PCB Design för Line Follower Robot - Arnab Kumar Das: 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:40

Detta projekt förutsätter att vi redan har valt komponentval. För att ett system ska fungera korrekt är det viktigt att förstå vad varje komponent kräver när det gäller effekt, spänning, ström, utrymme, kylning etc. Det är också viktigt att förstå beroenden mellan varje komponent. Beroenden som logiknivå, överföringsbrus, impedans etc. Läs om de tidigare artiklarna om systemkrav, val av komponenter / material.

En mycket viktig designaspekt av detta projekt är kretskortet, eftersom vårt mål är att minska formfaktorn för linjeföljaren roboten så mycket som möjligt vilket i sin tur minskar vikten. Liten storlek och mindre vikt ökar effektiviteten och minskar också förlust på grund av aerodynamisk friktion. Om du ser en F1 -racerbil kan du förstå hur effektiv den är inom aerodynamik. För att förbättra effektiviteten och minska vikten måste vi ta bort alla onödiga komponenter och flytta Mass Center så lågt som möjligt. För att göra detta tänkte jag använda PCB som chassi. Detta kommer att minska vikten och göra CM mycket lägre, vilket i sin tur ökar stabiliteten under svängningar. Att göra chassit med kretskort minskar också den tid det tar att montera och gör det enklare eftersom vi bara behöver lödda komponenterna på rätt plats och börja med att testa programvaran. Eftersom kretskortet kommer att tillverkas av robotar och CNC -maskiner ser det bättre ut än något annat chassi.

Steg 1: Programvara används

För det här projektet har jag specifikt använt Freeware och Open Source -programvara så att studenter och alla andra som inte har tillgång till betald programvara också kan göra projektet effektivt och professionellt.

Jag använde KiCad för schematik och PCB -design och tro mig det är fantastisk programvara. Förut har jag använt Eagle CAD och Altium men även om KiCad är gratis har det alla viktiga funktioner och verktyg för att designa ditt PCB professionellt och få det tillverkat. Även den har 3D -visualisering tillgänglig för ditt kretskort.

KiCad -sviten har fem huvuddelar:

• KiCad - projektledaren.
• Eeschema - den schematiska redigeraren för infångning.
• PCBnew - PCB -layoutprogrammet. Den har också en 3D -vy.
• GerbView - Gerber -tittaren.
• Bitmap2Component - ett verktyg för att konvertera bilder till fotavtryck för PCB -konstverk.

Jag kommer inte att visa i detaljer hur man utformar en schematisk och PCB -layout eftersom detta inte är omfattningen av detta inlägg/artikel. Den här huvudsakliga betydelsen av denna artikel är att visa upp produktionen av KiCad och visa hur den beställs och tillverkas. Innan vi börjar med den schematiska designen är det lämpligt att skapa en projektmapp och behålla alla filer i den. Nedan följer ett exempel.

Steg 2: Schematisk

För schemat måste vi öppna redigeringsschemaverktyget från eller Eeschema. När det väl är öppet bör du se ett tomt dokument i ett fönster som nedan.

Ibland måste vi skapa nya schematiska symboler eftersom standardbiblioteket kanske inte har dem. Du måste studera databladet för dessa komponenter och lägga till dem i ett anpassat bibliotek som jag gjorde i mitt fall. Jag skapade bibliotekssymboler för QTR-8RC-sensor, OLED Display SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor med kodare. När bibliotekssymbolerna väl skapats kopplade jag ihop dem till ett system.

Du kan ladda ner schemat från länken nedan. Senare i slutet av handledningen kommer jag att lägga till några bra handledning för KiCad så att du kan lära dig och göra det själv.

ATT LADDA NER DESIGN BESÖK MIN HEMSIDA:

Steg 3: PCB -layout

När schemat är klart är det dags att flytta till layouten av kretskortet. Ibland måste du också skapa fotavtryck för vissa komponenter om de inte finns i biblioteket. För att skapa fotavtryck kan du använda Footprint Library Editor Tool i KiCad.

Jag har använt tvålagersdesign här eftersom det gör det väldigt enkelt att layouta när du har många komponenter fördelade på tavlan. För att börja med PCB Design måste vi öppna PCB Layout Editor -programmet i KiCad. Du borde se något liknande nedan men med ett tomt dokument i det.

Vi kommer att använda NextPCBas PCB Manufacturing Service så det är viktigt att se vad som är de lägsta och högsta tekniska gränserna de har för sin tillverkning. För att kontrollera att vi måste besöka deras kapacitetssida. De viktigaste parametrarna som vi måste kontrollera är:

• Max. Mått 510*590 mm
• Min. Spår 4mil / 0,1 mm
• Min. Spåravstånd 4mil / 0,1 mm
• Min. hålstorlek 0,3 mm
• Min. Via diameter 0,45 mm
• Via till spåravstånd ≥5mil
• Borrhål Storlek 0,2-6,3 mm
• Spåra till kontur ≥0,4 mm

Baserat på ovanstående parametrar måste vi justera våra designregler i KiCad Layout Editor.

I slutet av handledningen kommer jag att bifoga några bra handledning om PCB -design i KiCad som du kan lära dig av. Nedan finns den bifogade PCB -designen som du kan använda som referens.

ATT LADDA NER DESIGN BESÖK MIN HEMSIDA:

Steg 4: PCB -tillverkning

Innan vi tillverkar kretskortet i ett kretskortstillverkningshus / industri som nästa pcb, måste vi konvertera vår design till ett tillverkningsbart format som kan läsas av industrins maskiner.

Ovanstående inställningar användes för generering av alla Gerber -filer. det rekommenderas att du exporterar filerna i en separat Gerber -mapp som jag har gjort.

Informationen om hålen på kretskortet lagras i en separat borrfil och för att generera att jag har använt ovanstående konfiguration för NextPCB. Andra tillverkare kan ha olika inställningar. Det finns många anledningar att välja NextPC. En av anledningarna är deras transparens om tillverkningsprocessen. Nedan följer några foton från deras fabrik.

De accepterar också en mängd olika betalningsalternativ: PayPal, banköverföring, Western Union, kontantbetalning på HQ. För leveransmetoder har de DHL, FedEx, Hongkong Post vilket är bekvämt med olika priser och fördelar. För processen med beställning måste vi skapa ett konto på webbplatsen. Du kan använda registreringslänken och skapa ett nytt konto. efter att kontot har skapats ser du något liknande nedan.

Nästa steg är att ladda upp dina Gerber -filer och lägga en lyckad beställning för att påbörja tillverkningen. När din Gerber har genererats rekommenderas att du packar ihop dem i en enda fil och laddar upp dem

När överföringen är klar kan du se beställningen på din kontosida.

Din beställning kommer att analyseras ordentligt och när den är klar för tillverkning kommer de att be om betalningen och när betalningen är klar har tillverkningen påbörjats.

De lägger stor kraft på att analysera dina Gerber -filer eftersom det kan innehålla fel och kanske inte tillverkas bra om hålen är för små eller andra designfel i den.

När kretskortet har verifierats och tillverkats kommer du att få kretskortet om några dagar och redo att arbeta med det.

FÖR SPECIALRABATT BESÖK LINKEN: NextPCB och du kan få 10% rabatt på PCB- och PCB -monteringsorder (Aktivitetsvalidering: 26 mar 2020 - 30 april 2020)

Tack för att du läste den här artikeln hoppas det hjälper dig. Glöm inte att kolla andra artiklar i den här serien.