PCB que ajuda a la gestió de cables: 6 passos (amb imatges)

2024 Autora: John Day | [email protected]. Última modificació: 2024-01-30 08:14

Fa un temps he fabricat un molí CNC personalitzat per a escriptoris. Des de llavors el vaig actualitzar amb nous components. L'última vegada que he afegit un segon Arduino amb pantalla de 4 dígits per controlar les RPM del meu fus mitjançant un bucle PID. L’havia de connectar amb la placa Arduino principal amb 5 cables, perquè puguin comunicar-se. Però durant la meva primera prova vaig trencar un controlador de motor, de manera que n'he comprat un de més potent. També tenia 5 cables més que havia de connectar. En aquest moment, el pin + 5V de la placa principal es va dividir en 4 connexions separades i no em venia de gust dividir el cable de nou. Així que he fet una altra cosa.

Pas 1: esbossar connexions

He esbossat totes les connexions que eren necessàries (excloent els cables del motor i de la parada perquè van directament al controlador GRBL i a cap altre lloc). També he fet alguns canvis a les connexions ja existents: la parada d'emergència ara també restableix Arduino principal i només utilitza el contacte obert, on anteriorment feia servir tant NO com NC per controlar un relé. Amb el nou controlador del motor, la connexió als relés també es va simplificar.

Pas 2: problemes de connexions

L'anterior controlador de motor que feia servir era una simple placa amb optoacoplador i un mosfet. Només podia fer girar el fus en una direcció, de manera que no calia fer servir el passador de direcció. El nou és una mica més complicat. Té pins anomenats INA i INB, i depenent de si vull girar en sentit horari o antihorari he de tirar un d'ells a VCC. No sona tan complicat, el problema és que GRBL només té un passador anomenat SP-DIR (pas de direcció del fus) que s’estira a VCC per al moviment horari i a GND per al moviment antihorari. No sé si això es pot canviar dins de GRBL (és un programa una mica massa complicat per a mi), així que ho he fet amb un mètode diferent.

Acabo d'afegir una porta lògica NO a l'esquema que invertirà el senyal SP-DIR i el posarà a INB. Per tant, quan el pin DIR és alt, INA també és alt (estan connectats entre si) i INB s’inverteix a baix (CW), i quan DIR és baix, INA també és baix i INB és alt (CCW).

Pas 3: Disseny intel·ligent però no tan senzill

Després he dissenyat un PCB a Eagle que tenia totes les connexions necessàries al seu interior. Però amb tants cables no era tan senzill.

En primer lloc he creat una biblioteca Eagle personalitzada per als meus blocs de terminals. És molt senzill, bàsicament és només un passador normal, més gran: espaiat de 5,08 mm (0,2 ).

El fresaria al CNC i per això volia que fos una placa única. Però amb 26 blocs de terminals i algunes connexions internes a la porta lògica va ser una tasca difícil dissenyar-la. Es podria fer però amb molts cables de pont. Aquesta és la raó per la qual tots els meus blocs de terminals (a Eagle) són només uns pins. D'aquesta manera els puc moure a l'espai de treball del tauler i evitar l'ús de cables de pont. L’inconvenient és que la ubicació d’algunes connexions sembla aleatòria. Per exemple, mirant a la part inferior hi ha GND, després SP-EN i després VCC, que és molt poc comú. Però d'aquesta manera podria reduir el nombre de cables de pont a només 2 i em resulta més fàcil fabricar la PCB.

Els noms dels blocs de terminals també són especials. Es van agrupar, de manera que, per exemple, A significa Arduino, de manera que tots els terminals de cargol anomenats A_ haurien de col·locar-se a la part inferior de la placa perquè Arduino amb GRBL es col·loca a sota del PCB.

Al final, també he afegit un LED senzill per indicar l'estat de la sonda Z.

Pas 4: Formació de la Junta

Com he dit abans, he fresat la placa del meu CNC de bricolatge, he forat els forats i heu soldat tots els components. No hi havia res d’especial en el procés, que feia PCB com qualsevol altre.

Si no teniu un CNC, podeu fabricar el PCB mitjançant un mètode de termotransferència o demanar-lo a un fabricant professional.

Tampoc no us oblideu de comprovar totes les connexions amb multímetre per trobar i solucionar els errors.

Pas 5: connectar-ho tot junt

Un dels darrers passos va ser col·locar el PCB preparat a la màquina i connectar tots els cables. He imprès un petit esquema de tauler per ajudar-me a connectar tots els cables on hauria d’estar. Després de tornar a comprovar les connexions, ja estava a punt per provar-les.