Gegelung PCB di KiCad: 5 Langkah (dengan Gambar)

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:07

Projek Fusion 360 »

Beberapa minggu yang lalu saya telah membuat Paparan Segmen Mekanikal 7 yang menggunakan elektromagnet untuk mendorong segmen. Projek ini mendapat sambutan, malah diterbitkan di Hackspace Magazine! Saya menerima begitu banyak komen dan cadangan sehingga saya harus membuat versi yang lebih baik. Jadi, terima kasih, semua!

Pada asalnya saya telah merancang untuk membuat sekurang-kurangnya 3 atau 4 digit sedemikian untuk memaparkan beberapa jenis maklumat berguna di atasnya. Satu-satunya perkara yang menghalang saya daripada melakukannya ialah elektromagnet yang haus kuasa. Terima kasih kepada mereka, setiap digit memperoleh kira-kira 9A! Itu banyak! Walaupun memberikan arus yang banyak itu tidak menjadi masalah tetapi saya tahu ia boleh menjadi jauh lebih baik. Tetapi kemudian saya menemui projek Carl's FlexAR. Ini pada dasarnya adalah elektromagnet pada PCB yang fleksibel. Dia telah membuat beberapa projek hebat menggunakannya. Periksa kerjanya! Bagaimanapun, ini membuat saya berfikir jika saya dapat menggunakan gegelung PCB yang sama untuk mendorong / menarik segmen. Ini bermakna bahawa saya dapat menjadikan paparan lebih kecil dan kurang haus kuasa. Oleh itu, dalam Instructable ini, saya akan cuba membuat beberapa variasi gegelung dan kemudian mengujinya untuk melihat yang mana yang paling baik.

Mari kita mulakan!

Langkah 1: Rancangan

Rancangannya adalah untuk merancang PCB ujian dengan beberapa variasi gegelung. Ini akan menjadi kaedah percubaan dan kesilapan.

Sebagai permulaan, saya menggunakan penggerak fleksibel Carl sebagai rujukan yang merupakan PCB 2 lapisan dengan 35 putaran pada setiap lapisan.

Saya memutuskan untuk mencuba kombinasi berikut:

• 35 putaran - 2 lapisan
• 35 putaran - 4 lapisan
• 40 putaran - 4 lapisan
• 30 putaran - 4 lapisan
• 30 putaran - 4 lapisan (dengan lubang untuk inti)
• 25 putaran - 4 lapisan

Sekarang inilah bahagian yang sukar. Sekiranya anda telah menggunakan KiCad, anda mungkin tahu bahawa KiCad tidak membenarkan jejak tembaga melengkung, hanya jejak lurus! Tetapi bagaimana jika kita bergabung dengan segmen lurus kecil sedemikian rupa sehingga menghasilkan lekukan? Hebat. Sekarang terus lakukan ini selama beberapa hari sehingga anda mempunyai satu gegelung lengkap !!!

Tetapi tunggu, jika anda melihat fail PCB, yang dihasilkan oleh KiCad, dalam penyunting teks, anda dapat melihat bahawa setiap kedudukan segmen disimpan dalam bentuk koordinat x dan y bersama dengan beberapa maklumat lain. Sebarang perubahan di sini akan ditunjukkan dalam reka bentuk juga. Sekarang, bagaimana jika kita dapat memasukkan semua posisi yang diperlukan untuk membentuk gegelung lengkap? Terima kasih kepada Joan Spark, dia telah menulis skrip Python yang setelah memasukkan beberapa parameter mengeluarkan semua koordinat yang diperlukan untuk membentuk gegelung.

Carl, dalam salah satu videonya, telah menggunakan Altium's Circuit Maker untuk membuat gegelung PCBnya, tetapi saya tidak merasa seperti belajar perisian baru. Mungkin kemudian.

Langkah 2: Membuat gegelung di KiCad

Mula-mula saya meletakkan penyambung pada skema dan memasangnya seperti yang ditunjukkan di atas. Kawat ini akan menjadi gegelung dalam susun atur PCB.

Seterusnya, anda perlu mengingat nombor bersih. Yang pertama akan bersih 0, yang berikutnya adalah bersih 1, dan seterusnya.

Seterusnya, buka skrip python menggunakan IDE yang sesuai.

Pilih lebar jejak yang akan anda gunakan. Selepas itu, cuba bereksperimen dengan sisi, mulailah jejari dan jarak trek. Jarak trek hendaklah dua kali ganda lebar trek. Semakin banyak bilangan 'sisi', semakin lancar gegelung. Sisi = 40 berfungsi paling baik untuk sebahagian besar gegelung. Parameter ini akan tetap sama untuk semua gegelung.

Anda perlu menetapkan beberapa parameter seperti pusat, bilangan lilitan, lapisan tembaga, nombor jaring dan yang paling penting, arah putaran (putaran). Semasa pergi dari satu lapisan ke lapisan lain, arah harus berubah agar arah arus tetap sama. Di sini, putaran = -1 mewakili arah jam dan putaran = 1 mewakili lawan arah jam. Contohnya, jika lapisan tembaga depan bergerak mengikut arah jam maka lapisan tembaga bawah mesti berlawanan arah jam.

Jalankan skrip dan anda akan diberikan banyak nombor di tetingkap output. Salin dan tampal semuanya ke dalam fail PCB dan simpan.

Buka fail PCB di KiCad dan ada gegelung cantik anda.

Akhirnya, buat baki sambungan ke penyambung dan anda sudah selesai!

Langkah 3: Memesan PCB

Semasa merancang gegelung, saya telah menggunakan jejak tembaga setebal 0.13mm untuk semua gegelung. Walaupun JLCPCB dapat melakukan jejak minimum 0,09mm untuk 4/6 lapisan PCB, saya tidak merasa mendorongnya terlalu dekat dengan had.

Setelah selesai merancang PCB, saya memuat naik fail gerber ke JLCPCB dan memesan PCB.

Klik di sini untuk memuat turun fail gerber sekiranya anda ingin mencubanya.

Langkah 4: Membuat Segmen Ujian

Saya merancang beberapa segmen ujian dengan pelbagai bentuk dan saiz dalam Fusion 360 dan 3D mencetaknya.

Oleh kerana saya telah menggunakan jejak tembaga 0.13 mm untuk gegelung, ia dapat menangani arus maksimum 0.3A. Elektromagnet yang saya gunakan pada binaan pertama hampir mencapai 1.4A. Jelas, akan ada pengurangan daya yang cukup besar yang bermaksud bahawa saya harus membuat segmen ringan.

Saya mengurangkan segmen dan mengurangkan ketebalan dinding, menjaga bentuknya sama seperti sebelumnya.

Saya juga mengujinya dengan saiz magnet yang berbeza.

Langkah 5: Kesimpulannya

Saya mendapat tahu bahawa gegelung dengan 4 lapisan dan 30 putaran pada setiap lapisan bersama dengan magnet neodymium 6 x 1.5mm mencukupi untuk mengangkat segmen. Saya sangat gembira melihat idea itu berfungsi.

Jadi itu sahaja buat masa ini. Seterusnya, saya akan mencari elektronik untuk mengawal segmen. Beritahu saya pendapat dan cadangan anda dalam komen di bawah.

Terima kasih kerana berpegang pada akhir. Saya harap anda semua menyukai projek ini dan belajar sesuatu yang baru hari ini. Langgan saluran YouTube saya untuk lebih banyak projek seperti itu.