Memaksimumkan Pesanan PCB Anda (dan Memperbaiki Kesalahan): 4 Langkah

2024 Pengarang: John Day | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2024-01-30 11:10

Semasa memesan PCB dalam talian, anda sering mendapat 5 atau lebih PCB yang serupa dan tidak selalu memerlukan semuanya. Kos rendah untuk memiliki PCB yang dibuat khas untuk pesanan ini sangat menarik dan kami sering tidak bimbang tentang apa yang harus dilakukan dengan yang tambahan. Dalam projek yang lalu saya telah mencuba menggunakannya semula dengan sebaik mungkin dan kali ini, saya memutuskan untuk merancang lebih awal. Dalam Instructable yang lain, saya memerlukan PCB untuk memegang beberapa papan pengembangan mikrokontroler berasaskan Espressif dan saya fikir ini akan menjadi kes yang sesuai untuk PCB yang boleh digunakan semula. Namun, tidak semuanya berjalan seperti yang dirancang.

Langkah 1: Reka bentuk

Projek itu memerlukan PCB untuk menempatkan papan pengembangan ESP32 dan papan dev ESP8266 jenis Lolin. Kedua-dua papan ini mempunyai beberapa pin IO berguna yang sama sekali tidak akan digunakan dalam projek itu. Papan tambahan boleh berguna di kemudian hari sekiranya lebih banyak pin yang tidak digunakan dapat diakses. Saya juga mahu memuatkan dua varian papan dev ESP32. Saya mempunyai versi 38-pin dan 30-pin. Membandingkan pinout keduanya, kita dapat melihat bahawa jika pin ‘1’ dari varian 30-pin dipasang ke posisi pin 2 dari versi 38-pin, maka sebagian besar pin di sebelah kiri akan sesuai. Saya memutuskan untuk memperbaikinya dengan menggunakan beberapa jumper dengan berhati-hati.

Di sebelah kanan papan, mereka tidak sepadan dengan sangat baik. Pin I2C (IO22 dan IO21), baik seperti UART0 (TX0 dan RX0), namun pin SPI dan UART2 semuanya bergeser. Saya fikir saya boleh memperbaikinya dengan jumper juga. Jadi rancangan itu adalah untuk dapat menggunakan kedua-dua jenis papan ESP32 dan juga mengisi PCB dengan header pin IO sebanyak yang saya fikir mungkin saya gunakan suatu hari nanti. Saya juga mahukan kemungkinan menggunakan kedua-dua papan (ESP32 dan ESP8266) secara berasingan, jadi susun atur harus memungkinkan untuk memotong PCB.

Langkah 2: Susun atur PCB

Saya mulakan dengan reka bentuk awal (asas) yang saya perlukan untuk projek itu dan kemudian memutuskan untuk menaikkannya untuk menampung sebanyak mungkin penggunaan yang sesuai untuk saya. Anda dapat melihat dalam skema kedua bahawa ia agak lebih banyak.

PCB tidak boleh lebih besar dari 100mmx100mm (lebih kecil lebih baik), jadi ini menambah sedikit kekangan ruang. Saya mempunyai susun atur awal di Fritzing dan memutuskan untuk meneruskannya, tetapi saya tidak terlalu peduli dengan paparan papan roti kerana anda dapat melihatnya hampir tidak dapat difahami.

Saya menyediakan beberapa penyambung port I2C untuk kedua-dua papan ESP32 dan ESP8266, saya menyediakan setiap satu untuk mempunyai penyambung kuasa mereka sendiri dan mengeluarkan beberapa pin IO digital untuk kedua-duanya. Saya meletakkan lubang pelekap tambahan untuk membolehkannya dipotong dan dipasang secara berasingan. Saya memutuskan untuk tidak mengganggu sama sekali dengan IO00, IO02 atau IO15 dan saya berakhir dengan susun atur yang digambarkan.

Untuk digunakan dengan papan ESP32 38-pin, pelompat berikut perlu dipendekkan: JG1, JG2 dan JG4

Untuk digunakan dengan papan ESP32 30-pin, jumper ini memerlukan pintasan: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT dan JPR.

Langkah 3: PCB

Saya memesan PCB dari PCBWay, tetapi ada pengeluar lain yang mempunyai perkhidmatan ekonomi dan pantas yang serupa. Mereka kelihatan hebat … sehingga saya melihat dengan lebih dekat. Lebar jejak papan ESP32 dan ESP8266 tidak betul. Lebar tapak kaki (antara pin) adalah 22.9mm dan bukannya 25.4mm untuk papan ESP32 dan 27.9mm untuk papan ESP8266. Susun atur lubang soket kuasa DC juga tidak sesuai dengan soket kuasa saya (dan lubang terlalu kecil). Ini bukan kesalahan pengeluar PCB, itu semua milik saya. Sudah semestinya saya telah memeriksa semua ini dan sekarang saya perlu mencari jalan keluar. Saya juga melakukan ujian untuk melihat apa lagi masalah yang akan timbul dan tentu saja ia merosakkan konfigurasi pelompat SPI (yang kebetulan tidak akan berfungsi seperti yang dirancang).

Saya dapati bahawa jika saya membengkokkan pin header wanita pada 90 darjah, saya dapat menyoldernya ke permukaan PCB sehingga memungkinkan penyesuaian lebar. Setelah memateri pin sudut dengan teliti dan memeriksa lebarnya, saya menyolder semuanya di tempat dan menguji kesesuaiannya. Ianya berhasil!

Power jack memerlukan penyelesaian yang serupa, tetapi header yang lain semuanya sesuai. Saya mengisi satu PCB yang belum dipotong dan mengujinya dengan penyediaan Webserver saya dan berjalan lancar. Saya kemudian beralih ke PCB yang dipotong. Papan Lolin ESP8266 berfungsi dengan baik, tetapi jarak ke lubang pemasangan agak dekat.

Papan ESP32 30-pin juga berfungsi dengan baik, namun port SPI tidak berfungsi dan satu-satunya perbaikan adalah wayar pelompat di bahagian bawah papan.

Langkah 4: Nota Akhir

Secara keseluruhan, saya rasa perlu untuk menjadikan papan lebih senang digunakan. dan saya sudah mula menggunakan salah satu PCB yang dipotong untuk menguji projek masa depan. Saya lebih suka menggunakan papan roti. Saya mungkin tidak akan menggunakan Fritzing lagi, kerana tidak mesra pengguna untuk membuat jejak kaki / simbol berbanding dengan pakej lain (mis. KiCad). Ia menjadikan paparan papan roti sangat mudah dibaca walaupun selalunya tidak terlalu rumit.

Pelajaran yang dipelajari adalah:

1. Sentiasa sahkan jejak kaki dari sumber lain untuk memastikan ia sesuai dengan bahagian yang anda pegang di tangan anda.
2. Gunakan perisian EDA yang membolehkan simbol dan jejak kaki diubah (wajar) dengan mudah.
3. Harapkan yang tidak dijangka dan buat yang terbaik!

Catatan tambahan adalah untuk selalu memastikan pin-out sama ketika mengambil simbol pihak ketiga untuk skema anda. Saya tidak mempunyai masalah dengan ini, tetapi pada masa lalu saya mempunyai masalah di mana pengatur voltan biasa mempunyai pin-out yang berbeza antara pengeluar.