebih banyak pin yang tidak digunakan dapat diakses. Saya juga ingin mengakomodasi dua varian papan dev ESP32. Saya memiliki versi 38-pin dan 30-pin. Membandingkan pinout dari keduanya, orang dapat melihat bahwa jika pin '1' dari varian 30-pin dicolokkan ke posisi pin 2 dari versi 38-pin, maka sebagian besar pin di sisi kiri akan cocok. Saya memutuskan untuk memperbaikinya dengan menggunakan beberapa jumper secara hati-hati.

Di sisi kanan papan, mereka tidak terlalu cocok. Pin I2C (IO22 dan IO21), baik-baik saja seperti halnya UART0 (TX0 dan RX0), namun pin SPI dan UART2 semuanya bergeser. Saya pikir saya bisa memperbaikinya dengan jumper juga. Jadi rencananya adalah dapat menggunakan kedua jenis papan ESP32 dan juga mengisi PCB dengan header pin IO sebanyak yang saya pikir mungkin akan saya gunakan suatu hari nanti. Saya juga menginginkan kemungkinan menggunakan dua papan (ESP32 dan ESP8266) secara terpisah, jadi tata letaknya harus memungkinkan untuk memotong PCB.

Langkah 2: Tata Letak PCB

Saya mulai dengan desain awal (dasar) yang saya butuhkan untuk proyek itu dan kemudian memutuskan untuk memutakhirkannya untuk mengakomodasi sebanyak mungkin kegunaan yang bisa saya muat di papan tulis. Anda dapat melihat dalam skema kedua bahwa itu sedikit lebih berkokok.

PCB tidak boleh lebih besar dari 100mmx100mm (lebih kecil akan lebih baik), jadi ini menambahkan sedikit batasan ruang. Saya memiliki tata letak awal di Fritzing dan memutuskan untuk melanjutkannya, tetapi saya tidak terlalu peduli dengan tampilan papan tempat memotong roti karena Anda dapat melihatnya hampir tidak dapat dipahami.

Saya mengatur beberapa konektor port I2C untuk papan ESP32 dan ESP8266, saya mengatur masing-masing untuk memiliki konektor daya sendiri dan mengeluarkan beberapa pin IO digital untuk keduanya. Saya menempatkan lubang pemasangan tambahan untuk memungkinkan mereka dipotong dan dipasang secara terpisah. Saya memutuskan saya tidak akan repot dengan IO00, IO02 atau IO15 sama sekali dan saya berakhir dengan tata letak yang digambarkan.

Untuk digunakan dengan papan ESP32 38-pin, jumper berikut perlu dikorsleting: JG1, JG2 dan JG4

Untuk digunakan dengan papan ESP32 30-pin, jumper ini membutuhkan korslet: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT dan JPR.

Langkah 3: PCB

Saya memesan PCB dari PCBWay, tetapi ada produsen lain yang memiliki layanan serupa yang ekonomis dan cepat. Mereka tampak hebat … sampai saya melihat lebih dekat. Lebar footprint board ESP32 dan ESP8266 tidak tepat. Lebar tapak (antara pin) adalah 22.9mm, bukan 25.4mm untuk papan ESP32 dan 27.9mm untuk papan ESP8266. Tata letak lubang colokan listrik DC juga tidak cocok dengan colokan listrik saya (dan lubangnya terlalu kecil). Ini bukan kesalahan produsen PCB, itu semua milikku. Saya seharusnya memeriksa ulang semua ini tentu saja dan sekarang saya harus mencari solusi. Saya juga melakukan test cut untuk melihat masalah apa lagi yang akan muncul dan tentu saja itu merusak konfigurasi jumper SPI (yang notabene tidak akan bekerja sesuai rencana).

Saya menemukan bahwa jika saya menekuk pin header perempuan pada 90 derajat, saya dapat menyoldernya ke permukaan PCB yang memungkinkan penyesuaian lebar. Setelah menyolder dengan hati-hati pada pin sudut dan memeriksa lebarnya, saya menyolder semuanya di tempatnya dan menguji kecocokannya. Itu berhasil!

Soket listrik membutuhkan solusi serupa, tetapi header lainnya semuanya cocok. Saya mengisi satu PCB yang belum dipotong dan mengujinya dengan pengaturan Webserver saya dan itu berjalan dengan baik. Saya kemudian pindah ke PCB yang dipotong. Papan Lolin ESP8266 berfungsi dengan baik, tetapi jarak ke lubang pemasangan agak dekat.

Papan ESP32 30-pin juga berfungsi dengan baik, namun port SPI tidak berfungsi dan satu-satunya perbaikan adalah kabel jumper di sisi bawah papan.

Langkah 4: Catatan Akhir

Secara keseluruhan saya pikir itu sepadan dengan upaya untuk membuat papan lebih dapat digunakan kembali. dan saya sudah mulai menggunakan salah satu PCB yang dipotong untuk menguji proyek masa depan. Saya lebih suka menggunakan papan tempat memotong roti. Saya mungkin tidak akan menggunakan Fritzing lagi, karena tidak ramah pengguna untuk membuat footprint/simbol dibandingkan dengan paket lain (mis. KiCad). Itu membuat sangat mudah untuk membaca tampilan papan tempat memotong roti meskipun selama tidak terlalu rumit.

Pelajaran yang didapat adalah:

1. Selalu verifikasi jejak kaki dari sumber lain untuk memastikan mereka cocok dengan bagian yang Anda pegang di tangan Anda.
2. Gunakan perangkat lunak EDA yang memungkinkan simbol dan jejak kaki (dengan wajar) mudah dimodifikasi.
3. Harapkan yang tak terduga dan lakukan yang terbaik!

Catatan tambahan adalah untuk selalu memastikan pin-out sama saat mengambil simbol pihak ketiga untuk skema Anda. Saya tidak memiliki masalah dengan ini, tetapi di masa lalu saya memiliki masalah di mana regulator tegangan umum memiliki pin-out yang berbeda antara produsen.