PCB Design til Line Follower Robot - Arnab Kumar Das: 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:26

Dette projekt går ud fra, at vi allerede har valgt komponentvalg. For at et system kan fungere korrekt, er det vigtigt at forstå, hvad hver komponent kræver med hensyn til strøm, spænding, strøm, plads, køling osv. Det er også vigtigt at forstå afhængighederne mellem hver komponent. Afhængigheder som logisk niveau, transmissionsstøj, impedans osv. Læs venligst om de tidligere artikler om systemkrav, valg af komponent / materiale.

Et meget vigtigt designaspekt af dette projekt er PCB, da vores mål er at reducere formfaktoren for linjefølgerrobotten så meget som muligt, hvilket igen reducerer vægten. Lille størrelse og mindre vægt øger effektiviteten og reducerer også tab på grund af aerodynamisk friktion. Hvis du ser en F1 racerbil, kan du forstå, hvor effektiv den er inden for aerodynamik. For at forbedre effektiviteten og reducere vægten skal vi fjerne enhver unødvendig komponent og flytte massecentret så lavt som muligt. For at gøre dette tænkte jeg på at bruge printkortet som chassis. Dette vil reducere vægten og gøre CM meget lavere, hvilket igen øger stabiliteten under drejninger. At lave chassiset med printkort reducerer også den tid, det tager at samle og gør tingene lettere, da vi bare skal lodde komponenterne på det rigtige sted og begynde med at teste softwaren. Da printkortene vil blive fremstillet af robotter og CNC -maskiner, ser det bedre ud end noget andet chassis.

Trin 1: Brugt software

Til dette projekt har jeg specifikt brugt Freeware og Open Source Softwares, så studerende og alle andre, der ikke har adgang til betalt software, også kan udføre projektet effektivt og professionelt.

Jeg brugte KiCad til skemaer og PCB -design og tro mig, det er fantastisk software. Før har jeg brugt Eagle CAD og Altium, men selvom KiCad er gratis, har den alle de vigtige muligheder og værktøjer til at designe dit printkort professionelt og få det fremstillet. Selv den har 3D -visualisering tilgængelig til dit printkort.

KiCad -pakken har fem hoveddele:

• KiCad - projektlederen.
• Eeschema - den skematiske redigeringsprogram.
• PCBNEW - PCB -layoutprogrammet. Det har også en 3D -visning.
• GerbView - Gerber -seeren.
• Bitmap2Component - et værktøj til at konvertere billeder til fodspor til printkort.

Jeg vil ikke vise detaljeret, hvordan man designer et skematisk og PCB -layout, da dette ikke er omfanget af dette indlæg/denne artikel. Den vigtigste betydning af denne artikel er at fremvise output fra KiCad og vise, hvordan den er bestilt og fremstillet. Inden vi begynder med det skematiske design, er det tilrådeligt at oprette en projektmappe og gemme alle filer inde i den. Nedenfor er et eksempel.

Trin 2: Skematisk

For skematikken skal vi åbne redigeringsskemaværktøjet fra eller Eeschema. Når det er åbent, skal du se et tomt dokument i et vindue som nedenfor.

Nogle gange er vi nødt til at oprette nye skematiske symboler, da standardbiblioteket muligvis ikke har dem. Du skal studere databladet for disse komponenter og tilføje dem til et brugerdefineret bibliotek, som jeg gjorde i mit tilfælde. Jeg oprettede biblioteksymboler til QTR-8RC-sensor, OLED Display SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor med Encodere. Når biblioteksymbolerne er oprettet, koblede jeg dem sammen til et system.

Du kan downloade skematikken fra nedenstående link. Senere i slutningen af selvstudiet tilføjer jeg nogle gode selvstudier til KiCad, så du kan lære og gøre det selv.

FOR AT DOWNLOADE DESIGNET BESØG MIT WEBSITE:

Trin 3: PCB -layout

Når skematikken er færdig, er det tid til at flytte til layout af printkortet. Nogle gange skal du også oprette fodaftryk for nogle komponenter, hvis de ikke er til stede i biblioteket. For at oprette fodaftryk kan du bruge Footprint Library Editor Tool i KiCad.

Jeg har brugt to-lags design her, fordi det gør det meget let at layoute, når du har mange komponenter fordelt på tavlen. For at starte med PCB Design skal vi åbne PCB Layout Editor -programmet i KiCad. Du bør se noget som nedenfor, men med et tomt dokument i det.

Vi vil bruge NextPCB som PCB Manufacturing Service, så det er vigtigt at se, hvad der er de minimale og maksimale tekniske grænser, de har for deres fremstilling. For at kontrollere, at vi skal besøge deres kapacitetsside. De vigtigste parametre, som vi skal kontrollere, er:

• Maks. Dimension 510*590 mm
• Min. Spor 4mil / 0,1 mm
• Min. Sporafstand 4mil / 0,1 mm
• Min. hulstørrelse 0,3 mm
• Min. Via diameter 0,45 mm
• Via til sporafstand ≥5mil
• Borehulstørrelse 0,2-6,3 mm
• Spor til omrids ≥0,4 mm

Baseret på ovenstående parametre skal vi justere vores designregler i KiCad Layout Editor.

I slutningen af selvstudiet vedhæfter jeg en god vejledning om PCB -design i KiCad, som du kan lære af. Nedenfor er det vedhæftede PCB -design, som du kan bruge til din reference.

FOR AT DOWNLOADE DESIGNET BESØG MIT WEBSITE:

Trin 4: PCB -fremstilling

Inden vi fremstiller printkortet i et PCB -fremstillingshus / industri som næste PCB, skal vi konvertere vores design til et fremstillbart format, der kan læses af maskinerne i industrien.

Ovenstående indstillinger blev brugt til generering af alle Gerber -filer. det tilrådes, at du eksporterer filerne i en separat Gerber -mappe, som jeg har gjort.

Informationen om huller i printkortet gemmes i en separat borefil og for at generere, at jeg har brugt ovenstående konfiguration til NextPCB. Andre producenter kan have forskellige indstillinger. Der er mange grunde til at vælge NextPC En af grundene er deres gennemsigtighed om deres fremstillingsproces. Nedenfor er nogle fotos fra deres fabrik.

De accepterer også en række betalingsmuligheder: PayPal, bankoverførsel, Western Union, kontant betaling på HQ. For forsendelsesmetoder har de DHL, FedEx, Hongkong Post, hvilket er bekvemt med forskellige priser og fordele. I forbindelse med bestillingsprocessen skal vi oprette en konto på webstedet. Du kan bruge tilmeldingslinket og oprette en ny konto. efter kontoen er oprettet, vil du se noget som nedenfor.

Næste trin er at uploade dine Gerber -filer og afgive en vellykket ordre for at begynde fremstillingen. Når din Gerber er genereret, anbefales det at zip dem sammen i en enkelt fil og uploade dem

Når overførslen er færdig, kan du se ordren på din kontoside.

Din ordre vil blive analyseret korrekt, og når den er klar til fremstilling, vil de bede om betalingen, og når betalingen er ryddet, vil fremstillingen blive startet.

De bruger en stor indsats i at analysere dine Gerber -filer, da de kan indeholde fejl og muligvis ikke fremstilles godt, hvis hullerne er for små eller andre designfejl i den.

Når printkortet er verificeret og fremstillet, modtager du printkortet om et par dage og er klar til at blive arbejdet videre med det.

FOR SÆRLIG RABAT BESØG LINKET: NæstePCB og du kan få 10% rabat på PCB og PCB -samleordre (Aktivitetsvalidering: 26. marts 2020 - 30. april 2020)

Tak fordi du læste denne artikel håber det hjælper dig. Glem ikke at tjekke andre artikler i denne serie.