PCB Berbasis Browser: 7 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Terakhir diubah: 2024-01-30 09:57

Saat Anda mengambil atau membuat proyek, beberapa akan mudah dan beberapa akan sulit. Beberapa akan menjadi satu kali dan yang lain perlu dibuat dalam skala besar. Dalam tulisan ini, kita akan mengeksplorasi proyek terbesar saya hingga saat ini, Distributed Symphony, dan bagaimana mikrokontroler pada intinya dibangun di browser.

Langkah 1: Peluang

The Distributed Symphony adalah proyek terbesar dan paling kompleks yang pernah saya lakukan. Setahun sekali saya memiliki kesempatan unik untuk membawa pengalaman menyenangkan ke luar kantor perusahaan untuk audiens 600 eksekutif. Beberapa angsuran terakhir, "kesenangan" telah dikemas sebagai tantangan desain. Perintah untuk iterasi pertama adalah membuat mesin bola yang mengirimkan bola di jalurnya selama tepat dua detik. Setiap tahun berturut-turut memiliki kompleksitas dan kehadiran teknis yang meningkat. Tahun ini saya memutuskan sudah waktunya untuk merancang sebuah pengalaman yang sangat menginspirasi.

Langkah 2: Simmoni Terdistribusi

Proyek ini terdiri dari seratus dua puluh kit yang berisi semua bahan yang dibutuhkan untuk tim yang terdiri dari lima orang untuk membuat instrumen perkusi. Setiap kit termasuk item berikut.

• Mikro-kontroler yang terhubung
• Penetes Bola Solenoid
• Resonator berinstrumen dari Glockenspiel
• Tombol pemicu
• Sepuluh Bola Kayu
• Bahan bangunan
• Elemen artistik

Inti dari proyek ini adalah mikrokontroler. Menambahkan logika dan konektivitas cloud dimaksudkan untuk meningkatkan pengalaman dan tidak menghalangi. Papan pengontrol memiliki fungsionalitas yang cukup besar yang diekspos dengan cara yang paling sederhana. Nilai resistor, masalah daya, dioda, dan kapasitor dimasukkan ke dalam desain papan sehingga para peserta bebas untuk fokus pada tantangan dan bukan teknologinya.

Langkah 3: Ambil Peluang

Proyek ini memberikan kesempatan untuk membangun segerombolan papan pengontrol mikro SMT khusus. Ini baru bagi saya tetapi sepertinya sesuatu yang layak dipelajari dan tantangan besar. Untuk mendesain papan saya menggunakan Upverter. Ini adalah solusi ujung ke ujung berbasis browser yang sangat keren untuk desain dan produksi PCB. Setelah Anda terbiasa menemukan komponen di perpustakaan mereka, itu mudah digunakan. Papan didasarkan pada pengontrol mikro ESP32 yang sangat mumpuni. Papan dirancang untuk menyelesaikan proyek ini karena ditandai untuk sumbangan untuk membantu anak-anak mempelajari kode dan desain sirkuit. Setiap papan memiliki fitur berikut:

• ESP32 Micro Controller - Wifi dan Bluetooth Capable
• Dua header Solenoid / Motor PWM
• Empat header GPIO 3.3V Grounded
• Dua Driver Strip Neopiksel
• Dua Bantalan Sentuh Kapasitif dan Header Opsional
• Layar LCD Onboard
• Neopiksel Tunggal Terpasang
• Pemrogram USB ke UART Terpasang -
• Bus Listrik 5V
• Bus daya 3V

Proyek ini hanya menggunakan satu Solenoid Driver, Layar LCD, Neopixel onboard, dan tiga header GPIO. Fungsi tambahan sejak itu telah digunakan sebagai bagian dari lokakarya pengajaran langsung untuk anak-anak.

Langkah 4: Rencanakan

Langkah pertama dalam membuat PCB kustom Anda adalah merencanakannya. Ketika datang ke desain sirkuit, itu berarti membuat skema Anda. Saya menggunakan papan tempat memotong roti saya untuk merancang setiap fitur dari proyek yang lebih besar. Saat setiap sirkuit mulai bekerja, saya dengan hati-hati menerjemahkannya ke dalam alat Skema Upverter. Setelah itu saya membersihkan papan tempat memotong roti dan mulai mengerjakan bagian berikutnya sampai papan pengontrol selesai secara logis.

Langkah 5: Lay It Out

Langkah selanjutnya dalam produksi perangkat keras adalah tata letak PCB. Ini jauh lebih menyenangkan daripada yang saya kira, seperti bermain SimCity dengan listrik. Alat tata letak Upverter cukup keren dan menyenangkan untuk digunakan. Semakin saya bekerja dengannya, semakin saya memoles desain dan mencari poin gaya sedapat mungkin. Adalah tugas Anda untuk menambahkan kabel di antara komponen. Ada garis hijau yang menyoroti koneksi yang tidak dilacak dengan tembaga. Bagian paling menarik dari tata letak PCB adalah kemampuan melewati jejak tanah. Yang harus mereka lakukan hanyalah menyentuh lapisan bawah dan mereka membumi, mudah! Sementara kita berbicara tentang lapisan bawah, itu adalah hal lain yang indah. Jika Anda memiliki banyak jejak yang menghalangi, yang perlu Anda lakukan hanyalah turun ke lapisan bawah, berkeliling lalu lintas dan muncul kembali di sisi lain.

Langkah 6: Jadikan Itu Nyata

Begitu Anda pergi ke produksi, semuanya menjadi nyata dan sangat mahal. Temukan rumah produksi yang Anda rasa nyaman atau yang pernah digunakan seseorang yang Anda kenal sebelumnya. Anda akan mengirimi mereka file untuk membuat papan Anda dan secara opsional melakukan perakitan penuh. Sebagian besar biaya adalah dalam membeli suku cadang dan perakitan. Karena proyek ini membutuhkan banyak unit serta menggunakan komponen pemasangan di permukaan, saya memilih rumah produksi untuk melakukan perakitan.

Upverter memiliki bagian unduhan di mana Anda dapat menghasilkan file yang Anda butuhkan untuk diserahkan ke produksi. Untuk membantu menyimpan kembali dan keempat, berikut adalah daftar file yang saya ekspor:

• GerberFiles
• Bor NC (Excellon)
• XYRS (Pilih dan Tempat)
• Bill of material

Bersiaplah untuk melakukan satu atau dua uji coba yang lebih kecil sebelum mengirimkan pesanan besar Anda. Desain saya pergi ke dua produksi kecil berjalan masing-masing dengan kesalahan sebelum pesanan besar seratus tiga puluh bagian. Saya mengisi pesanan dengan sepuluh hanya jika beberapa papan diproduksi dengan kesalahan. Seperti yang Anda lihat pada gambar kedua, saya harus menggunakan kabel jumper hijau untuk memperbaiki papan dari salah satu proses produksi sebelumnya. Itu saja, Anda sekarang adalah pemilik yang bangga dari 5 hingga 50.000 papan pengontrol khusus.

Langkah 7: Pengungkapan

Ini adalah akhir yang pahit dari perjalanan panjang yang panjang. Kit dibagikan dan prompt diberikan. Tim berangkat untuk membangun instrumen perkusi yang andal dapat menjatuhkan bola ke resonator dengan setiap penekanan tombol. Saat pembangunan berlangsung, kami mengungkapkan bahwa proyek tersebut terhubung ke cloud dan memiliki dasbor seluler yang sesuai. Tim menggunakan dasbor seluler untuk memainkan pola ke perangkat mereka. "Menyimpan dan Memotong Rambut" sekarang menjadi tujuannya. Setelah sebagian besar tim dapat memainkan "Shave an a Haircut", kami siap untuk resital.

Semua orang memuat gerbong bola mereka dan melangkah mundur. Kami menggunakan konsol administratif kami untuk menghitung offset mesin individual dan memutar lagu di semua mesin seolah-olah itu adalah instrumen tunggal. Kami menguji dengan Guns and Roses dan melanjutkan untuk memainkan beberapa Bach. Ruangan itu dipenuhi dengan musik samar dan itu sukses.

Teruslah membangun dan jangan biarkan proyek PCB khusus membuat Anda takut atau menghalangi. Mereka benar-benar bisa dilakukan dan ada banyak dukungan di luar sana.