Жоба 2: Инжинирингті қалай өзгертуге болады: 11 қадам (суреттермен)

2024 Автор: John Day | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2024-01-30 10:26

Сәлеметсіз бе, хоббиист, Менің жақсы досым RS232 протоколын TTL -ге дешифрлау үшін Raspberry Pi -мен бірге бірнеше компоненттерді біріктірді. Ақырғы нәтиже 3 негізгі компоненттен тұратын қорапқа салынды: Пиді қуаттандыратын конвертер, байланыс қажет болған кезде бақылауды жоғалтпайтын екі арналы реле және RS232 - TTL модульдік түрлендіргіші. Міндет - барлық бағдарламалық қамтамасыз етуді бір ПХД -ге біріктіретін жақсы шешім құру. Соңғы нәтижеде элементтер аз болады -> аз кабельдер -> дірілге төзімді дизайн. Бұл дегеніміз, бұл тапсырма - бұл аппараттық кері инженерлік тапсырма. Келесі қадамдар осы сипаттағы міндеттерді шешуге көмектесуі керек.

1 -қадам: Компоненттерді анықтаңыз

Сізге google -ге төмендегілердің бірін қолдану қажет болады:

- Тақтада жазылған атауды қолдану.

- Құрылғының функциясын қолдану.

-Негізгі компонентті тақтада қолдана отырып: жұмсақ чиптерді іздеңіз -> олардың аттарын біліңіз -> google -ге олардың қосымшасын енгізіңіз.

- Табылған кез келген кілт сөздерді Google суретінен табыңыз және құрылғыны немесе басқа іздеуге апарғанша төмен қарай жылжытыңыз.

Ұзын сөздің қысқасы, мен үш құрылғыны да тауып, ebay -ге тапсырыс бердім:

-MAX3232-ден TTL-ге:

-5V қосарналы реле: https://www.ebay.ca/itm/5V-Dual-2-Channels-Relay-Module-With-optocoupler-For-PIC-AVR-DSP-ARM-Arduino/263347137695?hash= item3d50b66c9f: g: DlUAAOSwIVhaG-gf

-DC-DC пульт түрлендіргіші: https://www.ebay.ca/itm/DC-DC-Buck-Step-Down-Converter-6V-80V-24V-36V-48V-72V-to-5V-9V-12V -Қуат көзі/122398869642? Hash = item1c7f8a888a: g: 3vkAAOSwuxFYyQyb

2 -қадам: Кейбір схемаларды алу уақыты

Схемалық схемаларды іздеу кезінде әр тақтаның негізгі қызметін есте ұстаған жөн.

Схема диаграммалары табылғаннан кейін, дигикейге (немесе тышқанға немесе элементтерге тапсырыс бергіңіз келетін нәрсеге) өтіңіз және негізгі чиптің бар -жоғын біліңіз, сіз оны кейінірек тапсырыс бересіз.

Барлық басқа элементтер электронды веб -сайттардың көпшілігінде болуы керек (диодтар, қақпақтар, индукторлар, резисторлар …) Кейде сізге дұрыс мөлшерде немесе қаптамада (тесік арқылы, бетіне бекіту,…)

Егер бұл дизайнның кейінгі кезеңдерінде маңызды болса, осы мәліметтерді есте сақтап іздеңіз.

Осылайша мен келесі мәліметтер кестесімен аяқтадым:

-MAX3232 TTL-ге:

- 5V қосарналы арналар релесі:

- DC-DC-ге арналған түрлендіргіш:

Жоғарыда айтқанымдай және Digikey веб-сайттарында қолданылатын компоненттерді іздеуді бастағанымда, мен олардың барлығын таба алдым, тек DC-DC конвертеріне қатысты бір компоненттен басқа, дәлірек айтқанда мен XLSEMI XL4015 бак түрлендіргішін таба алмадым (LCSC -те табылған!) Екі түрлі веб -сайтқа тапсырыс бермеу үшін, сондықтан жеткізу ақысын екі рет төлеу үшін мен қолдағы конвертерді айналып өтіп, Digikey -ден табылған компоненттерді қолданатын басқа дизайнға баруды шештім. Осылайша мен келесі схемаға сүйендім:

Жаңа Бак түрлендіргіші:

Пиді қуаттандыру үшін ток пен кернеудің жеткілікті екеніне көз жеткізе отырып, мен негізгі ПХД -да қолданылатын барлық элементтерді анықтадым.

3 -қадам: Үлкен суретті есте сақтаңыз

Бұл қадам өте маңызды, себебі ол жалпы дизайнның реңін анықтайды. Менің міндетім - қораптың ішіне өтетін сымдардың санын азайту, себебі бұл соңғы кезде жоғары дірілмен қоршаған ортаға түседі. Бұл мәселені шешуде мен электр желілерін (Пиді қуаттандыратын) декодтау мен құрылғылар арасындағы байланыс үшін қолданылатын сигнал желілерінен ажыратуға тура келді. Ақпаратты ескере отырып, біз бәрін бір ПХД -ге біріктіреміз. Соңғы өнімде бір таспалы кабель және Pi-мен байланыс орнату үшін бір микро-USB кабелі болады. Таспалы кабельде екі құрылғы арасындағы барлық сигналдар болады, ал микро-USB кабелі Pi қосуға қажетті 5В, 1 А қуат береді. Осыны ескере отырып, мен суретте көрсетілгендей барлық сигналдардың бір -біріне жақын орналасуы үшін Pi -де қолданылатын GPIO түйреуіштерін өзгерттім. Әлбетте, мұны істеу үшін сізге GPIO түйреуіштерін басқа GPIO түйреуіштеріне ауыстыру қажет болады, ал Gnd басқа Gnd -мен, ал Raspberry Pi -дегі жалпы түйреуішті қолданып басқа қуат түйреуіштерімен қуат ауыстырылады. Бұл өзгерістер Pi -де жұмыс істейтін микробағдарламаны жаңарту үшін қажет болатындықтан жазылады.

4 -қадам: EasyEDA: схемалар

Бұл қадамда сізге қарапайым кад құралымен танысу қажет болады. EasyEDA! атауынан көрініп тұрғандай, бұл веб -сайтты әзірлеу құралын қолдануды үйрену қарапайым болуы керек. Мен сізге тез жету үшін веб -сайтқа сілтемені және басқа да жақсы сілтемелерді қосамын:

EasyEDA:

Кіріспе бейнелер (GreatScott бойынша):

www.youtube.com/watch?v=35YuILUlfGs

Веб -сайт әзірлеушілерінің жылдам оқулығы:

5 -қадам: Қажетті компоненттерді таңдаңыз

Бұл қадамда сіз тақтаның өлшеміне, дәнекерлеу жабдығына және дәнекерлеу дағдыларына сүйене отырып, тесік немесе жер үсті компоненттерін қолданғыңыз келетінін таңдауыңыз керек! Мүмкін болса, SMD нұсқасы жоқ бірнеше жағдайларды қоспағанда, барлық компоненттерге беткі орнатуды шештім, мысалы, реле.

Әрі қарай сізге барлық қақпақтардың, резисторлардың, диодтардың пакеттерінің мөлшерін түзету қажет болады. Менің жағдайда, мен 1206 -да ең көп таралған компоненттерді шешуге шешім қабылдадым.

Мұнда тағы да беттік дәнекерлеу техникасына қатысты көптеген онлайн оқулықтар бар. Мен осы тақырып бойынша Дэйв Джонның оқулығына сүйендім (төменде сілтеме), басқа екі дәнекерлеу оқулығын көруге болады:

EEVblog #186 - Дәнекерлеу оқулығы 3 -бөлім - Жер бетіне бекіту

www.youtube.com/watch?v=b9FC9fAlfQE&t=1259s

Мен видеоның ұзын екенін білемін, бірақ жігіт сізге дәнекерлеуді үйрету кезінде басқа қызықты нәрселер туралы айтады. Әлбетте, оның сіз бен біз сияқты әуесқойларға қарағанда тәжірибесі көп, сондықтан жақсы болуы керек.

6 -қадам: Жоғалған компоненттердің схемасын салыңыз

EasyEDA бір құрылғыдан басқа мен тапсырыс беруді жоспарлаған компоненттердің басым көпшілігіне ие. Бұл мәселе болмауы керек, өйткені бұл бағдарлама сіздің суреттеріңізді онлайн кітапханаға қосуға мүмкіндік береді.

Маған «D-SUB 15 аналық коннекторын» қосу керек болды (digikey:

Сілтемедегі құрылғының мәліметтер кестесін тексеру арқылы сіз компоненттің геометриялық ерекшеліктерін қайталай аласыз. Бұған құрылғының аралықтары, өлшемдері мен бағыты кіруі тиіс. Егер сізде сәттілік болса, кейде өндірушілер ПХД сызбаларын қосады, оны қолмен оңай көшіру және қоюға болады.

7 -қадам: ПХД макетін жасаңыз

Әр түрлі компоненттерді тақтаға орналастыру кезінде сіз байланыстырушы іздердің ұзындығын азайтуды қамтамасыз етуіңіз керек. Бұл ұзындықтар неғұрлым ұзақ болса, сіз импеданс пен шудың кедергісін көрсететін желілерге көбірек әсер етесіз. Осы алтын ережені ескере отырып, мен барлық компоненттерімді видеода көрсетілгендей орналастырдым.

8 -қадам: сандарды енгізіңіз

Бұл қадамда әр түрлі элементтерді қосу үшін іздің дұрыс енін анықтау қажет болады. Easyeda ізінің қалыңдығы 1ozға дейін стандартталған (сіздің арзан нұсқа). Бұл дегеніміз, әр ізде ағып жатқан ток туралы шамамен бағалау қажет. Қолда бар қосымшаның негізінде мен көптеген қуат іздері үшін 30 мильді (максимум 1 А ұстап тұру үшін) және сигнал іздері үшін 10 ~ 15 мильді (максимум 100 мм А ұстау үшін) түзетуге шешім қабылдадым.

Бұл сандарды алу үшін сіз осындай онлайн -калькуляторды пайдалана аласыз.

Интернеттегі із калькуляторы:

9 -қадам: оны қосыңыз

Әр түрлі сызықтар үшін жарыстың қалыңдығы бекітілгеннен кейін, барлық компоненттерді сыммен қосатын кез келді. Егер сіз компоненттерді ПХД құрастырудың жалпы ережелеріне сәйкес орналастырсаңыз (төменде көрсетілген), сіз сымдарды оңай жүргізе алуыңыз керек. Мыс қаптамасын қосқаннан кейін сіз тапсырыс беруге дайын дайын ПХД аласыз. Бұл үшін мен серіктестік веб -сайтты easyeda, JLCPCB (төменде сілтеме бойынша) пайдалануды ұсынамын, тапсырыс беру кезінде стандартты тапсырыс параметрлеріне ешқандай өзгеріс енгізудің қажеті жоқ. Егер сіз бірнеше тақтаны дәнекерлейтін болсаңыз, мен жүктелген гербер файлымен бірге келетін трафарет парағына тапсырыс беруді ұсынамын. Бұл дәнекерлеу процесінде көп уақытты үнемдеуге мүмкіндік береді.

10 -қадам: байыпты дәнекерлеуге уақыт

Дизайнды тексеру үшін мен тек бір компонентті дәнекерлеп жатқандықтан, мен осы саладағы дағдыларымды арттыру үшін қолмен дәнекерледім. Соңғы өнім бекітілген суретке ұқсас болады.

11 -қадам: Қорытынды тексерулерді жасаңыз

Бұл соңғы қадамда сізге электр желілері сияқты маңызды іздердің үздіксіздігінің негізгі тестін жасау қажет болады. Бұл сіздің тақтаймен байланысқан нәрсеге зақым келтірмеуге көмектеседі (менің жағдайда: таңқурай Pi). Дәл осылай, кері инженерияны қолдана отырып, мен дірілге қарсы құрылғы жасай алдым.

Әдеттегідей, менің әңгімелерімді инженериямен бақылағаныңыз үшін рахмет. Менің жазбаларымның кез келгенін ұнатуға, бөлісуге немесе пікір қалдыруға болады.

Келесіге дейін, Қуаныш: Д.