Browserbaserede printkort: 7 trin

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

Når du påtager dig eller opretter projekter, vil nogle være lette, og nogle vil være vanskelige. Nogle vil være engangspunkter, og andre skal laves i stor skala. I denne opskrift vil vi undersøge mit hidtil største projekt, Distributed Symphony, og hvordan mikro-controlleren i sin kerne blev bygget i en browser.

Trin 1: Opprotuniteten

Den distribuerede symfoni er det største og mest komplekse projekt, jeg har trukket fra. En gang om året har jeg den unikke mulighed for at bringe en sjov oplevelse til en virksomheds offsite for et publikum på 600 ledere. De sidste par rater er "det sjove" blevet pakket som en designudfordring. Prompten til den første iteration var at bygge en boldmaskine, der sender en bold på sin vej i præcis to sekunder. Hvert efterfølgende år havde en stigende kompleksitet og teknisk tilstedeværelse. I år besluttede jeg, at det var tid til at tegne en oplevelse, der var imponerende.

Trin 2: Distribueret Sypmony

Projektet bestod af hundrede og tyve kits, der indeholdt alle de ingredienser, der var nødvendige for et hold på fem til at skabe et slaginstrument. Hvert sæt indeholdt følgende ting.

• Tilsluttet mikro-controller
• Magnetventilkugle -dropper
• Instrumenteret resonator fra et Glockenspiel
• Udløserknap
• Ti træbolde
• Byggematerialer
• Kunstneriske elementer

Centralt i dette projekt var mikrokontrolleren. Tilføjelse af logik og cloud -forbindelse var beregnet til at forbedre oplevelsen og ikke komme i vejen. Controller -kortet havde betydelig funktionalitet afsløret på den enkleste måde. Modstandsværdier, strømproblemer, dioder og kondensatorer blev bagt ind i pladedesignet, så deltagerne frit kunne fokusere på udfordringen og ikke teknologien.

Trin 3: Tag chancer

Dette projekt gav mulighed for at bygge en sværm af brugerdefinerede SMT -mikrokontrolkort. Dette var nyt for mig, men virkede som noget, der var værd at lære og en stor udfordring. Til at designe tavlerne brugte jeg Upverter. Det er en meget cool browser baseret ende til ende løsning til PCB design og produktion. Når du er vant til at finde komponenter i deres bibliotek, er det let at bruge. Brædderne var baseret på den meget dygtige ESP32 mikrokontroller. Tavlerne blev designet til at vare dette projekt, da de blev markeret til donation for at hjælpe børn med at lære kode- og kredsløbsdesign. Hvert bord har følgende funktioner:

• ESP32 Micro Controller - Wifi og Bluetooth -kompatibel
• To PWM magnet-/motorhoveder
• Fire jordede 3.3V GPIO headers
• To Neopixel Strip -drivere
• To kapacitive berøringspuder og valgfri overskrifter
• Indbygget LCD -display
• Ombord Single Neopixel
• Indbygget USB til UART programmerer -
• 5V Power Bus
• 3V strømbus

Projektet brugte kun en enkelt Solenoid -driver, LCD -skærmen, Neopixel ombord og tre af GPIO -overskrifterne. Den ekstra funktionalitet er siden blevet brugt som en del af undervisningsworkshops for børn.

Trin 4: Planlæg det

Det første trin i at lave dine brugerdefinerede PCB'er er at planlægge det. Når det kommer til kredsløbsdesign, betyder det, at du opretter din skematisk. Jeg brugte mit brødbræt til at designe hver funktion i det større projekt. Da hvert kredsløb begyndte at fungere, oversatte jeg det omhyggeligt til værktøjet Upverter Schematic. Derefter rydde jeg brødbrættet og gik i gang med det næste afsnit, indtil controller -kortet var logisk fuldstændigt.

Trin 5: Læg det ud

Det næste trin i hardwareproduktion er PCB -layoutet. Dette var langt sjovere, end jeg troede, det ville være, det var som at lege SimCity med elektricitet. Upverter -layoutværktøjet er ret sejt og sjovt at bruge. Jo mere jeg arbejdede med det, jo mere polerede jeg designet og gik efter stilpunkter, hvor det var muligt. Det er din opgave at tilføje ledninger mellem komponenterne. Der er grønne linjer, der fremhæver forbindelser, der ikke spores med kobber. Den mest spændende del af PCB -layout er muligheden for at springe jordspor over. Det eneste de skal gøre er at røre det nederste lag, og de er jordet, let! Mens vi taler om bundlaget, er det en anden skønhed. Hvis du har mange spor, der kommer i vejen, er det eneste, du skal gøre, at falde til det nederste lag, gå rundt i trafikken og springe tilbage på den anden side.

Trin 6: Gør det virkeligt

Når du går i produktion, bliver tingene virkelige og virkelig dyre. Find et produktionshus, du føler dig tryg ved, eller et, som en, du kender, har brugt før. Du sender dem filer for at oprette dine tavler og eventuelt udføre hele samlingen. Hovedparten af omkostningerne er ved køb af dele og samling. Da dette projekt krævede mange enheder samt brug af komponenter til overflademontering, valgte jeg produktionshuset til at udføre samlingen.

Upverter har downloadsektion, hvor du kan generere de filer, du skal aflevere til produktion. For at hjælpe med at gemme nogle tilbage og fjerde, her er listen over filer, jeg eksporterede:

• GerberFiles
• NC -boremaskine (Excellon)
• XYRS (Vælg og sted)
• Materialeseddel

Vær klar til at lave en eller to mindre testkørsler, før du sender din store ordre. Mit design gik til to små produktionskørsler hver med fejl før den store ordre på hundrede og tredive stykker. Jeg fyldte ordren med ti, bare nogle af brædderne blev produceret med fejl. Som du kan se på det andet billede, var jeg nødt til at bruge grønne jumperwires til at fastsætte brædderne fra et af de tidligere produktionsforløb. Det er det, du er nu den stolte ejer af 5 til 50.000 brugerdefinerede controller boards.

Trin 7: Afsløringen

Dette var den bittersøde afslutning på en lang lang vej. Sættene blev fordelt, og der blev givet prompt. Holdene satte sig for at bygge et slaginstrument, der pålideligt kunne tabe en bold på resonatoren ved hvert tryk på en knap. Da byggeriet fortsatte, afslørede vi, at projekterne var cloud -tilsluttede og havde tilsvarende mobile dashboards. Holdene brugte det mobile dashboard til at afspille mønstre på deres enheder. "Gem og et hårklipp" var nu målet. Når hovedparten af holdene var i stand til at spille "Shave an a Haircut", var vi klar til betragtning.

Alle læssede deres kuglehopper og trådte tilbage. Vi brugte vores administrative konsol til at beregne individuelle maskinforskydninger og afspille sange på tværs af alle maskinerne, som om de var et enkelt instrument. Vi testede med Guns and Roses og spillede lidt Bach. Værelset var fyldt med svag musik, og det var en succes.

Bliv ved med at bygge, og lad ikke brugerdefinerede PCB -projekter skræmme dig eller komme i vejen. De er fuldstændig gennemførlige, og der er en hel verden af støtte derude.