PCB ที่ช่วยในการจัดการสายเคเบิล: 6 ขั้นตอน (พร้อมรูปภาพ)

2024 ผู้เขียน: John Day | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-30 13:06

เมื่อไม่นานมานี้ ฉันได้สร้างเครื่องกัด CNC สำหรับเดสก์ท็อปแบบกำหนดเอง ตั้งแต่นั้นมาฉันก็อัพเกรดด้วยส่วนประกอบใหม่ ครั้งสุดท้ายที่ฉันเพิ่ม Arduino ตัวที่สองพร้อมจอแสดงผล 4 หลักเพื่อควบคุม RPM ของแกนหมุนของฉันโดยใช้ PID loop ฉันต้องเชื่อมต่อกับบอร์ด Arduino หลักด้วยสายไฟ 5 สาย เพื่อให้พวกเขาสามารถสื่อสารกันได้ แต่ในระหว่างการทดสอบครั้งแรกของฉัน ฉันทำตัวควบคุมมอเตอร์เสียหาย ดังนั้นฉันจึงซื้ออันใหม่ที่ทรงพลังกว่า มันมีสายอีก 5 สายที่ฉันต้องเชื่อมต่อ ณ จุดนี้พิน +5V บนกระดานหลักถูกแบ่งออกเป็น 4 การเชื่อมต่อแยกกันและฉันก็ไม่รู้สึกเหมือนแยกสายอีก ฉันก็เลยทำอย่างอื่น

ขั้นตอนที่ 1: ร่างการเชื่อมต่อ

ฉันได้ร่างการเชื่อมต่อทั้งหมดที่จำเป็นแล้ว (ยกเว้นมอเตอร์และสายเอ็นด์สต็อปเพราะพวกมันตรงไปยังคอนโทรลเลอร์ GRBL และไม่มีที่อื่น) ฉันได้ทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่างกับการเชื่อมต่อที่มีอยู่แล้ว - การหยุดฉุกเฉินตอนนี้ยังรีเซ็ต Arduino หลักและใช้เฉพาะหน้าสัมผัสที่เปิดตามปกติซึ่งก่อนหน้านี้ใช้ทั้ง NO และ NC เพื่อควบคุมรีเลย์ ด้วยตัวควบคุมมอเตอร์ใหม่ การเชื่อมต่อกับรีเลย์ก็ง่ายขึ้นเช่นกัน

ขั้นตอนที่ 2: ปัญหาการเชื่อมต่อ

ตัวควบคุมมอเตอร์ก่อนหน้านี้ที่ฉันใช้อยู่นั้นเป็นบอร์ดธรรมดาที่มีออปโตคัปเปลอร์และมอสเฟต มันสามารถหมุนแกนหมุนได้ในทิศทางเดียวเท่านั้น จึงไม่จำเป็นต้องใช้หมุดทิศทาง อันใหม่ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย มันมีหมุดที่เรียกว่า INA และ INB และขึ้นอยู่กับว่าฉันต้องการหมุนตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็มนาฬิกาฉันต้องดึงหนึ่งในนั้นไปที่ VCC ฟังดูไม่ซับซ้อนนัก ปัญหาคือว่า GRBL มีพินเดียวที่เรียกว่า SP-DIR (พินทิศทางของสปินเดิล) ซึ่งถูกดึงไปที่ VCC สำหรับการเคลื่อนที่ตามเข็มนาฬิกาและไปยัง GND สำหรับการเคลื่อนที่ทวนเข็มนาฬิกา ฉันไม่รู้ว่าสิ่งนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ใน GRBL หรือไม่ (เป็นโปรแกรมที่ซับซ้อนเกินไปสำหรับฉัน) ดังนั้นฉันจึงทำสิ่งนี้ด้วยวิธีการอื่น

ฉันเพิ่งเพิ่มเกตตรรกะ NOT ลงในแผนผังซึ่งจะกลับสัญญาณ SP-DIR และนำไปไว้ที่ INB ดังนั้นเมื่อพิน DIR สูง INA ก็สูงเช่นกัน (เชื่อมต่อเข้าด้วยกัน) และ INB จะกลับด้านต่ำ (CW) และเมื่อ DIR ต่ำ INA ก็ต่ำเช่นกันและ INB จะสูง (CCW)

ขั้นตอนที่ 3: ฉลาดแต่ไม่ใช่การออกแบบที่เรียบง่าย

จากนั้นฉันได้ออกแบบ PCB ใน Eagle ที่มีการเชื่อมต่อที่จำเป็นทั้งหมดอยู่ภายใน แต่ด้วยสายไฟจำนวนมากนั้น มันไม่ง่ายอย่างนั้น

ประการแรก ฉันได้สร้างห้องสมุด Eagle แบบกำหนดเองสำหรับเทอร์มินัลบล็อกของฉัน มันง่ายมาก โดยพื้นฐานแล้วเป็นเพียงหมุดธรรมดา ใหญ่กว่า - ระยะห่าง 5.08 มม. (0.2 )

ฉันจะกัดมันบน CNC และนั่นเป็นเหตุผลที่ฉันต้องการให้เป็นบอร์ดด้านเดียว แต่ด้วยเทอร์มินัลบล็อก 26 ตัวและการเชื่อมต่อภายในบางส่วนกับลอจิกเกท การออกแบบจึงเป็นเรื่องยาก ทำได้แต่มีสายจัมเปอร์เยอะ นั่นคือเหตุผลที่เทอร์มินัลบล็อกทั้งหมดของฉัน (ใน Eagle) เป็นเพียงพินเดียว วิธีนี้ทำให้ฉันสามารถเคลื่อนย้ายไปมาในพื้นที่ทำงานของบอร์ดได้ และหลีกเลี่ยงการใช้สายจัมเปอร์ ข้อเสียคือตำแหน่งของการเชื่อมต่อบางอย่างดูเหมือนสุ่ม ตัวอย่างเช่น เมื่อดูที่ด้านล่างจะมี GND, SP-EN และ VCC ซึ่งไม่ธรรมดามาก แต่วิธีนี้ฉันสามารถลดจำนวนสายจัมเปอร์ให้เหลือเพียง 2 เส้น และง่ายต่อการสร้าง PCB

ชื่อเทอร์มินัลบล็อกก็พิเศษเช่นกัน พวกมันถูกจัดกลุ่ม ตัวอย่างเช่น A ย่อมาจาก Arduino ดังนั้นควรวางขั้วต่อสกรูทั้งหมดที่เรียกว่า A_ ไว้ที่ด้านล่างของบอร์ดเพราะ Arduino กับ GRBL จะอยู่ด้านล่าง PCB

ในตอนท้าย ฉันได้เพิ่ม LED แบบง่ายเพื่อระบุสถานะโพรบ Z

ขั้นตอนที่ 4: การสร้างบอร์ด

อย่างที่ฉันพูดไปก่อนหน้านี้ ฉันได้กัดบอร์ดบน DIY CNC ของฉัน เจาะรูและประสานส่วนประกอบทั้งหมด กระบวนการนี้ไม่มีอะไรพิเศษ ทำให้ PCB ไม่เหมือนใคร

หากคุณไม่มี CNC คุณสามารถสร้าง PCB โดยใช้วิธีการถ่ายเทความร้อนหรือสั่งซื้อจากผู้ผลิตมืออาชีพ

อย่าลืมตรวจสอบการเชื่อมต่อทั้งหมดด้วยมัลติมิเตอร์เพื่อค้นหาและแก้ไขข้อผิดพลาด

ขั้นตอนที่ 5: เชื่อมต่อทุกอย่างเข้าด้วยกัน

หนึ่งในขั้นตอนสุดท้ายคือการวาง PCB ที่พร้อมใช้งานในเครื่องและเชื่อมต่อสายไฟทั้งหมด ฉันได้พิมพ์แผนผังบอร์ดเล็กๆ เพื่อช่วยฉันเชื่อมต่อทุกสายที่มันควรจะเป็น หลังจากตรวจสอบการเชื่อมต่ออีกครั้งก็พร้อมสำหรับการทดสอบ!