PCB -kelat KiCadissa: 5 vaihetta (kuvilla)

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 08:59

Fusion 360 -projektit »

Muutama viikko sitten tein mekaanisen 7 -segmenttinäytön, joka käyttää segmenttejä sähkömagneeteilla. Projekti sai niin hyvän vastaanoton, että se julkaistiin jopa Hackspace Magazine -lehdessä! Sain niin paljon kommentteja ja ehdotuksia, että minun piti tehdä siitä parannettu versio. Joten kiitos kaikille!

Alunperin olin suunnitellut tekeväni vähintään 3 tai 4 tällaista numeroa näyttääkseni siitä jonkinlaista hyödyllistä tietoa. Ainoa asia, joka esti minua tekemästä sitä, olivat voimanhimoiset sähkömagneetit. Heidän ansiosta jokainen numero piirtää noin 9A! Se on paljon! Vaikka virran tarjoaminen ei ollut ongelma, tiesin, että se voi olla paljon parempi. Mutta sitten törmäsin Carlin FlexAR -projektiin. Se on pohjimmiltaan sähkömagneetti joustavalle piirilevylle. Hän on tehnyt upeita projekteja sen avulla. Tarkista hänen työnsä! Joka tapauksessa, se sai minut ajattelemaan, voisinko käyttää samoja piirilevyjä segmenttien työntämiseen/vetämiseen. Tämä tarkoittaa, että voisin pienentää näyttöä ja vähentää virranhimoa. Joten tässä Instructable -ohjelmassa yritän tehdä muutamia muunnelmia keloista ja testata niitä sitten nähdäkseni, mikä toimii parhaiten.

Aloitetaan!

Vaihe 1: Suunnitelma

Suunnitelma on suunnitella testipiirilevy, jossa on muutamia kelavaihtoehtoja. Se on kokeilu- ja erehdysmenetelmä.

Aluksi käytän vertailuna Carlin joustavaa toimilaitetta, joka on kaksikerroksinen piirilevy, jossa 35 kierrosta joka kerroksessa.

Päätin kokeilla seuraavia yhdistelmiä:

• 35 kierrosta - 2 kerrosta
• 35 kierrosta - 4 kerrosta
• 40 kierrosta - 4 kerrosta
• 30 kierrosta - 4 kerrosta
• 30 kierrosta - 4 kerrosta (reikä ytimelle)
• 25 kierrosta - 4 kerrosta

Nyt tulee tämä vaikea osa. Jos olet käyttänyt KiCadia, saatat tietää, että KiCad ei salli kaarevia kuparijälkiä, vain suoria jälkiä! Mutta entä jos yhdistämme pienet suorat segmentit siten, että se luo käyrän? Loistava. Jatka nyt tätä muutaman päivän ajan, kunnes sinulla on yksi täydellinen kela !!!

Mutta odota, jos tarkastelet KiCadin luomaa piirilevytiedostoa tekstieditorissa, näet, että jokaisen segmentin sijainti tallennetaan x- ja y -koordinaattien muodossa muiden tietojen kanssa. Kaikki muutokset näkyvät myös suunnittelussa. Entä jos voisimme syöttää kaikki tarvittavat paikat täydellisen kelan muodostamiseksi? Joan Sparkin ansiosta hän on kirjoittanut Python -komentosarjan, joka muutaman parametrin syöttämisen jälkeen sylkee kaikki kelan muodostamiseen tarvittavat koordinaatit.

Carl on yhdessä videossaan käyttänyt Altiumin Circuit Maker -ohjelmaa PCB -kelan luomiseen, mutta en halunnut oppia uutta ohjelmistoa. Ehkä myöhemmin.

Vaihe 2: Kelan tekeminen KiCadissa

Ensin asetin liittimen kaavioon ja johdotin sen kuten yllä. Tästä langasta tulee kela piirilevyasettelussa.

Seuraavaksi sinun on muistettava nettonumero. Ensimmäinen on netto 0, seuraava on netto 1 ja niin edelleen.

Avaa seuraavaksi python -skripti millä tahansa sopivalla IDE: llä.

Valitse käyttämäsi jäljen leveys. Kokeile sen jälkeen sivujen, aloitussäteen ja radan etäisyyden kokeilua. Rataetäisyyden tulee olla kaksinkertainen raideleveydellä. Mitä enemmän "sivuja" on, sitä tasaisempi kela on. Sivut = 40 toimii parhaiten useimmille keloille. Nämä parametrit pysyvät samoina kaikille keloille.

Sinun on asetettava muutama parametri, kuten keskipiste, kierrosten määrä, kuparikerros, nettoluku ja mikä tärkeintä, pyörimissuunta (spin). Kun siirrytään kerroksesta toiseen, suunnan on muututtava, jotta virtauksen suunta pysyy samana. Tässä spin = -1 edustaa myötäpäivään ja spin = 1 vastapäivään. Jos esimerkiksi kuparikerros etenee myötäpäivään, alemman kuparikerroksen on mentävä vastapäivään.

Suorita komentosarja ja näyttöön tulee paljon numeroita tulostusikkunassa. Kopioi ja liitä kaikki PCB -tiedostoon ja tallenna se.

Avaa PCB -tiedosto KiCadissa ja siellä on kaunis kela.

Tee lopuksi loput liitännät liittimeen ja olet valmis!

Vaihe 3: Piirilevyjen tilaaminen

Kun suunnittelen keloja, olen käyttänyt 0,13 mm paksuista kuparijälkeä kaikille keloille. Vaikka JLCPCB voi tehdä vähimmäisjäljen leveyden 0,09 mm 4/6 -kerroksisille piirilevyille, en tuntenut työntäväni sitä liian lähelle rajaa.

Kun olin valmistellut piirilevyn suunnittelun, latasin gerber -tiedostot JLCPCB: hen ja tilasin piirilevyt.

Lataa gerber -tiedostot napsauttamalla tätä, jos haluat kokeilla sitä.

Vaihe 4: Testisegmenttien tekeminen

Suunnittelin muutamia erimuotoisia ja -kokoisia testisegmenttejä Fusion 360: ssa ja 3D -tulostin ne.

Koska olen käyttänyt kelalle 0,13 mm kuparijälkeä, se pystyy käsittelemään enintään 0,3A virtaa. Sähkömagneetti, jota käytin ensimmäisessä rakennuksessa, kestää jopa 1.4A. On selvää, että voima vähenee huomattavasti, mikä tarkoittaa, että minun on tehtävä segmentit kevyiksi.

Pienensin segmenttiä ja pienensin seinämän paksuutta pitäen muodon samanlaisena kuin ennen.

Testasin jopa eri kokoisilla magneeteilla.

Vaihe 5: Johtopäätös

Huomasin, että neljän kerroksen kela ja 30 kierrosta kullakin kerroksella yhdessä 6 x 1,5 mm: n neodyymimagneetin kanssa riitti segmenttien nostamiseen. Olen erittäin iloinen nähdessäni idean toimivan.

Siinä se siis toistaiseksi. Seuraavaksi aion selvittää segmenttien hallinnan elektroniikan. Kerro minulle ajatuksesi ja ehdotuksesi alla olevissa kommenteissa.

Kiitos, että pysyt loppuun asti. Toivottavasti pidätte tästä projektista ja opitte jotain uutta tänään. Tilaa YouTube -kanavani saadaksesi lisää tällaisia projekteja.