PCB spoles KiCad: 5 soļi (ar attēliem)

2024 Autors: John Day | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2024-01-30 10:51

Fusion 360 projekti »

Dažas nedēļas atpakaļ es biju izveidojis mehānisku 7 segmentu displeju, kas izmanto elektromagnētus, lai stumtu segmentus. Projekts tika tik labi uzņemts, ka tas pat tika publicēts žurnālā Hackspace! Es saņēmu tik daudz komentāru un ieteikumu, ka man bija jāizveido tā uzlabota versija. Tātad, paldies jums visiem!

Sākotnēji es plānoju izveidot vismaz 3 vai 4 šādus ciparus, lai parādītu kaut kādu noderīgu informāciju. Vienīgais, kas mani atturēja to darīt, bija jaudas izsalkušie elektromagnēti. Pateicoties viņiem, katrs cipars zīmē apmēram 9A! Tas ir daudz! Lai gan nodrošināt tik lielu strāvu nebija problēma, bet es zināju, ka tas var būt daudz labāk. Bet tad es sastapos ar Kārļa FlexAR projektu. Būtībā tas ir elektromagnēts uz elastīga PCB. Izmantojot to, viņš ir izstrādājis dažus satriecošus projektus. Pārbaudiet viņa darbu! Jebkurā gadījumā tas lika man domāt, vai segmentu stumšanai/vilkšanai varētu izmantot tās pašas PCB spoles. Tas nozīmē, ka es varētu padarīt displeju mazāku un mazāk enerģijas izsalkušu. Tāpēc šajā pamācībā es mēģināšu izveidot dažas spoļu variācijas un pēc tam tās pārbaudīt, lai noskaidrotu, kura no tām darbojas vislabāk.

Sāksim!

1. solis: plāns

Plāns ir izveidot testa PCB ar dažām spoļu variācijām. Tā būs izmēģinājumu un kļūdu metode.

Vispirms es izmantoju Carl elastīgo pievadu, kas ir divslāņu PCB ar 35 pagriezieniem katrā slānī.

Es nolēmu izmēģināt šādas kombinācijas:

• 35 pagriezieni - 2 slāņi
• 35 pagriezieni - 4 slāņi
• 40 pagriezieni - 4 slāņi
• 30 pagriezieni - 4 slāņi
• 30 pagriezieni - 4 slāņi (ar caurumu kodolam)
• 25 pagriezieni - 4 slāņi

Tagad šeit nāk grūtā daļa. Ja esat izmantojis KiCad, iespējams, zināt, ka KiCad nepieļauj izliektas vara pēdas, tikai taisnas pēdas! Bet ko tad, ja mēs pievienosim mazus taisnus segmentus tā, lai tas izveidotu līkni? Lieliski. Tagad turpiniet to darīt dažas dienas, līdz jums ir viena pilnīga spole !!!

Bet pagaidiet, ja teksta redaktorā aplūkojat PCB failu, ko ģenerē KiCad, jūs varat redzēt, ka katra segmenta pozīcija tiek saglabāta x un y koordinātu veidā kopā ar kādu citu informāciju. Visas izmaiņas šeit tiks atspoguļotas arī dizainā. Ko darīt, ja mēs varētu ieiet visās pozīcijās, kas vajadzīgas, lai izveidotu pilnīgu spoli? Pateicoties Džoanam Sparkam, viņš ir uzrakstījis Python skriptu, kas pēc dažu parametru ievadīšanas izspiež visas koordinātas, kas vajadzīgas spoles veidošanai.

Kārlis vienā no saviem videoklipiem ir izmantojis Altium's Circuit Maker, lai izveidotu savu PCB spoli, taču man negribējās apgūt jaunu programmatūru. Varbūt vēlāk.

2. darbība: spoļu izgatavošana KiCad

Vispirms es ievietoju savienotāju uz shēmas un pievienoju to vadam, kā parādīts iepriekš. Šis vads kļūs par spoli PCB izkārtojumā.

Tālāk jums jāatceras neto skaitlis. Pirmais būs tīkls 0, nākamais būs tīkls 1 utt.

Pēc tam atveriet python skriptu, izmantojot jebkuru piemērotu IDE.

Izvēlieties izmantoto izsekošanas platumu. Pēc tam mēģiniet eksperimentēt ar sāniem, sākuma rādiusu un trases attālumu. Sliežu ceļa attālumam jābūt divkāršam. Jo lielāks ir “sānu” skaits, jo gludāka būs spole. Sānu = 40 vislabāk darbojas lielākajai daļai spoļu. Šie parametri visām spolēm paliks nemainīgi.

Jums ir jāiestata daži parametri, piemēram, centrs, pagriezienu skaits, vara slānis, neto skaits un, pats galvenais, rotācijas virziens (griešanās). Pārejot no viena slāņa uz otru, virzienam ir jāmainās, lai saglabātu pašreizējo virzienu nemainīgu. Šeit spin = -1 apzīmē pulksteņrādītāja virzienu, savukārt spin = 1 apzīmē pretēji pulksteņrādītāja virzienam. Piemēram, ja priekšējais vara slānis virzās pulksteņrādītāja virzienā, tad apakšējam vara slānim jāiet pretēji pulksteņrādītāja virzienam.

Palaidiet skriptu, un izvades logā jums tiks parādīts daudz numuru. Kopējiet un ielīmējiet visu PCB failā un saglabājiet to.

Atveriet PCB failu KiCad, un tur ir jūsu skaistā spole.

Visbeidzot, izveidojiet atlikušos savienojumus ar savienotāju un esat pabeidzis!

3. darbība: PCB pasūtīšana

Projektējot spoles, visām spolēm esmu izmantojis 0,13 mm biezu vara trasi. Lai gan JLCPCB 4/6 slāņu PCB minimālais pēdas platums ir 0,09 mm, es nejutos, ka to nospiestu pārāk tuvu robežai.

Kad biju pabeidzis PCB projektēšanu, es augšupielādēju gerber failus JLCPCB un pasūtīju PCB.

Noklikšķiniet šeit, lai lejupielādētu Gerber failus, ja vēlaties to izmēģināt.

4. darbība: testa segmentu izveide

Es izstrādāju dažus dažādu formu un izmēru testa segmentus programmā Fusion 360 un tos izdrukāju.

Tā kā spolēm esmu izmantojis 0,13 mm vara trasi, tā var izturēt maksimālo strāvu 0,3A. Elektromagnēts, kuru izmantoju pirmajā būvē, sasniedz līdz 1.4A. Skaidrs, ka spēks ievērojami samazināsies, un tas nozīmē, ka man ir jāpadara segmenti vieglāki.

Es samazināju segmentu un samazināju sienas biezumu, saglabājot formu tādu pašu kā iepriekš.

Es to pat pārbaudīju ar dažādiem magnētu izmēriem.

5. darbība. Secinājums

Es uzzināju, ka, lai paceltu segmentus, pietiek ar spoli ar 4 slāņiem un 30 pagriezieniem katrā slānī kopā ar 6 x 1,5 mm neodīma magnētu. Esmu ļoti priecīgs, redzot, ka ideja darbojas.

Tātad pagaidām tas ir viss. Tālāk es izdomāšu segmentu kontroles elektroniku. Paziņojiet man savas domas un ieteikumus zemāk esošajos komentāros.

Paldies, ka pieturējāties līdz galam. Es ceru, ka jums visiem patīk šis projekts un šodien uzzinājāt kaut ko jaunu. Abonējiet manu YouTube kanālu, lai iegūtu vairāk šādu projektu.