Selainpohjaiset piirilevyt: 7 vaihetta

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

Kun otat tai luot projekteja, osa on helppoa ja osa vaikeaa. Jotkut ovat kertaluonteisia ja toiset on tehtävä laajassa mittakaavassa. Tässä kirjoituksessa tutkimme tähän mennessä suurinta projektiani, Distributed Symphonya, ja sitä, kuinka ytimessä oleva mikro-ohjain rakennettiin selaimeen.

Vaihe 1: Opprotunity

Distributed Symphony on suurin ja monimutkaisin projekti, jonka olen vetänyt eteenpäin. Kerran vuodessa minulla on ainutlaatuinen tilaisuus tuoda hauska kokemus yrityksen ulkopuolelle 600 johtajan yleisölle. Viimeiset erät, "hauskuus" on pakattu suunnitteluhaasteeksi. Ensimmäisen iteroinnin kehotus oli rakentaa pallokone, joka lähettää pallon tielleen täsmälleen kahden sekunnin ajan. Jokaisen peräkkäisen vuoden monimutkaisuus ja tekninen läsnäolo kasvoivat. Tänä vuonna päätin, että on aika suunnitella kokemus, joka oli kunnioitusta herättävä.

Vaihe 2: Hajautettu sypmonia

Projekti koostui sadasta kaksikymmentä sarjasta, jotka sisälsivät kaikki ainesosat, joita tarvitaan viiden hengen ryhmälle lyömäsoittimen luomiseksi. Jokainen pakkaus sisälsi seuraavat kohteet.

• Liitetty mikro-ohjain
• Solenoidipallon tiputin
• Instrumentoitu resonaattori Glockenspieliltä
• Liipaisinpainike
• Kymmenen puupalloa
• Rakennusmateriaalit
• Taiteelliset elementit

Keskeinen tässä projektissa oli mikro-ohjain. Logiikan ja pilviyhteyden lisäämisen tarkoituksena oli parantaa kokemusta eikä häiritä. Ohjainkortilla oli huomattavia toimintoja mahdollisimman yksinkertaisella tavalla. Vastusarvot, tehoongelmat, diodit ja kondensaattorit leivottiin piirilevyn suunnitteluun niin, että osallistujat saivat vapaasti keskittyä haasteeseen eikä tekniikkaan.

Vaihe 3: Ota mahdollisuuksia

Tämä projekti tarjosi mahdollisuuden rakentaa parvi mukautettuja SMT -mikro -ohjainkortteja. Tämä oli minulle uutta, mutta tuntui oppimisen arvoiselta ja suurelta haasteelta. Levyjen suunnittelussa käytin Upverteria. Se on erittäin siisti selainpohjainen kokonaisratkaisu piirilevyjen suunnitteluun ja tuotantoon. Kun olet tottunut löytämään komponentteja heidän kirjastostaan, sitä on helppo käyttää. Levyt perustuivat erittäin kykyiseen ESP32 -mikro -ohjaimeen. Taulut on suunniteltu kestämään tätä projektia, koska ne on merkitty lahjoitukseksi auttamaan lapsia oppimaan koodin ja piirin suunnittelun. Jokaisella levyllä on seuraavat ominaisuudet:

• ESP32 -mikro -ohjain - Wifi ja Bluetooth -yhteensopiva
• Kaksi PWM -solenoidi/moottorin otsikkoa
• Neljä maadoitettua 3.3V GPIO -otsikkoa
• Kaksi Neopixel Strip -ohjainta
• Kaksi kapasitiivista kosketuslevyä ja valinnaiset otsikot
• Sisäänrakennettu LCD -näyttö
• Sisäänrakennettu Single Neopixel
• Sisäänrakennettu USB -UART -ohjelmoija -
• 5V Power Bus
• 3V virtaväylä

Projektissa käytettiin vain yhtä solenoidiohjainta, LCD -näyttöä, sisäistä Neopixeliä ja kolmea GPIO -otsikkoa. Lisätoimintoja on sittemmin käytetty osana lasten opetuspajoja.

Vaihe 4: Suunnittele se

Ensimmäinen askel mukautettujen piirilevyjen valmistuksessa on suunnitella se. Mitä tulee piirisuunnitteluun, se tarkoittaa kaavion luomista. Suunnittelin leipälaudan avulla suuremman projektin jokaisen ominaisuuden. Kun jokainen piiri alkoi toimia, käänsin sen varovasti Upverter Schematic -työkaluun. Sen jälkeen tyhjensin leipälevyn ja ryhdyin työskentelemään seuraavan osan kanssa, kunnes ohjainkortti oli loogisesti valmis.

Vaihe 5: Aseta se ulos

Seuraava vaihe laitteistotuotannossa on piirilevyasettelu. Tämä oli paljon hauskempaa kuin luulin sen tulevan, se oli kuin SimCityn pelaaminen sähköllä. Upverter -asettelutyökalu on melko siisti ja hauska käyttää. Mitä enemmän työskentelin sen kanssa, sitä enemmän hiotin muotoilua ja etsin tyylipisteitä aina kun mahdollista. Sinun tehtäväsi on lisätä johdot komponenttien väliin. On vihreitä viivoja, jotka korostavat liitoksia, joita ei ole jäljitetty kuparilla. Jännittävin piirilevyasettelun osa on kyky ohittaa maan jäljet. Heidän tarvitsee vain koskettaa pohjakerrosta ja ne ovat maadoitettuja, helppoa! Vaikka puhumme pohjakerroksesta, se on toinen kauneus. Jos sinulla on paljon jälkiä päästäksesi tielle, sinun tarvitsee vain pudota pohjakerrokseen, kiertää liikennettä ja ponnahtaa takaisin toiselle puolelle.

Vaihe 6: Tee siitä totta

Kun siirryt tuotantoon, asiat muuttuvat todellisiksi ja todella kalliiksi. Etsi tuotantotalo, jossa tunnet olosi mukavaksi, tai sellainen, jonka joku tuttusi on käyttänyt aiemmin. Lähetät heille tiedostoja taulujen luomiseksi ja suoritat valinnaisesti koko kokoonpanon. Suurin osa kustannuksista on osien ostaminen ja kokoonpano. Koska tämä projekti vaati monia yksiköitä ja pintaliitoskomponentteja, valitsin kokoonpanon tuotantolaitoksen tehtäväksi.

Upverterissa on latausosio, jossa voit luoda tiedostoja, jotka sinun on luovutettava tuotantoon. Tässä on luettelo viemistäni tiedostoista säästääkseni taaksepäin ja neljännen:

• GerberFiles
• NC -pora (Excellon)
• XYRS (valitse ja aseta)
• Materiaaliluettelo

Ole valmis tekemään yksi tai kaksi pienempää koeajoa ennen kuin lähetät suuren tilauksesi. Suunnitteluni meni kahteen pieneen tuotantokierrokseen, joissa kussakin oli virheitä ennen suurta sadakolmekymmentä kappaletta. Täytin tilauksen kymmenellä vain, jos jotkut levyt olivat virheellisiä. Kuten toisesta kuvasta näkyy, jouduin käyttämään vihreitä hyppyjohtoja kiinnittämään levyt yhdestä aiemmasta tuotantokierroksesta. Siinä se, olet nyt 5–50 000 mukautetun ohjainkortin ylpeä omistaja.

Vaihe 7: Paljastus

Tämä oli katkera makea loppu pitkälle pitkälle tielle. Paketit jaettiin ja kehotettiin. Joukkueet aloittivat rakentaa lyömäsoittimen, joka voisi pudottaa pallon luotettavasti resonaattoriin jokaisen painikkeen painalluksella. Kun rakentaminen jatkui, paljastimme, että projektit olivat pilvipohjaisia ja että niillä oli vastaavat mobiililaitteet. Joukkueet käyttivät mobiilihallintapaneelia kuvioiden toistamiseen laitteilleen. "Tallenna ja hiustenleikkaus" oli nyt tavoite. Kun suurin osa joukkueista pystyi pelaamaan "Shave an a Haircut", olimme valmiita kappaleeseen.

Kaikki ladasivat pallosäiliöt ja astuivat taaksepäin. Laskimme hallintakonsolin avulla yksittäisiä koneen siirtymiä ja soitimme kappaleita kaikilla koneilla ikään kuin ne olisivat yksi instrumentti. Testasimme Guns and Rosesin kanssa ja jatkoimme Bachin soittamista. Huone oli täynnä heikkoa musiikkia ja se oli menestys.

Jatka rakentamista ja älä anna mukautettujen piirilevyprojektien pelotella sinua tai häiritä sinua. Ne ovat täysin toteutettavissa ja siellä on koko maailma tukea.