Ota kaikki irti PCB -tilauksestasi (ja korjaa virheet): 4 vaihetta

2024 Kirjoittaja: John Day | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2024-01-30 09:02

Kun tilaat piirilevyjä verkosta, saat usein viisi tai useampia samanlaisia piirilevyjä etkä aina tarvitse niitä kaikkia. Näiden mittatilaustyönä valmistettujen piirilevyjen alhaiset kustannukset ovat erittäin houkuttelevia, emmekä usein ole huolissamme siitä, mitä tehdä ylimääräisille. Aiemmassa projektissa olen yrittänyt käyttää niitä uudelleen mahdollisimman hyvin ja tällä kertaa päätin suunnitella eteenpäin. Toisessa Instructable-ohjelmassa tarvitsin PCB: n pitämään pari Espressif-pohjaista mikro-ohjainkorttia ja ajattelin, että tämä olisi ihanteellinen tapa käyttää uudelleenkäytettäviä PCB-levyjä. Kaikki ei kuitenkaan mene suunnitellusti.

Vaihe 1: Suunnittelu

Tämä projekti tarvitsi piirilevyn ESP32 -kehityskortin ja Lolin -tyyppisen ESP8266 -kehityskortin sijoittamiseksi. Näissä kahdessa levyssä on muutamia hyödyllisiä IO -nastoja, joita ei aiottu käyttää kyseisessä projektissa ollenkaan. Ylimääräiset levyt voivat olla varsin hyödyllisiä myöhemmin, jos enemmän käyttämättömiä nastoja olisi saatavilla. Halusin myös majoittaa kaksi versiota ESP32 -kehityskorteista. Minulla oli 38-nastainen ja 30-nastainen versio. Kun verrataan näiden kahden pistokkeita, voidaan nähdä, että jos 30-nastaisen variantin nasta "1" on kytketty 38-nastaisen version tapin 2 asentoon, suurin osa vasemman puolen nastoista sopisi yhteen. Päätin, että voisin korjata sen käyttämällä joitakin puseroita huolellisesti.

Laudan oikealla puolella ne eivät sopineet kovin hyvin. I2C -nastat (IO22 ja IO21) olivat kunnossa, samoin kuin UART0 (TX0 ja RX0), mutta SPI -nastat ja UART2 olivat kaikki siirtyneet. Ajattelin, että voisin korjata tämän myös puseroilla. Suunnitelmana oli siis käyttää molempia ESP32 -korttityyppejä ja täyttää piirilevy niin monella IO -nastaotsikolla kuin luulin voivani käyttää jonain päivänä. Halusin myös mahdollisuuden käyttää kahta (ESP32 ja ESP8266) levyä erikseen, joten asettelun pitäisi mahdollistaa PCB: n leikkaaminen.

Vaihe 2: Piirilevyasettelu

Aloitin alkuperäisellä (perus) suunnittelulla, jota tarvitsin kyseiseen projektiin, ja päätin sitten päivittää sen niin, että se mahtuu niin moniin käyttötarkoituksiin kuin pystyn kohtuullisesti sovittamaan pöydälle. Näet toisesta kaaviosta, että se on melko enemmän crowed.

Piirilevy ei saa olla suurempi kuin 100mmx100mm (pienempi olisi parempi), joten tämä lisäsi hieman tilaa. Minulla oli alkuperäinen asettelu Fritzingissä ja päätin jatkaa sen kanssa, mutta en vaivautunut paljon leipätaulunäkymästä, koska näet sen olevan lähes käsittämätön.

Asensin useita I2C -porttiliittimiä sekä ESP32- että ESP8266 -korteille, asetin jokaiselle oman virtaliittimen ja toin esiin joitain digitaalisia IO -nastoja molemmille. Laitoin ylimääräisiä asennusreikiä, jotta ne voidaan leikata ja asentaa erikseen. Päätin, etten vaivaudu IO00: n, IO02: n tai IO15: n kanssa ollenkaan, ja päädyin kuvattuun ulkoasuun.

Käytettäessä 38-nastaisen ESP32-kortin kanssa, seuraavat hyppyjohdot oli oikosuljettava: JG1, JG2 ja JG4

Käytettäessä 30-nastaisten ESP32-levyjen kanssa nämä puserot tarvitsivat oikosulun: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT ja JPR.

Vaihe 3: Piirilevyt

Tilasin piirilevyt PCBWaysta, mutta on muitakin valmistajia, joilla on samanlaiset taloudelliset ja nopeat palvelut. Ne näyttivät hyviltä… kunnes katsoin tarkemmin. ESP32- ja ESP8266 -levyjen jalanjälkien leveys ei ollut oikea. Jalanjäljen leveys (nastojen välissä) oli 22,9 mm ESP32 -levyn 25,4 mm: n sijaan ja ESP8266 -levyn 27,9 mm. DC -virtaliittimen reiän asettelu ei myöskään vastannut virtaliitäntöjäni (ja reiät olivat liian pieniä). Tämä ei ollut piirilevyvalmistajan vika, vaan kaikki minun. Minun olisi tietysti pitänyt tarkistaa kaikki nämä asiat ja nyt minun oli löydettävä työ. Tein myös koeleikkauksen nähdäkseni, mitä muita ongelmia ilmenisi, ja tietysti se pilasi SPI -hyppääjäkonfiguraation (joka muuten ei toiminut suunnitellusti).

Huomasin, että jos taivutin naaraspuolisia otsatappeja 90 astetta, voisin juottaa ne piirilevyn pinnalle, mikä mahdollistaa jonkin verran leveyden säätöä. Kun olen juottanut huolellisesti kulmatappeihin ja tarkistanut leveyden, juotin ne kaikki paikoilleen ja testasin sopivuutta. Se toimi!

Virtaliitin vaati samanlaisen kiertotavan, mutta kaikki muut otsikot sopivat hyvin. Täytin yhden leikkaamattoman piirilevyn ja testasin sitä Web -palvelimen asetuksillani ja se toimi hyvin. Siirryin sitten leikattuihin piirilevyihin. Lolin ESP8266 -levy toimi hyvin, mutta etäisyys asennusreikiin oli hieman lähellä.

Myös 30-nastainen ESP32-kortti toimi hyvin, mutta SPI-portti ei toiminut, ja ainoa korjaus siihen oli hyppyjohdot levyn alapuolella.

Vaihe 4: Viimeiset huomautukset

Kaiken kaikkiaan mielestäni oli vaivan arvoista tehdä levyistä uudelleenkäytettäviä. ja olen jo alkanut käyttää yhtä leikattuista piirilevyistä tulevan projektin testaamiseen. Pidän sitä paljon parempana kuin leipälautojen käyttöä. En todennäköisesti käytä Fritzingiä enää, koska se ei ole käyttäjäystävällinen jalanjälkien/symbolien tekemiseen verrattuna muihin paketteihin (esim. KiCad). Se tekee leipälautanäkymien lukemisesta erittäin helppoa, vaikka ne eivät ole liian monimutkaisia.

Oppiaiheet ovat:

1. Tarkista aina muista lähteistä peräisin olevat jalanjäljet varmistaaksesi, että ne vastaavat käsissäsi pitämääsi osaa.
2. Käytä EDA -ohjelmistoa, jonka avulla symboleja ja jalanjälkiä voidaan (kohtuudella) helposti muokata.
3. Odota odottamatonta ja ota siitä kaikki irti!

Lisähuomautus on varmistaa aina, että nastat ovat samat, kun haet kolmannen osapuolen symboleja kaaviollesi. Minulla ei ollut mitään ongelmia tämän kanssa, mutta aiemmin minulla on ollut ongelma, jossa yhteinen jännitesäädin oli eri nastainen valmistajien välillä.