$ 1 PCB Kersboom: 7 stappe (met foto's)

2024 Outeur: John Day | [email protected]. Laas verander: 2024-01-30 07:26

Volg my op Twitter! Volg meer deur die skrywer:

Oor: My naam is Loann Boudin, ek is 'n vervaardiger en 'n Franse student wat elektroniese ingenieurswese naby Parys studeer. Ek hou daarvan om dinge self te maak en deel my projekte met almal. Meer oor loboat »

PCB -kersboom deur Loann BOUDIN | 2018

Wat kan 'n elektronika -liefhebber doen as Kersfees aanbreek? 'N PCB -kersboom natuurlik!

As lid van 'n klein elektroniese stokperdjie -klub deel ek graag my passie vir elektronika en PCB -ontwerp deur middel van klein projekte. Met Kersfees wou ek die SMD -soldeeruniversiteit aan nuwe lede voorstel met 'n prettige en eenvoudige projek: soldeer 'n miniatuur PCB -kersboom met ingebedde 0805 SMD -flitsligte.

Hierdie instruksies beskryf die proses wat ek gevolg het om 'n klomp goedkoop, klein, gloeiende kersbome voor te stel, te ontwerp en te skep vir minder as $ 1 eenheid. Geniet:)

En … as u van hierdie Instructable gehou het, oorweeg dan om vir hierdie projek in die PCB -wedstryd te stem! Dankie !

Stap 1: BOM, benodigde gereedskap en vaardighede

Jy sal nodig hê:

Noodsaaklike gereedskap:

• soldeerbout
• soldeerdraad
• skuurpapier
• plat tang
• tang sny
• fyn pincet

Opsionele (maar handige) gereedskap:

• Afzuigkap
• multi-meter
• wonderlike glas

Vaardighede:

basiese soldeervaardighede

Materiaalsak:

Komponente	Verskaffer	Groothandelprys ($)	Prys per PCB ($)
11x 0805 SMD knipperende LED's	Aliexpress	15, 79	0, 29
1x CR1220 battery	Aliexpress	0, 75	0, 15
1x batteryhouer	Aliexpress	6, 58	0, 07
1x skakelaar	Aliexpress	2, 62	0, 03
2x 2 penne kop	Aliexpress	0, 51	0, 01
1x PCB	SeeedStudio	4, 90	0, 12

Ek het goedkoop komponente gekies om die stuklêer onder die simboliese prys van $ 1 per Kersboom -kaarte te hou. Die totale prys vir een PCB -kersboom met al die elektroniese komponente gesoldeer word op $ 0, 67 geraam.

Stap 2: Op soek na inspirasie …

Ek wou 'n realistiese PCB -kersboom ontwerp, waar twee PCB's loodreg saamgestel is, 'n 3D -vorm kan gee wat kan opstaan. Die skep van twee verskillende PCB's maak die ontwerp nie veel ingewikkelder nie, maar duurder, aangesien vervaardigers meer hef as 'n PCB meer as een ontwerp bevat. Om die prys so laag as moontlik te hou, moes ek dink aan 'n slim ruimtebestuur van die PCB -ontwerp om afval en koste te verminder. In my strewe om die perfekte PCB -kersboom vir my doel te ontwerp, het ek gesoek na soortgelyke projekte op Google en Instructables.

Ek het die ontwerp van bluquesh teëgekom, wat ek besonder interessant en baie goed gedokumenteer vind. In sy eerste Instructable beskryf hierdie lid hoe hy daarin geslaag het om 'n klein PCB -kersboom met baie funksies te skep:

• Ingeboude Arduino -chip
• Tweekleurige SMD LED's
• Kapasitiewe aanraking
• Ingeboude battery
• DC/DC versterkingskring
• … en meer!

Sommige van hierdie funksies is nie versoenbaar met my projek nie, wat daarop gemik is om eenvoudig en goedkoop te wees. Tog het 'n ander detail van sy projek my aandag getrek: bloublou het daarin geslaag om sy 3D -kersboomontwerp in 'n vierkantige gebied te plaas sonder ruimteverspilling. Deur twee halfvurige vinne langs die hoofgran te skep, het hy die vermorste ruimte hergebruik om nog 'n vol boom te skep, ondanks sy ingewikkelde vorm.

Ek het hierdie slim ontwerp in my projek aangepas en hergebruik.

Stap 3: PCB -ontwerp

Ek het my PCB -kersboom ontwerp met Autodesk EAGLE. EAGLE is 'n elektroniese ontwerp -outomatisering (EDA) sagteware wat skematiese diagramme ontwerp, komponentplasing en PCB -routering moontlik maak.

Ek het die ontwerp begin deur die skema van die elektroniese stroombaan te skep. Dit bestaan uit 11 flitsende LED's in parallel, aangedryf deur 'n knoppieselbattery van 3 V. 'N Skakelaar kan die kring oop- of toemaak. Laastens word 'n opsionele filterkapasitor van 10 µF tussen die batteryspanning en die grond geplaas.

Ek het die keuse gemaak om nie 'n weerstand in serie met die LED's op te neem nie, aangesien 3 V baie naby die voorspanning van baie LED's is:

Die skematiese en die PCB is in drie dele verdeel:

• die hoofbord: dit het 'n kersboomvorm en bevat die batteryhouer, die skakelaar, 3 LED's aan die bokant en 2 LED's aan die onderkant. Deur twee penne met twee penne kan u die twee vinne aansluit, die een aan die bokant en die ander aan die onderkant.
• die boonste vin: dit het 'n vorm van 'n halwe kersboom met 'n kerf vir die batteryhouer en bevat 1 LED op die bokant en 2 LED's aan die onderkant. Met die voetafdruk van die pen met twee penne kan die vin gekoppel word en op die hoofbord gevoed word.
• die onderste vin: dit het 'n vorm van 'n halwe kersboom en bevat 2 LED's op die bokant en 1 LED op die onderkant. 'N Voetspoor met 'n speldkop-aansluiting met 2 penne kan die vin verbind en op die hoofbord gevoed word.

Ek het besluit om 'n verminderde grootte van 48 * 48 mm per spar te kies deur die buitelyn van die bord met die 20ste laag "Dimension" te teken.

Ek het die vorm van die spar geteken met behulp van die 46ste laag "Frees" met 'n breedte van 3 mm: hierdie lyn word geïnterpreteer as 'n maalarea vir die vervaardiger en skei die spar van sy vinne.

Nadat die omtrek van die kring duidelik gedefinieer is, het ek die grootste komponente soos die batteryhouer en die skakelaar geplaas, en dan die LED's sodat die verspreiding daarvan aangenaam is.

Ek het nog 'n maalgebied op een vin bygevoeg sodat die batteryhouer kan pas en 'n gat aan die bokant van die boom sodat dit oral kan hang (byvoorbeeld in 'n regte kersboom).

Toe stuur ek al die komponente met die boonste en onderste lae: die batteryspanning word versprei na die LED's met 0, 5 mm breedte spore en 'n algehele grondvlak.

Uiteindelik het ek twee wegbreek -oortjies ontwerp en tussen die hoofspar en sy vinne op die 3 mm -maalspoor geplaas om my bord as 'n enkele ontwerp te behou en PCB -paneelwerk moontlik te maak (sien die volgende stap vir meer besonderhede).

Alle Eagle -lêers kan op my github of onder ▼ gevind word

Stap 4: PCB -panellisering

Die meeste PCB -vervaardigers bied nou 'n enkele prys van $ 5 vir 10 PCB's tot 100*100 mm groot. Die prys bly dieselfde, ongeag of die kring 50*50 mm of 100*100 mm is. Koste -optimalisering is dan moontlik deur die aantal kringe op hierdie maksimum oppervlakte te maksimeer. PCB -panellisering bestaan uit die skep van 'n enkele PCB uit verskeie kleintjies om koste en vermorsing te verminder.

Die meeste PCB -vervaardigers hef geen ekstra koste vir identiese ontwerppanele nie. Dit beteken dat u verskeie klein PCB's gratis in een kan inpas, maar dit moet dieselfde ontwerp vir almal bly. Meer inligting kan gevind word op die webwerf van die PCB -vervaardiger Seeedstudio.

PCB -panellisering kan op twee maniere:

V-groefpaneelmetode: dit bestaan uit die sny van 1/3 van die dikte van die bord van bo en 1/3 van die dikte van die onderkant, parallel met die boonste snit, met 'n sirkelblad van 30-45 grade. Dit kan slegs langs reguit lyne deur die PCB -skikking gedoen word

Paneeliseringsmetode vir wegbreek-oortjie: dit bestaan uit die deurlaat van geperforeerde oortjies tussen ruimte tussen PCB's. Die afstand tussen twee PCB's is ongeveer 2, 5 mm, aangesien dit in die meeste vervaardigingshuise die standaardroutergrootte is en slegs 'n enkele deur van die freesbit nodig is om die bord te maal. Perforasiepatrone van N-Gate is standaard vir wegbreek-oortjies en is ontwerp om maklik verwyder te word sonder om ongewenste uitsteeksels van die sybord te laat

Meer inligting oor die ontwerp van paneelplate kan gevind word in die baie goed gedokumenteerde artikel wat Jack Lucas vir www. ElectronicDesign.com geskryf het.

Om die koste van my projek te verminder, het ek besluit om vier van my PCB -kersbome in 'n enkele bord te paneel. Eerstens moes ek die twee vinne van die PCB -kersboom aan die hoofbord koppel. Ek het twee wegbreek-oortjies ontwerp met 'n 3-gaatjie-gate-patroon wat elke vin aan die hoofbord van die kersboom koppel. Die wegbreek -oortjies is gemaak van 2*3 gate met 'n deursnee van 0,9 mm.

Nadat die ontwerp van een PCB -kersboom klaar was, het ek dit vier keer gedupliseer en elkeen langs mekaar gestuur om die 100*100 mm -oppervlakte wat die vervaardiger opgelê het, te vul. Alle ontwerpe het 'n afstand van 3 mm en is verbind met 'n wegbreeklip met 'n 3-gaatjie-gate-patroon.

Die finale PCB het 'n grootte van 100*100 mm en bevat 4 Kersboom -PCB's. Die koste van 'n PCB -eenheid word dus gedeel deur 4!

Stap 5: Soldeer die PCB

As alle komponente versamel is, kan die soldeer van die PCB begin!

Soldeer die LED's -

Dit is die beste om met LED's te soldeer, aangesien dit die kleinste komponente is. Om hulle laaste te soldeer, sou die taak moontlik moeiliker maak, aangesien groter komponente hul plasing kan belemmer. LED's is gepolariseerde komponente en dit is belangrik om op die PCB te identifiseer hoe dit veronderstel is om te soldeer. Die voetspoor van die LED's op die PCB is altyd dieselfde: die pad wat aan die grondvlak gekoppel is, is die massa (katode) en die pad wat aan 'n spoor gekoppel is, is die voedingsspanning (anode). 'N Groen pyl onder die CMS -LED dui die stroomrigting van die stroom aan en dus die polariteit daarvan.

Deur 'n LED met 'n multimeter in 'diode tester' opset te toets, kan dit help om die polariteit en kleur daarvan te bepaal.

Om die LED's te soldeer, begin ek eers met 'n klein hoeveelheid soldeer op een van die LED -kussings. Ek nader toe die LED met 'n fyn pincet terwyl ek die soldeer met my soldeerbout gesmelt hou. Sodra die led korrek geplaas is, het ek my soldeerbout verwyder om die soldeer te stol. Die tweede soldeersel kan dan gemaak word sonder om die LED met die pincet vas te hou. Hierdie proses word herhaal vir die 10 LED's wat oorbly.

Soldeer die batteryhouer -

Die batteryhouer hou die knoppiesel teen die printplaat om die elektriese verbinding te skep. Om die battery stewig vas te hou, het ek 'n klein laag blik op die houer van die batteryhouer neergesit. Die aansluiting word dan geplaas en gesoldeer.

Die skakelaar soldeer -

Laastens word die skakelaar aan dieselfde kant gesoldeer as die batterykonnektor. Die skakelaar steek uit die PCB vir maklike werking.

Stap 6: Monteer die PCB

Sodra al die komponente gesoldeer is, is dit tyd om die kersboom te monteer.

Die planke skei -

Ek het die bord met 'n plat tang begin breek om die twee vinne van die hoofbord te skei. Ek gebruik 'n tang om enige oorblywende rand te verwyder wat moontlik kan seermaak. Toe gebruik ek skuurpapier om die kante van die kersboom glad te maak en uiteindelik drie skoon planke: die hoofboom en sy twee vinne.

Verbind die borde -

Een vin word aan die hoofbord vasgemaak deur 'n 2 -pins penkoppeling tussen hulle vas te soldeer. Die pinhead -aansluiting het hier twee gebruike: hou die vleuel aan die hoofbord en bring die spanning en massa na die LED's van die vin.

Ek sny 2* 2 penne speldkopverbindings uit 'n groot penkopstrook en maak die plastiekrande skoon met skuurpapier. Toe soldeer ek hulle van kop tot stert op die hoofbord, soos op die foto's, een op die bokant en die ander op die onderkant.

Ek het die twee vinne aan die verbindings gesoldeer, maar ek was versigtig om dit reg te pas en die vin met 'n kerf aan die kant van die battery te plaas.

Die PCB -kersboom is nou uiteindelik bymekaargemaak!

Skakel die kring aan -

Die PCB word aangedryf deur 'n CR1220 litiumbattery van 3V. Sodra die knoppiesel in die batteryhouer op die bord geplaas is en die skakelaar gesluit is, begin al die LED's soos 'n towerkuns flikker!

Die knoppiesel wat in hierdie projek gebruik word, het 'n gemiddelde kapasiteit van 40 mAh, wat byvoorbeeld tot 40 mA gedurende 1 uur of 20 mA gedurende 2 uur kan lewer. Die huidige verbruik van die PCB -kersboom is ongeveer 80 mA, en hang af van die kleure van die gekose LED's: wit, blou en pers LED's trek meer stroom as rooi, oranje en geel LED's.

Uit ervaring beveel ek u aan om rooi, oranje, geel en groen LED's te gebruik, aangesien dit die batteryleeftyd bespaar terwyl dit mooi kleure in die Kersfees -tema gee:) Met hierdie kleure in gelyke verhoudings gloei my PCB -kersbome gedurende 1 uur totdat die groen LED's begin verdof.

Stap 7: Gevolgtrekking

Ek het dit baie geniet om hierdie klein PCB -kersbome te ontwerp, en ek het baie geleer oor die vervaardiging van PCB en paneelplaat.

Danksy die goedkoop ontwerp van die projek, is die soldeerwerkswinkel gratis aangebied vir diegene wat dit wou probeer. Hierdie PCB's was baie suksesvol in my klub en baie nuwe lede het hul eerste chip gesoldeer op grond van SMD -komponente. Ek was meer as bly om te hoor dat sommige van my skeppings die kersbome van my vriende versier het.

Ek is vandag trots om die kennis wat ek tydens hierdie projek opgedoen het, deur hierdie werkswinkel en hierdie tutoriaal te kon oordra. Ek hoop jy het daarvan gehou en ek wens jou die beste toe vir die komende jaar:)