Maximálne využitie objednávky PCB (a opravy chýb): 4 kroky

2024 Autor: John Day | [email protected]. Naposledy zmenené: 2024-01-30 11:59

Pri objednávke PCB online často získate 5 alebo viac rovnakých PCB a nie vždy ich potrebujete. Nízke náklady na tieto PCB vyrobené na zákazku sú veľmi lákavé a často si nerobíme starosti s tým, čo robiť s ďalšími. V minulom projekte som sa ich pokúsil znova použiť čo najlepšie a tentoraz som sa rozhodol plánovať dopredu. V inom Instructable som potreboval DPS na držanie niekoľkých vývojových dosiek mikrokontroléra na báze Espressif a myslel som si, že to bude ideálny prípad pre opakovane použiteľné DPS. Nie všetko však ide podľa plánu.

Krok 1: Návrh

Tento projekt potreboval PCB na umiestnenie vývojovej dosky ESP32 a vývojovej dosky ESP8266 typu Lolin. Tieto dve dosky majú niekoľko užitočných IO pinov, ktoré sa v tomto projekte vôbec nepoužijú. Extra dosky by mohli byť neskôr celkom užitočné, ak by bolo prístupných viac týchto nepoužitých pinov. Tiež som chcel ubytovať dve varianty vývojových dosiek ESP32. Mal som 38-pinovú a 30-pinovú verziu. Pri porovnaní vývodov týchto dvoch je možné vidieť, že ak je kolík „1“30-kolíkového variantu zapojený do polohy kolíka 2 v 38-pólovej verzii, väčšina pinov na ľavej strane by sa zhodovala. Rozhodol som sa, že to môžem napraviť opatrným použitím niektorých prepojok.

Na pravej strane tabule sa im veľmi nedarilo. I2C piny (IO22 a IO21) boli v poriadku, rovnako ako UART0 (TX0 a RX0), avšak kolíky SPI a UART2 boli posunuté. Myslel som si, že to môžem napraviť aj prepojkami. Takže týmto plánom bolo byť schopný používať oba typy dosiek ESP32 a tiež naplniť DPS takým počtom konektorov IO pinov, koľko som si myslel, že jedného dňa môžem použiť. Tiež som chcel možnosť použiť dve dosky (ESP32 a ESP8266) oddelene, takže rozloženie by muselo umožniť rezanie DPS.

Krok 2: Rozloženie DPS

Začal som s počiatočným (základným) návrhom, ktorý som pre tento projekt potreboval, a potom som sa rozhodol ho aktualizovať tak, aby vyhovoval takému počtu použití, koľko som sa primerane zmestil na dosku. Na druhej schéme môžete vidieť, že je to trochu viac preplnené.

Doska plošných spojov nemôže byť väčšia ako 100 mm x 100 mm (menšia by bola lepšia), takže to trochu obmedzilo priestor. Pôvodné rozloženie som mal vo Fritzingu a rozhodol som sa v ňom pokračovať, ale s pohľadom na tabuľu som sa veľmi nezaoberal, pretože vidíte, že je takmer nezrozumiteľný.

Nastavil som niekoľko konektorov I2C portov pre dosky ESP32 aj ESP8266, na každom z nich som nastavil vlastný napájací konektor a pre oba som vyvodil niektoré z digitálnych IO pinov. Umiestnil som ďalšie montážne otvory, aby bolo možné ich rezať a montovať oddelene. Rozhodol som sa, že sa nebudem vôbec obťažovať s IO00, IO02 alebo IO15 a skončil som s znázorneným rozložením.

Na použitie s 38-kolíkovou doskou ESP32 bolo potrebné skratovať nasledujúce prepojky: JG1, JG2 a JG4

Na použitie s 30-kolíkovými doskami ESP32 tieto prepojky potrebovali skrat: JG3, JG5, JP1, JP2, JMISO, JCS, JCLK, JPT a JPR.

Krok 3: DPS

PCB som objednal z PCBWay, ale existujú aj iní výrobcovia, ktorí majú podobné ekonomické a rýchle služby. Vyzerali skvele … kým som sa nepozrel bližšie. Šírka stôp dosky ESP32 a ESP8266 nebola správna. Šírka stopy (medzi kolíkmi) bola 22,9 mm namiesto 25,4 mm pre dosku ESP32 a 27,9 mm pre dosku ESP8266. Rozloženie otvorov pre napájací konektor DC tiež nezodpovedá mojim napájacím konektorom (a otvory boli príliš malé). Toto nebola chyba výrobcu DPS, všetko bolo moje. Samozrejme, mal som to všetko dvakrát skontrolovať a teraz som si musel nájsť prácu. Tiež som vykonal test, aby som zistil, aké ďalšie problémy sa objavia, a samozrejme to zničilo konfiguráciu prepojky SPI (ktorá mimochodom nefungovala podľa plánu).

Zistil som, že ak ohnem kolíky ženských hlavičiek o 90 stupňov, môžem ich spájkovať s povrchom DPS, čo umožní určité nastavenie šírky. Po starostlivom spájkovaní na rohové čapy a skontrolovaní šírky ich všetky spájkujem na mieste a vyskúšam, či sú v súlade. Fungovalo to!

Napájací konektor vyžadoval podobné riešenie, ale všetky záhlavia boli v poriadku. Naplnil som jednu nerozrezanú DPS a otestoval som ju pomocou nastavenia webového servera a fungovalo to dobre. Potom som prešiel na rezané PCB. Doska Lolin ESP8266 fungovala dobre, ale rozstup k montážnym otvorom bol trochu tesný.

30-kolíková doska ESP32 tiež fungovala dobre, port SPI však nefungoval a jedinou opravou boli prepojovacie vodiče na spodnej strane dosky.

Krok 4: Záverečné poznámky

Celkovo si myslím, že to stálo za to, aby boli dosky viac použiteľné. a už som začal používať jednu z rezaných PCB na testovanie budúceho projektu. Mám to oveľa radšej ako používanie breadboardov. Fritzing už pravdepodobne nebudem používať, pretože v porovnaní s inými balíkmi (napr. KiCad) nie je užívateľsky príjemný na vytváranie stôp/symbolov. Uľahčuje čítanie čitateľných zobrazení, aj keď nie sú príliš zložité.

Získané ponaučenia sú:

1. Vždy overte stopy z iných zdrojov, aby ste sa presvedčili, že zodpovedajú časti, ktorú držíte v rukách.
2. Používajte softvér EDA, ktorý umožňuje (primerane) jednoduchú úpravu symbolov a stôp.
3. Očakávajte neočakávané a urobte z toho maximum!

Ďalšou poznámkou je, aby ste pri načítavaní symbolov tretích strán pre svoju schému vždy zaistili, aby boli výstupy rovnaké. Nemal som s tým žiadne problémy, ale v minulosti som mal problém, keď bežný regulátor napätia mal medzi výrobcami rôzne vývody.