Få ut det mesta av din PCB -beställning (och åtgärda misstag): 4 steg

2024 Författare: John Day | [email protected]. Senast ändrad: 2024-01-30 12:45

När du beställer PCB online får du ofta 5 eller fler av samma PCB och behöver inte alltid alla. Den låga kostnaden för att ha dessa skräddarsydda PCB är mycket lockande och vi oroar oss ofta inte för vad vi ska göra med de extra. I ett tidigare projekt har jag försökt återanvända dem så gott jag kan och den här gången bestämde jag mig för att planera framåt. I en annan instruerbar dator behövde jag ett kretskort för att hålla ett par Espressif-baserade mikrokontrollerutvecklingskort och jag trodde att detta skulle vara det perfekta fallet för återanvändbara kretskort. Allt går dock inte som planerat.

Steg 1: Design

Det projektet behövde ett kretskort för att rymma en ESP32 -utvecklingskort och en Lolin -typ ESP8266 dev -kort. Dessa två brädor har en hel del användbara IO -stift som inte alls skulle användas i det projektet. De extra brädorna kan vara ganska användbara senare om fler av de oanvända stiften var tillgängliga. Jag ville också rymma två varianter av ESP32 dev -kort. Jag hade 38-pin och 30-pin versionen. Om man jämför de två stiften kan man se att om stift ‘1’ i 30-stiftsvarianten är ansluten till positionen på stift 2 i 38-stiftsversionen, skulle de flesta stiften på vänster sida matcha. Jag bestämde mig för att jag kunde fixa det genom att noggrant använda några hoppare.

På höger sida av brädet matchade de inte särskilt bra. I2C -stiften (IO22 och IO21) var fina liksom UART0 (TX0 och RX0), men SPI -stiften och UART2 var alla förskjutna. Jag trodde att jag kunde fixa det här med hoppare också. Så den planen var att kunna använda båda typerna av ESP32 -kort och även fylla kretskortet med så många IO -stifthuvuden som jag trodde att jag skulle kunna använda någon dag. Jag ville också ha möjlighet att använda de två (ESP32 och ESP8266) skivorna separat, så layouten måste möjliggöra kapning av kretskortet.

Steg 2: PCB -layouten

Jag började med den första (grundläggande) designen som jag behövde för det projektet och bestämde mig sedan för att uppgradera den för att rymma så många användningsområden som jag rimligen kunde få plats på tavlan. Du kan se i den andra schematiken att det är ganska mycket mer krångligt.

Kretskortet kan inte vara större än 100 mm x 100 mm (mindre skulle vara bättre), så detta gav lite utrymme. Jag hade den ursprungliga layouten i Fritzing och bestämde mig för att fortsätta med den, men jag störde mig inte så mycket med panelen som du kan se är nästan oförståelig.

Jag satte upp flera I2C -portkontakter för både ESP32- och ESP8266 -korten, jag ställde in var och en för att ha sin egen strömkontakt och tog fram några av de digitala IO -stiften för båda. Jag placerade extra monteringshål så att de kunde klippas och monteras separat. Jag bestämde mig för att jag inte skulle bry mig om IO00, IO02 eller IO15 alls och jag slutade med layouten som visas.

Följande hoppare behövde kortas för användning med 38-stifts ESP32-kortet: JG1, JG2 och JG4

För användning med 30-stifts ESP32-kort behövde dessa hoppare kortslutning: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT och JPR.

Steg 3: PCB: erna

Jag beställde kretskort från PCBWay, men det finns andra tillverkare som har liknande ekonomiska och snabba tjänster. De såg fantastiska ut … tills jag tittade närmare. Bredden på ESP32- och ESP8266 -fotavtrycket var inte rätt. Fotavtrycksbredden (mellan stiften) var 22,9 mm istället för 25,4 mm för ESP32 -kortet och 27,9 mm för ESP8266 -kortet. DC -uttagets hållayout matchade inte heller mina strömuttag (och hålen var för små). Detta var inte kretskortstillverkarens fel, allt var mitt. Jag borde ha dubbelkollat alla dessa naturligtvis och nu var jag tvungen att hitta ett arbete runt. Jag gjorde också en testskärning för att se vilka fler problem som skulle dyka upp och det förstörde naturligtvis SPI -bygelkonfigurationen (som för övrigt inte fungerade som planerat).

Jag upptäckte att om jag böjde de kvinnliga huvudstiften i 90 grader kunde jag lödda dem på PCB: s yta vilket möjliggör viss breddjustering. Efter att noggrant ha lödt på hörnstiften och kontrollerat bredden lödde jag dem alla på plats och testade passformen. Det fungerade!

Strömuttaget krävde en liknande lösning, men resten av rubrikerna passar alla bra. Jag fyllde i ett oklippt kretskort och testade det med min webbserver -installation och det gick bra. Jag gick sedan vidare till de avskurna PCB: erna. Lolin ESP8266 -kortet fungerade bra, men avståndet till monteringshålen var lite nära.

Det 30-stiftiga ESP32-kortet fungerade också bra, men SPI-porten fungerade inte och den enda lösningen på det var bygelkablar på brädans undersida.

Steg 4: Slutanteckningar

Sammantaget tycker jag att det var värt ansträngningen att göra brädorna mer återanvändbara. och jag har redan börjat använda en av de nedskurna PCB: erna för att testa ett framtida projekt. Jag föredrar det mycket framför att använda brödbrädor. Jag kommer sannolikt inte att använda Fritzing längre, eftersom det inte är användarvänligt för att göra fotspår/symboler jämfört med andra paket (t.ex. KiCad). Det gör det mycket lätt att läsa breadboard -vyer även om de inte är för komplexa.

Lärdomar är:

1. Kontrollera alltid fotavtryck från andra källor för att se till att de matchar den del du håller i dina händer.
2. Använd EDA -programvara som gör det möjligt att (rimligen) enkelt ändra symboler och fotavtryck.
3. Förvänta dig det oväntade och gör det bästa av det!

En extra anmärkning är att alltid se till att pin-outs är desamma när du hämtar symboler från tredje part för schemat. Jag hade inga problem med detta, men tidigare har jag haft ett problem där en vanlig spänningsregulator hade olika pin-outs mellan tillverkare.