Få mest muligt ud af din PCB -ordre (og reparation af fejl): 4 trin

2024 Forfatter: John Day | [email protected]. Sidst ændret: 2024-01-30 08:28

Når du bestiller printkort online, får du ofte 5 eller flere af det samme printkort og har ikke altid brug for dem alle. De lave omkostninger ved at have disse specialfremstillede printkort er meget lokkende, og vi bekymrer os ofte ikke om, hvad vi skal gøre med de ekstra. I et tidligere projekt har jeg forsøgt at genbruge dem så godt jeg kunne, og denne gang besluttede jeg at planlægge fremad. I en anden Instructable havde jeg brug for et printkort til at holde et par Espressif-baserede mikrokontrollerudviklingskort, og jeg troede, at dette ville være det ideelle tilfælde til genanvendelige printkort. Alt går dog ikke som planlagt.

Trin 1: Design

Det projekt havde brug for et printkort til at huse et ESP32 udviklingsbord og et Lolin type ESP8266 dev board. Disse to tavler har en del nyttige IO -ben, der slet ikke skulle bruges i det projekt. De ekstra tavler kunne være meget nyttige senere, hvis flere af disse ubrugte stifter var tilgængelige. Jeg ønskede også at rumme to varianter af ESP32 dev boards. Jeg havde 38-pin og 30-pin versionen. Når man sammenligner pinouts af de to, kan man se, at hvis pin ‘1’ i 30-pin varianten er sat i positionen til pin 2 i 38-pin versionen, så ville de fleste pins på venstre side matche. Jeg besluttede, at jeg kunne rette det ved omhyggelig brug af nogle jumpere.

På højre side af brættet passede de ikke særlig godt sammen. I2C -benene (IO22 og IO21) var fine, ligesom UART0 (TX0 og RX0), men SPI -benene og UART2 blev alle forskudt. Jeg tænkte, at jeg også kunne ordne dette med jumpere. Så den plan var at kunne bruge begge typer ESP32 -tavler og også fylde printkortet med så mange IO -pinhoveder, som jeg troede, jeg kunne bruge en dag. Jeg ville også have muligheden for at bruge de to (ESP32 og ESP8266) plader separat, så layoutet skulle muliggøre skæring af printkortet.

Trin 2: PCB -layoutet

Jeg startede med det indledende (grundlæggende) design, som jeg havde brug for til det projekt, og besluttede derefter at opgradere det til at rumme så mange anvendelser, som jeg med rimelighed kunne passe på tavlen. Du kan se i den anden skematisk, at det er en del mere crowed.

PCB'et kunne ikke være større end 100 mm x 100 mm (mindre ville være bedre), så dette tilføjede lidt af en pladsbegrænsning. Jeg havde det oprindelige layout i Fritzing og besluttede at fortsætte med det, men jeg generede ikke meget med brødbrætvisningen, som du kan se, det er næsten uforståeligt.

Jeg konfigurerede flere I2C -portstik til både ESP32- og ESP8266 -kortene, jeg konfigurerede hver enkelt til at have sin egen strømstik og hentede nogle af de digitale IO -ben til begge. Jeg placerede ekstra monteringshuller, så de kunne skæres og monteres separat. Jeg besluttede, at jeg slet ikke ville bekymre mig om IO00, IO02 eller IO15, og jeg endte med det afbildede layout.

Følgende jumpere skulle kortsluttes til brug med det 38-benede ESP32-kort: JG1, JG2 og JG4

Til brug med 30-benede ESP32-kort krævede disse jumpere shorting: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT og JPR.

Trin 3: PCB'erne

Jeg bestilte printkortene fra PCBWay, men der er andre producenter, der har lignende økonomiske og hurtige tjenester. De så godt ud … indtil jeg kiggede nærmere. Bredden på ESP32 og ESP8266 board footprints var ikke korrekt. Fodaftrykbredden (mellem stifter) var 22,9 mm i stedet for 25,4 mm for ESP32 -kortet og 27,9 mm for ESP8266 -kortet. DC power jack hullayoutet matchede heller ikke mine strømstik (og hullerne var for små). Dette var ikke PCB -producentens skyld, det var alt mit. Jeg skulle selvfølgelig have tjekket alle disse, og nu var jeg nødt til at finde et arbejde. Jeg lavede også en testskæring for at se, hvilke flere problemer der ville dukke op, og det ødelagde selvfølgelig SPI -jumperkonfigurationen (som i øvrigt ikke ville fungere som planlagt).

Jeg fandt ud af, at hvis jeg bøjede de kvindelige headerstifter ved 90 grader, kunne jeg lodde dem til overfladen af printet, hvilket muliggjorde en vis breddejustering. Efter omhyggeligt lodning på hjørnestifterne og kontrolleret bredden lodde jeg dem alle på plads og testede pasformen. Det virkede!

Strømstikket krævede en lignende løsning, men resten af overskrifterne passer alle fint. Jeg udfyldte et ubeskåret PCB og testede det med min webserveropsætning, og det kørte fint. Derefter gik jeg videre til de udskårne printkort. Lolin ESP8266 -kortet fungerede fint, men afstanden til monteringshullerne var lidt tæt.

Det 30-benede ESP32-kort fungerede også fint, men SPI-porten fungerede ikke, og den eneste løsning på det var jumperwires på undersiden af brættet.

Trin 4: Endelige noter

Generelt synes jeg, at det var umagen værd at gøre brædderne mere genanvendelige. og jeg er allerede begyndt at bruge en af de udskårne printkort til test af et fremtidigt projekt. Jeg foretrækker det meget frem for at bruge brødbrætter. Jeg vil sandsynligvis ikke bruge Fritzing mere, da det ikke er brugervenligt til at lave fodaftryk/symboler sammenlignet med andre pakker (f.eks. KiCad). Det gør det meget let at læse breadboard -visninger, selvom de ikke er for komplekse.

Erfaringer er:

1. Kontroller altid fodaftryk fra andre kilder for at sikre, at de matcher den del, du holder i dine hænder.
2. Brug EDA -software, der gør det muligt (med rimelighed) let at ændre symboler og fodaftryk.
3. Forvent det uventede og få det bedste ud af det!

En ekstra bemærkning er altid at sikre, at pin-outs er de samme, når du henter tredjeparts symboler til din skematik. Jeg havde ingen problemer med dette, men tidligere har jeg haft et problem, hvor en fælles spændingsregulator havde forskellige pin-outs mellem producenter.