Dizajn DPS pre robota sledujúceho čiaru - Arnab Kumar Das: 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:57

Tento projekt predpokladá, že sme už urobili výber komponentov. Aby systém správne fungoval, je dôležité porozumieť tomu, čo jednotlivé komponenty vyžadujú, pokiaľ ide o výkon, napätie, prúd, priestor, chladenie atď. Je tiež dôležité porozumieť závislostiam medzi každým komponentom. Závislosti, ako je logická úroveň, prenosový šum, impedancia atď. Prečítajte si predchádzajúce články o systémových požiadavkách, výbere komponentu / materiálu.

Veľmi dôležitým konštrukčným aspektom tohto projektu je PCB, pretože naším cieľom je čo najviac znížiť tvarový faktor robota sledujúceho čiaru, čo zase zníži hmotnosť. Malé rozmery a menšia hmotnosť zvyšujú účinnosť a tiež znižujú straty v dôsledku aerodynamického trenia. Ak vidíte závodné auto F1, môžete pochopiť, ako efektívne je v aerodynamike. Aby sme zvýšili účinnosť a znížili hmotnosť, musíme odstrániť všetky nepotrebné komponenty a presunúť ťažisko tak nízko, ako je to možné. Na tento účel ma napadlo použiť dosku plošných spojov ako podvozok. Zníži sa tým hmotnosť a CM sa výrazne zníži, čo zase zvýši stabilitu počas zákrut. Výroba podvozku pomocou DPS tiež skracuje čas potrebný na montáž a uľahčuje prácu, pretože stačí spájkovať súčiastky na správnom mieste a začať s testovaním softvéru. Pretože dosky plošných spojov budú vyrábať roboty a CNC stroje, vyzerá to lepšie ako akékoľvek iné šasi.

Krok 1: Použitý softvér

Pre tento projekt konkrétne používam softvér Freeware a Open Source Softwares, aby študenti a ktokoľvek iný, kto nemá prístup k platenému softvéru, mohli projekt vykonať aj efektívne a profesionálne.

Použil som KiCad na návrh schém a plošných spojov a verte mi, že je to úžasný softvér. Predtým som používal Eagle CAD a Altium, ale aj keď je KiCad bezplatný, má všetky dôležité možnosti a nástroje na profesionálne navrhnutie dosky plošných spojov a jej výrobu. Dokonca má 3D vizualizáciu k dispozícii pre vašu DPS.

Sada KiCad má päť hlavných častí:

• KiCad - projektový manažér.
• Eeschema - editor schematického zachytávania.
• Pcbnew - program rozloženia DPS. Má tiež 3D zobrazenie.
• GerbView - prehliadač Gerber.
• Bitmap2Component - nástroj na prevod obrázkov na stopy pre kresby PCB.

Nebudem podrobne ukazovať, ako navrhnúť schému a rozloženie DPS, pretože to nie je predmetom tohto príspevku/článku. Hlavnou dôležitosťou tohto článku je predviesť produkciu KiCad a ukázať, ako sa objednáva a vyrába. Predtým, ako začneme so schematickým návrhom, je vhodné vytvoriť priečinok projektu a uložiť v ňom všetky súbory. Nasleduje príklad.

Krok 2: Schéma

Pre schému musíme otvoriť nástroj na úpravu schém z alebo z Eeschema. Po otvorení by ste v prázdnom okne mali vidieť prázdny dokument.

Niekedy musíme vytvoriť nové schematické symboly, pretože predvolená knižnica ich nemusí mať. Musíte si preštudovať list týchto komponentov a pridať ich do vlastnej knižnice, ako som to urobil v mojom prípade. Vytvoril som symboly knižnice pre snímač QTR-8RC, OLED displej SSD1306, TB6612FNG Motor Driver Board, N20 Motor s kodérmi. Akonáhle sú symboly knižnice vytvorené, spojil som ich dohromady a vytvoril systém.

Schému si môžete stiahnuť z nižšie uvedeného odkazu. Neskôr na konci tutoriálu pridám niekoľko dobrých návodov pre KiCad, aby ste sa to mohli naučiť a urobiť sami.

STIAHNUTIE NÁVRHU NAVŠTÍVTE MOJE WEBOVÉ STRÁNKY:

Krok 3: Rozloženie DPS

Akonáhle je schéma hotová, je čas prejsť na rozloženie dosky plošných spojov. Niekedy je tiež potrebné vytvoriť stopu niektorých komponentov, ak nie sú prítomné v knižnici. Na vytvorenie footprintu môžete použiť nástroj Footprint Library Editor v KiCad.

Použil som tu dvojvrstvový dizajn, pretože umožňuje veľmi ľahké rozloženie, keď máte na doske distribuovaných veľa komponentov. Ak chcete začať s návrhom plošných spojov, musíte v programe KiCad otvoriť program PCB Layout Editor. Mali by ste vidieť niečo ako nižšie, ale s prázdnym dokumentom.

NextPCB budeme používať ako službu výroby PCB, takže je dôležité zistiť, aké sú minimálne a maximálne technické limity, ktoré majú pre svoju výrobu. Ak chcete skontrolovať, či musíme navštíviť stránku ich schopností. Hlavné parametre, ktoré musíme skontrolovať, sú:

• Max. Rozmer 510*590 mm
• Min. Stopa 4 mil / 0,1 mm
• Min. Rozstup stôp 4 mil / 0,1 mm
• Min. veľkosť otvoru 0,3 mm
• Min. Priemer 0,45 mm
• Vzdialenosť medzi stopami a vzdialenosťou ≥5 mil
• Priemer vŕtacieho otvoru 0,2-6,3 mm
• Stopa k obrysu ≥0,4 mm

Na základe vyššie uvedených parametrov musíme upraviť naše pravidlá návrhu v editore rozloženia KiCad.

Na konci tutoriálu pripojím niekoľko dobrých návodov o navrhovaní plošných spojov v KiCade, z ktorých sa môžete poučiť. Nasleduje priložený návrh DPS, ktorý môžete použiť ako referenciu.

STIAHNUTIE NÁVRHU NAVŠTÍVTE MOJE WEBOVÉ STRÁNKY:

Krok 4: Výroba DPS

Predtým, ako vyrobíme DPS vo výrobnom závode na výrobu plošných spojov / Priemysel, ako je NextPCB, musíme previesť náš návrh do vyrobiteľného formátu, ktorý dokážu čítať stroje v tomto odvetví.

Vyššie uvedené nastavenia boli použité na generovanie všetkých súborov Gerber. odporúča sa exportovať súbory do samostatného priečinka Gerber, ako som to urobil.

Informácie o dierach dosky plošných spojov sú uložené v samostatnom súbore vrtákov a na vygenerovanie, že som použil vyššie uvedenú konfiguráciu pre NextPCB. Iní výrobcovia môžu mať rôzne nastavenia. Existuje mnoho dôvodov pre výber NextPCBone. Dôvodom je ich transparentnosť vo výrobnom procese. Nasleduje niekoľko fotografií z ich továrne.

Prijímajú tiež rôzne možnosti platby: PayPal, bankový prevod, Western Union, platba v hotovosti na ústredí. Pokiaľ ide o spôsoby dopravy, majú DHL, FedEx, Hongkong Post, čo je výhodné s rôznymi cenami a výhodami. Na uskutočnenie objednávky potrebujeme vytvoriť účet na webovej stránke. Môžete použiť odkaz na registráciu a vytvoriť si nový účet. Po vytvorení účtu uvidíte niečo ako nižšie.

Ďalším krokom je nahranie súborov Gerber a úspešná objednávka na zahájenie výroby. Akonáhle je váš Gerber vygenerovaný, odporúča sa ich skomprimovať dohromady do jedného súboru a nahrať ich

Po dokončení nahrávania uvidíte objednávku na stránke svojho účtu.

Vaša objednávka bude správne analyzovaná a akonáhle bude pripravená na výrobu, požiada o platbu a akonáhle bude platba vymazaná, začne sa výroba.

Vynakladajú veľké úsilie na analýzu vašich súborov Gerber, pretože môžu obsahovať chyby a nemusia sa správne vyrábať, ak sú otvory príliš malé alebo v ňom sú iné chyby v návrhu.

Akonáhle je DPS overená a vyrobená, obdržíte DPS v priebehu niekoľkých dní a môžete byť na nej pripravení.

ZA ŠPECIÁLNU ZĽAVU NAVŠTÍVTE ODKAZ: NextPCB a pri objednávke montáže DPS a DPS môžete získať zľavu 10% (Overenie aktivity: 26. marca 2020 - 30. apríla 2020)

Ďakujem za prečítanie tohto článku dúfam, že vám pomôže. Nezabudnite si pozrieť ďalšie články z tejto série.