PCB ที่ใช้เบราว์เซอร์: 7 ขั้นตอน

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

ในขณะที่คุณดำเนินการหรือสร้างโครงการ บางอย่างจะเป็นเรื่องง่ายและบางอย่างอาจเป็นเรื่องยาก บางส่วนจะเป็นแบบครั้งเดียวและบางส่วนจะต้องดำเนินการตามขนาด ในบทความนี้ เราจะสำรวจโปรเจ็กต์ที่ใหญ่ที่สุดของฉันจนถึงตอนนี้ นั่นคือ Distributed Symphony และวิธีที่ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เป็นแกนหลักสร้างขึ้นในเบราว์เซอร์

ขั้นตอนที่ 1: โอกาส

Distributed Symphony เป็นโครงการที่ใหญ่ที่สุดและซับซ้อนที่สุดที่ฉันเคยทำมา ปีละครั้ง ฉันมีโอกาสพิเศษที่จะนำประสบการณ์สนุก ๆ มาสู่องค์กรนอกสถานที่สำหรับผู้บริหาร 600 คน ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา "ความสนุก" ได้รับการบรรจุเป็นความท้าทายด้านการออกแบบ ข้อความแจ้งสำหรับการทำซ้ำครั้งแรกคือการสร้างเครื่องลูกบอลที่ส่งลูกบอลไปตามเส้นทางของมันเป็นเวลาสองวินาที แต่ละปีซ้อนมีความซับซ้อนและการแสดงตนทางเทคนิคเพิ่มขึ้น ปีนี้ฉันตัดสินใจว่าถึงเวลาแล้วที่จะสร้างประสบการณ์ที่น่าเกรงขาม

ขั้นตอนที่ 2: กระจาย Symmony

โครงการประกอบด้วยหนึ่งร้อยยี่สิบชุดที่มีส่วนผสมทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับทีมที่มีห้าคนเพื่อสร้างเครื่องดนตรีประเภทเพอร์คัชชัน แต่ละชุดรวมรายการต่อไปนี้

• ไมโครคอนโทรลเลอร์ที่เชื่อมต่อ
• โซลินอยด์บอลหยด
• เครื่องสะท้อนเสียงจาก Glockenspiel
• ปุ่มทริกเกอร์
• สิบลูกไม้
• วัสดุก่อสร้าง
• องค์ประกอบทางศิลปะ

ศูนย์กลางของโครงการนี้คือไมโครคอนโทรลเลอร์ การเพิ่มการเชื่อมต่อแบบลอจิกและคลาวด์มีจุดมุ่งหมายเพื่อปรับปรุงประสบการณ์และไม่ขัดขวาง บอร์ดควบคุมมีฟังก์ชันการทำงานมากมายที่เปิดเผยในวิธีที่ง่ายที่สุด ค่าตัวต้านทาน ความกังวลด้านพลังงาน ไดโอด และตัวเก็บประจุถูกรวมเข้ากับการออกแบบบอร์ด เพื่อให้ผู้เข้าร่วมมีอิสระที่จะมุ่งเน้นไปที่ความท้าทาย ไม่ใช่เทคโนโลยี

ขั้นตอนที่ 3: ใช้โอกาส

โปรเจ็กต์นี้นำเสนอโอกาสในการสร้างแผงควบคุมไมโครคอนโทรลเลอร์ SMT แบบกำหนดเองจำนวนมาก นี่เป็นเรื่องใหม่สำหรับฉัน แต่ดูเหมือนเป็นสิ่งที่ควรค่าแก่การเรียนรู้และเป็นความท้าทายที่สำคัญ ในการออกแบบบอร์ดฉันใช้ Upverter เป็นเบราว์เซอร์แบบ end-to-end โซลูชั่นที่ยอดเยี่ยมสำหรับการออกแบบและการผลิต PCB เมื่อคุณคุ้นเคยกับการค้นหาส่วนประกอบในไลบรารีแล้ว ก็จะใช้งานง่าย บอร์ดนี้มีพื้นฐานมาจากไมโครคอนโทรลเลอร์ ESP32 ที่มีความสามารถสูง กระดานได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ใช้ในโครงการนี้ได้ไม่นาน เนื่องจากถูกทำเครื่องหมายเพื่อบริจาคเพื่อช่วยให้เด็กๆ เรียนรู้โค้ดและการออกแบบวงจร แต่ละบอร์ดมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

• ESP32 Micro Controller - รองรับ Wifi และ Bluetooth
• หัวต่อโซลินอยด์/มอเตอร์ PWM สองตัว
• สี่หัวต่อ 3.3V GPIO ที่ต่อสายดิน
• ไดร์เวอร์ Neopixel Strip สองตัว
• ทัชแพดแบบ Capacitive สองอันและส่วนหัวเสริม
• จอ LCD ออนบอร์ด
• ออนบอร์ด Neopixel
• โปรแกรมเมอร์ออนบอร์ด USB เป็น UART -
• 5V พาวเวอร์บัส
• ไฟ 3V บัส

โปรเจ็กต์ใช้โซลินอยด์ไดร์เวอร์เพียงตัวเดียว จอแสดงผล LCD ออนบอร์ด Neopixel และส่วนหัว GPIO สามตัว ตั้งแต่นั้นมา ฟังก์ชันเพิ่มเติมก็ถูกใช้เป็นส่วนหนึ่งของการสอนเวิร์กช็อปสำหรับเด็ก

ขั้นตอนที่ 4: วางแผนออก

ขั้นตอนแรกในการสร้าง PCB แบบกำหนดเองของคุณคือการวางแผน เมื่อพูดถึงการออกแบบวงจร นั่นหมายถึงการสร้างแผนผังของคุณ ฉันใช้เขียงหั่นขนมเพื่อออกแบบคุณลักษณะแต่ละอย่างของโครงการที่ใหญ่ขึ้น เมื่อแต่ละวงจรเริ่มทำงาน ฉันก็แปลมันอย่างระมัดระวังเป็นเครื่องมือ Upverter Schematic หลังจากนั้นฉันเคลียร์เขียงหั่นขนมและทำงานในส่วนถัดไปจนกว่าบอร์ดควบคุมจะสมบูรณ์ตามหลักเหตุผล

ขั้นตอนที่ 5: วางมันออก

ขั้นตอนต่อไปในการผลิตฮาร์ดแวร์คือเค้าโครง PCB มันสนุกกว่าที่ฉันคิดไว้มาก มันเหมือนกับการเล่น SimCity ด้วยไฟฟ้า เครื่องมือเลย์เอาต์ Upverter ค่อนข้างเจ๋งและสนุกกับการใช้ ยิ่งฉันทำงานกับมันมากเท่าไหร่ ฉันก็ยิ่งขัดเกลาการออกแบบและมองหาจุดสไตล์ทุกที่ที่ทำได้ เป็นงานของคุณที่จะเพิ่มสายไฟระหว่างส่วนประกอบต่างๆ มีเส้นสีเขียวที่เน้นการเชื่อมต่อที่ไม่ได้ติดตามด้วยทองแดง ส่วนที่น่าตื่นเต้นที่สุดของเลย์เอาต์ PCB คือความสามารถในการข้ามรอยกราวด์ สิ่งที่พวกเขาต้องทำคือแตะชั้นล่างและต่อสายดิน ง่าย! ในขณะที่เรากำลังพูดถึงชั้นล่างนั้นเป็นอีกสิ่งหนึ่งที่สวยงาม หากคุณมีร่องรอยจำนวนมากที่ขวางทาง สิ่งที่คุณต้องทำคือลงไปที่ชั้นล่างสุด ไปรอบๆ การจราจรและปรากฏขึ้นที่อีกด้านหนึ่ง

ขั้นตอนที่ 6: ทำให้เป็นจริง

เมื่อคุณไปที่การผลิต สิ่งต่างๆ จะกลายเป็นของจริงและมีราคาแพงมาก หาโปรดักชั่นเฮาส์ที่คุณรู้สึกสบายใจด้วยหรือบ้านที่คุณรู้จักเคยใช้มาก่อน คุณจะส่งไฟล์เพื่อสร้างบอร์ดและเลือกประกอบแบบเต็ม ต้นทุนส่วนใหญ่มาจากการซื้อชิ้นส่วนและการประกอบ เนื่องจากโครงการนี้ต้องใช้หลายหน่วยรวมถึงการใช้ส่วนประกอบยึดพื้นผิว ฉันจึงเลือกโรงงานผลิตเพื่อทำการประกอบ

Upverter มีส่วนดาวน์โหลดที่คุณสามารถสร้างไฟล์ที่คุณต้องการส่งต่อไปยังการผลิตได้ เพื่อช่วยในการบันทึกย้อนหลังและครั้งที่สี่ นี่คือรายการไฟล์ที่ฉันส่งออก:

• GerberFiles
• NC สว่าน (เอ็กเซลลอน)
• XYRS (การเลือกและวาง)
• บิลวัสดุ

เตรียมตัวให้พร้อมสำหรับการทดสอบเล็กๆ น้อยๆ หนึ่งหรือสองครั้งก่อนที่จะส่งคำสั่งซื้อจำนวนมากของคุณ การออกแบบของฉันไปที่การผลิตขนาดเล็กสองครั้งโดยแต่ละครั้งมีข้อผิดพลาดก่อนคำสั่งซื้อขนาดใหญ่หนึ่งร้อยสามสิบชิ้น ฉันสั่งเพิ่มสิบแผ่นเผื่อว่าบางแผ่นมีข้อผิดพลาดเกิดขึ้น ดังที่คุณเห็นในภาพที่สอง ฉันต้องใช้สายจัมเปอร์สีเขียวเพื่อยึดแผงจากขั้นตอนการผลิตก่อนหน้านี้ เพียงเท่านี้ ตอนนี้คุณเป็นเจ้าของบอร์ดควบคุมแบบกำหนดเองอย่างภาคภูมิใจ 5 ถึง 50,000 บอร์ด

ขั้นตอนที่ 7: การเปิดเผย

นี่คือจุดจบอันแสนหวานของทางยาวไกล มีการแจกจ่ายชุดอุปกรณ์และให้พร้อมท์ ทีมงานเริ่มสร้างเครื่องเคาะจังหวะที่สามารถปล่อยลูกบอลลงบนเครื่องสะท้อนเสียงด้วยการกดปุ่มแต่ละครั้งได้อย่างน่าเชื่อถือ เมื่อบิลด์ดำเนินต่อไป เราได้เปิดเผยว่าโปรเจ็กต์นั้นเชื่อมต่อกับคลาวด์และมีแดชบอร์ดบนมือถือที่สอดคล้องกัน ทีมงานใช้แดชบอร์ดมือถือเพื่อเล่นรูปแบบลงในอุปกรณ์ของตน "บันทึกและตัดผม" ตอนนี้เป็นเป้าหมาย เมื่อทีมจำนวนมากสามารถเล่น "Shave an Haircut" เราก็พร้อมสำหรับการบรรยาย

ทุกคนบรรจุลูกบอลและถอยกลับ เราใช้คอนโซลการดูแลระบบของเราในการคำนวณการชดเชยเครื่องจักรแต่ละเครื่องและเล่นเพลงในเครื่องทั้งหมดราวกับว่ามันเป็นเครื่องดนตรีชิ้นเดียว เราทดสอบกับ Guns and Roses และเล่น Bach ต่อไป ห้องนี้เต็มไปด้วยเสียงเพลงเบา ๆ และประสบความสำเร็จ

สร้างต่อไปและอย่าปล่อยให้โปรเจ็กต์ PCB แบบกำหนดเองทำให้คุณกลัวหรือขัดขวาง พวกเขาทำได้โดยสิ้นเชิงและมีโลกทั้งใบของการสนับสนุนอยู่ที่นั่น